数字压缩技术原理及发展
视频压缩原理
1. 为什么要进行视频压缩 未经压缩的数字视频的数据量巨大 存储困难 一张DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。 传输困难 1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。 2. 为什么可以压缩 ? 去除冗余信息 ? 空间冗余：图像相邻像素之间有较强的相关性 时间冗余：视频序列的相邻图像之间内容相似 编码冗余：不同像素值出现的概率不同 视觉冗余：人的视觉系统对某些细节不敏感 知识冗余：规律性的结构可由先验知识和背景知识得到3. 数据压缩分类 ? 无损压缩（Lossless） ? 压缩前解压缩后图像完全一致X=X' 压缩比低(2:1~3:1) 例如：Winzip，JPEG-LS ?
有损压缩（Lossy） ? 压缩前解压缩后图像不一致X≠X' 压缩比高(10:1~20:1) 利用人的视觉系统的特性 例如：MPEG-2，AVC，AVS 4. 编解码器 ? 编码器（Encoder） ? 压缩信号的设备或程序 ? 解码器（Decoder） ? 解压缩信号的设备或程序 ? 编解码器(Codec) ? 编解码器对 5. 压缩系统的组成 (1) 编码器中的关键技术 (2) 编解码中的关键技术 6. 编解码器实现 ?
编解码器的实现平台： ? ? 超大规模集成电路VLSI ? ASIC， FPGA 数字信号处理器DSP 软件 ? 编解码器产品： ? 机顶盒 数字电视 摄像机 监控器 7. 视频编码标准 编码标准作用： ? 兼容： ? 不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码? 高效： ? 标准编解码器可以进行批量生产，节约成本。 主流的视频编码标准： MPEG-2 MPEG-4 Simple Profile AVC
数字媒体技术基础知识要点总结
数字媒体技术基础知识要点总结 ※媒体其含义是中介、中间的意思。同时，媒体又是信息交流和传播的载体。是一种工具，包括信息和信息载体两个基本要素。 ※两层含义：①传递信息的载体，称为媒介，也称为逻辑载体，如数字、 文字、符号、图形、图像、声音、视频、动画、编码等。②存储信息的实体， 称为媒质，如纸、磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。也称为物理媒体。 ※ITU技术角度定义媒介：感觉(语言音乐文字图形图像等)，表示(编码)，显示(输入输出设备)，储存(光盘磁盘等)，信息交换(电缆光纤)，传输(储存和传输媒体或结合)。 ※特性：多样性、集成性、交互性、数字化。 ※数字媒体概念：以数字化的形式存储、处理和传播信息的媒体，以网络 为主要传播载体，并具有多样性、互动性、集成性等特点，包括信息和媒介。 ※我国概念：数字化的内容作品以现代网络为主要传播载体，通过完善的 服务体系，分发到终端和用户进行消费的全过程。 ※特性：数字化(数字形式储存处理与传播，可复制重复利用)，交互性(以网络信息终端为介质)，趣味性(数字娱乐)，集成性(多种媒体结合，电脑技术 整合)，技术与艺术的融合(信息技术人文艺术)。 ※传播模式：大众传播模式；媒体信息传播模式；数字媒体传输模式；超 媒体传播模式 ※产业价值链：内容创建，内容管理(存储管理，查询管理，目录、索引)，内容发行，应用开发，运营接入，价值连接成，媒体应用 ※发展方向：①内容制作技术以及平台②音视频内容搜索技术③数字版权 保护技术④数字媒体人机交互与终端技术⑤数字媒体资源管理平台与服务⑥数 字媒体产品交易平台。
※为什么要数字化：通用的存储和传输格式，数字化后处理更方便；适用于光盘存储远距离传输；准确可靠，无累计失真，属于无损传输和存储。 ※过程：采样；量化；编码。 ※采样：对于连续的信号，在时间轴上每隔一定的时间，采集相应的数据的过程。采样定理：采样频率=原始信号频率的2倍时，可恢复为原始信号。图像采样：用多少个像素点的"列数×行数"表示，是对图像空间进行离散化，称为图像的分辨率。采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。 ※汉字编码：输入码，区位码，机内码，字形码。英文编码：ASCII码 ※图像分类：二值图像，灰度图像，真彩色图像，颜色索引图像。 ※音频特征：频率(音调)、振幅(响度)、波形(音色) ※音频编码方式：波形编码(脉冲编码调制(PCM)差分脉冲编码调制(DPCM)自适应差分编码调制(ADPCM))；参数编码；混合编码 ※音频质量：采样频率，量化深度(量化分辨率)，音频流码率。 ※音频编辑：声道，音轨，时序。 ※电视制式：PAL(中国西欧625,25帧50场)NTSC(美国日本525,29.97帧60场)SECAM(法国东欧同PAL) ※视频信号类型：复合视频信号,分量视频信号,S-Video信号。 ※QCIF(176*144)CIF(352*288)SD(720480,640480,704480,720576) ※属性：视频分辨率，图像深度，帧率，压缩质量 ※镜头：镜头就是从不同的角度、以不同的焦距、用不同的时间一次拍摄下来，并经过不同处理的一段胶片，它是一部影片的最小单位。 ※镜头组接：即把一段片子的每一个镜头按一定的顺序和手法连接起来，成为一个具有条理性和逻辑性的整体。
数字音频作业及其答案
第一次作业： 1:、声音可分为两种： 纯音和复合音，平常人们说话的声音属于哪一种？语音的频率范围是多少？音频通常包括哪几种声音信号？其频率范围是多少？ 2、请说明音频信号数字化的三个步骤？ 3、如何理解量化是信号数字化过程中重要的一步，而这一过程又是引入噪声的主要根源”这句话的含义？通过哪些途径可以减小量化误差？ 4对双极性信号若采用均匀量化，则量化信噪比SNR与量化比特数之间的关系为： SNR=6.02xN+1.76dB试分析此式对实际量化与编码的指导意义？ 5:、A/ D、D/A转换器的技术指标有哪些？ 答：1:人们说话的声音为复合音，语言的频率范围为300HZ-3000HZ音频 暴多语音、音乐、效果声等声音信号，频率范围为20HZ-20KHZ 2: 1取样： 对连续信号按一定的时间间隔取样。奈奎斯特取样定理认为，只要取样频率大于等于信号中所包含的最高频率的两倍，则可以根据其取样完全恢复出原始信号，这相当于当信号是最高频率时，每一周期至少要采取两个点。但这只是理论上的定理，在实际操作中，人们用混叠波形，从而使取得的信号更接近原始信号。2量化： 取样的离散音频要转化为计算机能够表示的数据范围，这个过程称为量化。量化的等级取决于量化精度，也就是用多少位二进制数来表示一个音频数据。一般有8位，12位或16位。量化精度越高，声音的保真度越高。以8位的举例稍微说明一下其中的原理。若一台计算机能够接收八位二进制数据，则相当于能够接受256个十进制的数，即有256个电平数，用这些数来代表模拟信 号的电平，可以有256种，但是实际上米样后的某一时刻信号的电平不一定和256个电
平某一个相等，此时只能用最接近的数字代码表示取样信号电平。3编码： 对音频信号取样并量化成二进制，但实际上就是对音频信号进行编码，但用不同的取样频率和不同的量化位数记录声音，在单位时间中，所需存贮空间是不一样的。波形声音的主要参数包括： 取样频率.量化位数.声道数.压缩编码方案和数码率等，未压缩前，波形声音的码率计算公式为： 波形声音的码率=取样频率*量化位数*声道数/8。波形声音的码率一般比较大，所以必需对转换后的数据进行压缩。 3:量化是按四舍五入对采样的样本值进行计量的，这个过程会产生误差可对噪声进行整形，提高采样频率等方法减小量化误差 4:量化比特数增加一位，则信噪比提高6dB,信噪比提高意味着声音动态范围的加宽，若采用量化比特N=16的A/D变换器的数字声记录在磁带上可以扩展到98dB,接近于交响乐动态范围，若将量化比特提高到N=20,可扩至人儿的122dB动态范围。 5: A/D的技术指标有： 分辨率、转换速率、量化误差、偏移误差、满刻度误差和线性度误差等。D/A转换器的技术指标有： 分辨率和建立时间。 第二次作业： 1. 什么叫最小可闻阈？什么叫掩蔽阈？什么叫频域掩蔽？什么叫时域掩蔽？掩蔽效应的一般规律是什么？ 2. 何谓临界频带？简述它在音频编码中的应用。 3. 音频编码通常分为哪几类？它们各有什么优缺点？ 4. 声音压缩的依据是什么？MPEG-1音频编码利用了听觉系统的什么特
数字媒体技术复习整理
数字媒体技术的应用领域 教育与培训 数字媒体网络教学课件、虚拟课堂、虚拟实验室、数字图书馆、数字媒体技能培训系统。出版与图书 e-book，e-newspaper，e-magazine等电子出版物，它具有容量大、体积小、成本低、检索快，易于保存和复制，能存储图文声像。 商业与咨询 商业简报、产品演示、查询服务等，将各种服务指南存放在数字媒体系统中向公众展示。网络与通信 数字家电(电话、电视、传真、音响)、数字媒体视频会议、远程医疗系统。 军事与娱乐 军事遥感、核武器模拟、战场模拟 CD、MIDI、VCD、DVD、(三维)游戏。 媒体种类及各自含义 感觉媒体Perception 人们接触信息的感觉形式，如视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等。 表示媒体Presentation 为了处理和传输感觉媒体而人为构造的一种媒体，如文字、音频、图形、图像、动画和视频等编码表示。 显示媒体Display 表现和获取信息的物理设备。 输入显示媒体：键盘、鼠标器、麦克风 输出显示媒体：显示器、打印机、音箱 存储媒体Storage 用来存放表示媒体，以便计算机随时调用和处理信息编码，如磁盘、光盘和内存等。传输媒体Transmission 传输数据的物理载体，如电缆、光缆等。 说明音频媒体所具有的三要素 音调：音频的高低叫做音调(pitch)。音调与音频的频率有关。 音色：与波形相关，取决于声波的频谱，即由混入基音的泛音所决定的。 音强：即音频的响亮程度，与音频信号的幅度成正比。用音频信号幅度取对数后再乘20所得值来描述声强，以分贝（dB）为单位，此时称为音量。 请列举一些常见的音频文件格式，并简单说明比较 波形文件,扩展名为WA V，Windows本身存放数字音频的标准格式。
视频压缩原理
第1章介绍 1. 为什么要进行视频压缩？ ?未经压缩的数字视频的数据量巨大 ? 存储困难 ? ?一DVD只能存储几秒钟的未压缩数字视频。 ? 传输困难 ? ?1兆的带宽传输一秒的数字电视视频需要大约4分钟。 2. 为什么可以压缩 ? 去除冗余信息
? ?空间冗余：图像相邻像素之间有较强的相关性 ?时间冗余：视频序列的相邻图像之间容相似 ?编码冗余：不同像素值出现的概率不同 ?视觉冗余：人的视觉系统对某些细节不敏感 ?知识冗余：规律性的结构可由先验知识和背景知识得到3. 数据压缩分类 ? 无损压缩（Lossless） ? ?压缩前解压缩后图像完全一致X=X' ?压缩比低(2:1~3:1) ?例如：Winzip，JPEG-LS ? 有损压缩（Lossy） ? ?压缩前解压缩后图像不一致X≠X' ?压缩比高(10:1~20:1) ?利用人的视觉系统的特性 ?例如：MPEG-2，H.264/AVC，AVS
4. 编解码器 ? 编码器（Encoder） ? ?压缩信号的设备或程序 ? 解码器（Decoder） ? ?解压缩信号的设备或程序 ? 编解码器(Codec) ? ?编解码器对 5. 压缩系统的组成
(1) 编码器中的关键技术 (2) 编解码中的关键技术 6. 编解码器实现 ? 编解码器的实现平台： ? ?
超大规模集成电路VLSI ? ?ASIC，FPGA ?数字信号处理器DSP ?软件 ? 编解码器产品： ? ?机顶盒 ?数字电视 ?摄像机 ?监控器 7. 视频编码标准 编码标准作用： ? 兼容： ? ?不同厂家生产的编码器压缩的码流能够被不同厂家的解码器解码 ? 高效： ?
数字音频技术_MP3_的压缩编码原理与制作方法
第4卷第2期2004年6月 长沙航空职业技术学院学报 CHAN GSHA AERONAU TICAL VOCA TIONAL AND TECHN ICAL COLL EGE JOURNAL Vol.4No.2 J un.2004 收稿日期:2004-03-20 作者简介:张晓婷(1964-),女,上海市人,讲师,主要从事计算机教学与研究。 数字音频技术(MP3)的压缩编码原理与制作方法 张晓婷 (珠海市工业学校,广东珠海 519015) 摘要:本文从音频压缩理论的角度,阐述MP3音频格式、压缩编码原理,同时介绍专业制作 MP3的方法。 关键词:MP3音频格式;压缩编码原理;制作经验与技巧中图分类号:TN919.3+11 文献标识码:A 文章编号:1671-9654(2004)02-051-06 Compression Coding Principle and F acture of Digital Audio Frequency T echnique (MP 3) ZHAN G Xiao 2ting (Zhuhai Indust ry School ,Zhuhai Guangdong 519015) Abstract : From the perspective of Audio Compression Theory ,the paper discusses format of audio Frequency tech 2 nique (MP3)and compression coding principle and also introduces the facture of audio Frequency technique (MP3). K ey w ords : Fomat of audio Frequency technique (MP3);compression coding principle ;facture 一、引言 数字技术的出现与应用为人类带来了深远的影响,特别是互联网的普及,使数字音频技术得到更为广泛的应用,并具有良好的市场前景。与之相关的数字音频压缩技术也得到了充分的发展,一些著名的研究机构和公司都致力于开发专利技术和产品。其中,MP3便是目前为止开发得最为成功的数字音频压缩技术之一。 二、MP3简介 (一)数字音频MP3的格式 MP3音频格式诞生于20世纪80年代,全名MPEG Audio layer 3,是MPEG (Moving PicturesEx 2pert Group 运动图像专家组)当初和影像压缩格式同时开发的音频压缩格式,是MPEG 21标准中的第三个层次,是综合了MPEG Audio layer 2和ASPEC 优点的混合压缩技术,音频质量好,主要用于MP3音频压缩,典型的码流为每通道64Kbit/s 。 (二)数字音频MP3压缩的优点 使用数字音频MP3压缩方式的处理,能增加更多的存储空间。由于MP3的压缩比约在十到十二倍之间,一分钟的CD 音乐经MP3压缩后,只需要一兆左右的存储空间,即一张光盘可以存储六百五十分钟到七百五十分钟的音乐;MP3典型的码流是每通道64Kbit/s ,只有CD 音乐每通道大约十分之一的码流,非常适合网上传输。更重要的是,即使压缩比如此惊人,音乐的品质依然较好,这主要是利用了人类听觉掩蔽效应(Masking Effect )的缘故。MP3具有容量小、数码化、制作简单、传输方便、成本低廉等特点,虽历经14余年,仍然是网上最流行的音乐格式之一。 三、MP3压缩编码原理在MPEG 21的音频压缩中,采样频率可分为32、44.1和48KHz ,可支持的声道有单声道(mono 2phonic )、双—单声道(dual 2monophonic )、立体声模式 ? 15?
数字媒体及其应用
第三章数字媒体及应用 学习目的：理解GB2312，GBK和GB18030三种汉字编码标准的内容、关系与应用，熟悉中文文本准备的方法；熟悉图像在计算机中的表示；掌握声音获取的方法与设备；熟悉视频压缩编码的几种标准及其应用。 学习重点：中西文编码、图像、声音在计算机中的表示。 学习难点：中西文编码、视频压缩编码标准。 5．1文本与文本处理 文字：一种书面语言，由一系列称为“字符”（character）的书写符号构成。 文本（text）：文字信息在计算机中的表示形式，是基于特定字符集的、具有上下文相关性的一个（二进制编码）字符流，是计算机中最常用的一种数字媒体。组成文本的基本元素是字符，字符在计算机中采用二进制编码表示。 文本在计算机中的处理过程：文本的准备（例如汉字的输入），文本编辑，文本处理，文本存储与传输、文本展现等，根据应用的不同，各个处理环节的内容和要求可能有很大的差别。 一、字符的编码 1．西文字符的编码 字符集：常用字符的集合。 西文字符集：由拉丁字母、数字、标点符号及一些特殊符号组成。字符的编码：字符集中每一个字符各有一个代码，即字符的二进制表示，称为该字符的编码。字符代码表：字符集中不同字符的编码互相区别，构成该字符集的代码表。 ASCII字符集和ASCII码美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange)：使用7个二进位对字符进行编码（叫做标准ASCII码），称为ISO-646标准。 基本的ASCII字符集共有128个字符。96个可打印字符（常用字母、数字、标点符号等）和32个控制字符。特殊字符的ASCII码有空格（32）、A（65）、a（97）、0（48）。 标准ASCII码是七位的编码，但字节是计算机中最基本的处理单位，故以一个字节来存放一个ASCII字符。每个字节中多出来的一位一般保持为“0”，在数据传输时可用作奇偶校验位。扩充ASCII字符集：标准ASCII字符集只有128个不同的字符，在很多应用中无法满足要求。按照ISO2022标准（《七位字符集的代码扩充技术》）的规定，ISO陆续制定了一批适用于不同地区的扩充ASCII字符集，每个扩充ASCII字符集分别可以扩充128个字符，这些扩充字符的编码均是高位为1的8位代码（十进制数128～255），称为扩展ASCII码。 2．汉字的编码 （1）GB2312-80汉字编码 《信息交换用汉字编码字符集·基本集》(GB2312-80) 组成：第一部分：字母、数字和各种符号，包括拉丁字母、俄文、日文平假名与片假名、希腊字母、汉语拼音等共682个（统称为GB2312图形符号）。第二部分：一级常用汉字，共3755个，按汉语拼音排列。第三部分：二级常用字，共3008个，按偏旁部首排列。 区位码：GB2312国标字符集构成一个二维平面，它分成94行、94列，行号称为区号，列号称为位号。每一个汉字或符号在码表中都有各自的位置，字符的位置用它所在的区号(行号)及位号(列号)来表示。每个汉字的区号和位号分别用1个字节来表示， 如：“大”字的区号20，位号83，区位码是20 83 用2个字节表示为：00010100 01010011。 国标交换码：为了避免汉字区位码与通信控制码的冲突，ISO2022规定，每个汉字的区号和位号必须分别加上32（即二进制0010 0000）。 经过这样处理得到的代码称为汉字的“国标交换码”（简称交换码）。因此，“大”字的交换码是：00110100 01110011。
脉冲压缩技术
脉冲压缩技术 在雷达信号处理中的应用
一．脉冲压缩的产生背景及定义 1.1 脉冲压缩的定义 脉冲压缩即pulse compression，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。 1.2脉冲压缩的主要手段 目前的脉冲压缩的手段主要有线性调频、非线性调频与相位编码等。 1)线性调频 是最简单的脉冲压缩信号，容易产生，而且其压缩脉冲形状和信噪比对多普勒频移不敏感，因而得到了广泛的应用，但是，在利用多普勒频率测量目标方位和距离的情况下很少使用； 2)非线性调频 非线性调频具有几个明显的优点，不需要对时间和频率加权，但是系统复杂。为了达到所需的旁瓣电平，需要对每个幅度频谱分别进行调频设计，因而在实际中很少应用； 3)相位编码 相位编码波形不同于调频波形，它将宽脉冲分为许多短的子脉冲。这些子脉冲宽度相等，其相位通过编码后被发射。根据所选编码的类型，包括巴克码、伪随机序列编码以及多项制编码等。 1.3脉冲压缩的产生背景 随着飞行技术的飞速发展，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。测距精度和距离分辨力对信号形式的要求是一致的，主要取决于信号的频率结构，为了提高测距精度和距离分辨力，要求信号具有大的带宽。而测速精度和速度分辨力则取决于信号的时域结构，为了提高测速精度和速度分辨力，要求信号具有大的时宽。除此之外，为提高雷达系统的发现能力，要求信号具有大的能量。由此可见，为了提高雷达系统的发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、能量乘积。但是，在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下，
数字媒体应用技术论文
数字媒体应用技术在生活中的应用与其发展随着当今社会的快速发展，信息技术的应用也进入了前所未有的发展高潮期，不断淘汰与更新的电子设备正无声的表达着人们对于现今信息技术的支持与期待。 所以作为信息技术大军中的一员，数字媒体应用技术也在如今的时代中扮演着不可或缺的角色。根据网上的信息所谓数字媒体技术主要是指运用计算机信息处理技术（计算机相关文件）声、光、电、磁信号转化成数字信号，然后把语音、文字、图像及其余信息转化成数字代码，用于传输和处理的过程中。那么数字媒体的艺术设计就是在数字化技术和发展基础上发展起来的一种新型艺术形式，主要与视觉艺术、人机界面、信息沟通、数字媒体技术、网络、数字动画、广告和游戏、虚拟场景、虚拟产品的设计密切相关。数字媒体技术展现了艺术思维与高科技的完美结合，它特指一种数字艺术的创作过程，也就是指数字显示模式下的艺术作品，可以这么说，数字化技术的应用带来了一场翻转世界的变化和前所未有的革命，影响力和效果性可见一斑，在数字技术时代的艺术设计领域和数字艺术设计领域影响空前。 由此可见数字媒体技术在现今生活中的所能起到的广泛作用，数字媒体技术技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。数字媒体技术技术融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体，借助日益普及的高速信息网，可实现计算机的全球联网和信息资源共享，因此被广泛应用在咨询服务、图书、教育、通信、军事、金融、医疗等诸多行业，并正潜移默化地改变着我们生活的面貌。随者计算机数字媒体技术技术的突飞猛进，数字媒体技术凭借着自身的优势越来越受到广泛关注和应用，它的出现已经改变了传统意义上的人们的工作与生活方式，给人们带来了极大的便利,对人类社会的发展产生了巨大的影响。数字媒体技术技术正以惊人的速度改变着人们的生活.人们已经从简单的使用数字媒体技术产品,发展到如何更好的利用数字媒体技术技术来提高人们的功过效率和生活质量随着Internet 技术的发展,数字媒体技术技术不断的拓展新的应用领域。教育﹑办公﹑商业等
数字媒体技术与传统媒体技术的比较和分析
数字媒体技术与传统媒体技术的分析和比较 摘要：随着数字科技的迅猛发展，数字媒体技术逐渐取代传统媒体技术的地位，占据了我们视野的主要部分，新兴媒体的崛起和发展使得广播电视等传统媒体受到冲击。因为新兴媒体的标志是传输手段和接收终端的多样化，数字新媒体技术为音频视频的传播和接收提供了更多的选择机会。本文首先对数字媒体技术和传统媒体技术进行简单介绍，对其现在所处的地位进行分析，然后对传统媒体技术和数字媒体技术进行综合比较，讨论二者的融合发展。关键词：数字媒体传统媒体比较和分析 一、数字媒体技术的概况及现状 在人类社会中，信息的表现形式是多种多样的。用计算机记录和传播的信息媒体的一个重要特点就是信息的最小单元，即比特——0或1。任何信息在计算机中存储和传播都可以分解为一系列的“0”或“1”的排列组合。通常称通过计算机存储、处理和传播的信息媒体为数字媒体。数字媒体技术是以计算机技术和网络通信技术为主要通讯手段，综合处理文字、声音、图形、图像等媒体信息，实现数字媒体的表示、记录、处理、存储、传输、显示、管理等各个环节，是抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种软硬件技术。与传统的媒体技术相比较，数字媒体的存在前提是必须依赖计算机技术，在这个前提下，信息的实时性、准确性、大容量、易检索和多通道传播构成数字媒体的主要特征，正是这些特征使数字媒体成为现代人类传递信息的佼佼者 数字媒体涉及的技术范围广泛，技术新颖，研究内容深远，是多种学科和多种技术的交叉的领域。主要技术范畴包括以下内容： （1）数字媒体表示与操作，包括数字声音及处理，数字图像及处理、数字视频及处理、数字动画技术等。 （2）数字媒体压缩，包括通用压缩编码、专用压缩编码（声音、图像、视频）技术等。 （3）数字媒体存储于管理，包括光盘存储（CD技术、DVD技术等）、媒体数据管理、数字媒体版权保护等。 （4）数字媒体传输，包括流媒体技术、P2P技术等。 而以数字媒体技术、网络技术与文化产业相融合而产生的数字媒体产业，正在世界各地高速成长。数字媒体产业的迅猛发展，得益于数字媒体技术不断突破产生的引领和支持。 随着宽带网络的普及，企业在自己的日常业务处理过程中，正面对着越来越丰富的网上媒体和内容，也就是数字媒体。根据行内分析家的看法，基于信息技术的数字媒体市场在全球范围内的年均增长将达到50%。很多企业已经认识到数字媒体所带来的机遇和挑战，如何“充分利用媒体资源获得商业回报”正是各大解决方案提供商正在做的。 目前在国际上，数字媒体技术的应用已经不仅仅局限于媒体行业。它可应用于零售业的
《数字媒体技术》复习资料
课程名称数字媒体技术 教 材 信 息 名称数字媒体基础及应用技术 出版社清华大学出版社 作者姬秀娟、周彦鹏等 版次2015年3月第1版 一、客观部分：（单项选择、多项选择、判断） （一）、单项选择部分 1.显示器用（ C ）彩色模型 ★考核知识点：RGB色彩模型，参见P18-19 附（考核知识点解释）： RGB色彩模型是计算机系统中使用较多的色彩模型。它采用三维直角坐标系，用红Red、绿Green、蓝Blue三种分量来表示任何一种颜色的色彩模型。任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成：F=r[R]+g[G]+b[B]。r、g、b分别表示R、G、B三种色光的比例。 RGB色彩模型通常采用如图2-5所示的三维的立方体来表示。该立方体中任何一颜色F 都通过调整R、G、B三色的系数r,g，b获得。RGB色彩模型主要用来描述发光设备，如显示器、电视机、扫描仪等装置所表现的颜色。
图2-5 RGB色彩模型 2. JPEG描述错误的是( D )。 A.联合图像专家组 B.只支持静态图像 C.使用的是色差模型 D.没有采用压缩编码 ★考核知识点：JPEG文件格式，参见P38-39 附（考核知识点解释）： JPEG 是Joint Photographic Experts Group（联合图像专家小组））的缩写，是国际标准化组织和国际电报电话咨询委员会联合成立的联合图像专家小组于1991年3月制定了JPEG 标准。 JPEG为连续色调静态图像的数字压缩和编码，只支持静态图像。 JPEG压缩标准应用了人眼的视觉和心理特征，在彩色模型上采用色差模型。 JPEG在编解码算法上采用了有损的离散余弦变换和多种无损压缩编码，如行程编码和哈弗曼编码等，因而具有较大的压缩比。 因此本题不正确的为选项D。 的功能是( B )。 A.将数字信号变成图像 B.将光信号变成电信号 C.将光信号变成数字信 D.将数字信号变成光信号 ★考核知识点：数码相机，参见P42-43 附（考核知识点解释）： CCD（Charge Coupled Device）是电荷藕合器件图像传感器，它是由一种高感光度的半导体材料制成的，其工作核心是信号电荷的产生、存储、传输和检测。它的主要功能是将光信号变为电信号。 数码相机在工作时，外部景物通过镜头将光线会聚到感光器件CCD上，CCD由数百万个独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵。外界景像所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于其所受到的光照强度。 4．音调大小主要取决于( A )。
脉冲压缩
“雷达原理” 作业报告 西安电子科技大学 2011年11月 摘要简单介绍了脉冲压缩技术的原理和类型，并对线性调频脉冲压缩进行了详细的分析推导。 引言 雷达是通过对回波信号进行接收再作一些检测处理来识别复杂回波中的有用信息的。其中，波形设计有着相当重要的作用，它直接影响到雷达发射机形式的选择"信号处理方式"雷达的作用距离及抗干扰"抗截获等很多重要问题。现代雷达中广泛采用了脉冲压缩技术。脉冲压缩雷达常用的信号有线性调频信号和二相编码信号。脉冲压缩雷达具有高的辐射能量和高的距离分辨力，这种雷达具有很强的抗噪声干扰和欺骗干扰的性能。对线性调频信号有效的干扰方式是移频干扰(对二相编码信号较有效的干扰方式是距离拖引干扰。 1脉冲压缩简介 雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，如图1．1所示，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为 B c r 2=δ 式中，c 为光速，B=f ?可为发射波形带宽。 图1．1脉冲压缩雷达原理示意图 雷达的速度分辨力可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨能力就越好，即速度分辨力越好。 对于简单的脉冲雷达，B=f ?=1／τ，此处，τ为发射脉冲宽度。因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有 τδ2c r = 在普通脉冲雷达中，由于雷达信号的时宽带宽积为一常数(约为1)，因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。 雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围，也是雷达的重要性能参数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。而发射功率的大小影响作用距离，功率大则作用距离大。发射功率分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间τ内所输出的功率称脉冲功率，用Pt 表示；平均功率是指一个重复周期Tr 内发射机输出功率的平均值，用Pav 表示。它们的关系为： r av t T P =P τ 脉冲压缩(PC)雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发射
数字媒体考试重点
数字媒体考试重点 第一章数字媒体概说 一、什么是媒体？信息传播的工具。 CCITT 分类： 1. 感觉媒体：（媒介）直接作用于人感官，产生感觉（视、听、嗅、味、触觉）的媒体。例如：语言音乐音响图形动画数据文字文件等。 2. 表示媒体：对信息进行编码（课件） 3. 显示媒体：显示感觉媒体的设备。分两类：（ 1 ）输入显示媒体，如话筒摄像机光笔键盘等（ 2 ）输出显示媒体：扬声器显示器打印机 4 传输媒体：传输信号的物理载体，例如网线电话线 5 存储媒体：用于存储表示媒体如磁盘光盘磁带纸张等 二、 1 什么数字媒体？以数字化形式存储处理和传播信息的媒体。 2 数字媒体的优势？ (1) 传输质量高（ 2 ）传输数量高（ 3 ）传输模式实现了互动性（ 4 ）在传播过程中，接受者的地位得到了突出和强调。 第二章数字图像媒体 一、什么是数字信息？什么是模拟信息？数字信息：随时间变化信息幅度不连续变化的信息。模拟信息：随着时间变化信息幅度连续变化的信息。
二、数字相机的优势？（ 1 ）所见即所得（ 2 ）可重复使用（ 3 ）可无限次复制，永久保存（ 4 ）可直接输入计算机进行编辑、处理、修改（ 5 ）时效性 三、图像数字化的过程：采样、量化、编码。 1 、采样：将模拟图像变换成离散点的采样频率。 2 、采样频率：在一定面积内取多少个点或称为像素，它决定转型后的数字图像的“分辨率”单位是 DPI 。 3 、量化编码：经采样的图像的灰度和色彩是连续的，还需要将每个像素的灰度和色彩换成离散的整数值的过程。 4 、量化等级 = 量化比特数：是指每个像素的灰度和色彩用多少个二进制数来表示。量化等级越多图像灰度层次越丰富，图象质量越高，但对存储空间的要求越大。 四、色彩空间模型： RGB （加法色彩模型） CMYK （减法色彩模型）用于打印、印刷、绘画 HSB 等模型。 五、什么是点位图像与矢量图像及其特点？ 1 、模拟图像是由许多像素组成，每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性，简称位图 2 、矢量图形是指以数学方法表示出来的，通过一组程序指令集来描述构成一幅图形的所有点、线、框、圆、弧、面等集合元素的位置、维数、大小和色彩的二维或三维的图形形状。点位
完整word版数字媒体常考知识点
数字媒体常考知识点、数字视频编辑软件：1EDIUS After Effects；会声会影；Adobe Premiere； After Effects的区别Adobe Premiere与更加复杂的结构和更难的学习难有着比PremiereAfter Effects）是一套动态图形的设计工具和特效合成软件。AE（VFX（视觉特效）。度，主要应用于Motion Graphic设计、媒体包装和可以AE是一款剪辑软件，用于视频段落的组合和拼接，并提供一定的特效与调色功能。Premiere和而Premiere 动态链接联动工作，满足日益复杂的视频制作需求。通过Adobe拥EDIUSEDIUS非线性编辑软件专为广播和后期制作环境而设计，特别针对新闻记者、无带化视频制播和存储。有完善的基于文件工作流程，提供了实时、多轨道、多格式混编、合成、色键、字幕和时间线输出功能。。Adobe flash）发布动画影片扩展名是SWF2、Macromedia flash（、电视的制式：3电视标准分辨PAL625线，奇场在前，偶场在后，标准的数字化25PAL：又称为帕尔制，每秒帧，电视扫描线为电视标准用于中国、印度、欧洲等国家和地区。：3, PAL率为720*576, 24比特的色彩位深，画面的宽高比为4, 24像素电视标准分辨率为720*480帧），标准的数字化NTSC简称恩制或NTSC：N制，每秒29.97帧（简化为30 NTSC电视标准用于美、日、韩、中国台湾等国家和地区。3或16:9。比特的色彩位深，画面的宽高比为4：的影像，画面将变成黑白，NTSC制式的也是这两种制式是不能互相兼容的，如果在PAL制式的电视上播放NTSC一样。 4、多媒体数据压缩可分为：可以分为视频压缩、音频压缩和图片压缩，其中图片压缩又可分为有损压缩和无损压缩，例如jpeg图片采用的压缩算法就是一种有损压缩，但损失的数据信息经过精密算法，人眼难以感觉到。视音频的压缩都是有损压缩，主要算法有：MPEG等，格式有mpg,avi,rm等。 5、CD-ROM：CD-ROM ，光盘只读存储器，一种能够存储大量数据的外部存储媒体，一张压缩光盘的直径大约是4.5英寸，1/8英寸厚，能容纳约660兆字节的数据。一片光盘片的数据容量高达650MB (74 min)。 6、矢量图：矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，文件占用空间较小，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。 7、位图：位图（Bitmap），又称栅格图（英语：Raster graphics），是使用像素阵列来表示的图像，每个像素的颜色信息由RGB组合或者灰度值表示。 位图与矢量图比较 图像类型组成优点缺点常用制作工具 只要有足够多的不同色彩的像素，就可缩放和旋转容Photoshop、画易失真，同时文位图图像像素逼真地表现以制作出色彩丰富的图象，图等自然界的景象件容量较大不易制作色彩数学向文件容量较小，在进行放大、缩小或旋Flash、Corel矢量图像变化太多的图Draw等失真转等操作时图象不会量象8、图片文件格式：JPEG、TIFF、PHOTOSHOP、JPEG2000、GIF等。1 9、简单说明GIF和JPG图像格式的不同特点：GIF格式的图像从1bit到8bit可调，即最多支持256色。GIF图像支持透明背景图像。此外，在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像，逐幅显示则可形成动画效果。 JPG格式以24 位颜色存储单个光栅图像，使用范围很广，可应用于任何一类数字图像，对图像
第三章 脉冲压缩雷达简介
第三章 脉冲压缩雷达简介 3.1 脉冲压缩简介 雷达的分辨理论表明:要得到高的测距精度和好的距离分辨力，发射信号必须具有大的带宽;要得到高的测速精度和好的速度分辨力，信号必须具有大的时宽。因此，要使作用距离远，又具有高的测距、测速精度和好的距离、速度分辨力，首先发射信号必须是大带宽、长脉冲的形式。显然，单载频矩形脉冲雷达不能满足现代雷达提出的要求。而脉冲压缩技术可以获得大时宽带宽信号，使雷达同时具有作用距离远、高测距、测速精度和好的距离、速度分辨力。具有大时宽带宽的信号通常被称作脉冲压缩信号。 脉冲压缩技术包括两部分:脉冲压缩信号的产生、发射部分和为获得较窄的脉冲对接收回波的处理部分。在发射端，它通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，在接收端对接收的回波波形进行压缩处理得到较窄的脉冲。 3.2 脉冲压缩原理 3.2.1时宽-带宽积的概念 发射脉冲宽度τ和系统有效(经压缩的)脉冲宽度0τ的比值称为脉冲压缩 比 ，即 0D ττ= (3-1) 因为01B τ=，所 （3-1）可写成 D B τ= (3-2) 即压缩比等于信号的时宽-带宽积。在许多应用场合，脉冲压缩系统常用其时宽-带宽积表示。大时宽带宽矩形脉冲信号的复包络表达式可以写成： (),/2/2 ()0,j t Ae T t T u t θ?-<<=? ? 其他 (3-3) 匹配滤波器输出端的信噪比为：
()0 0S N E N = (3-4) 其中信号能量为[13] ： 212 E A T = (3-5) 这种体制的信号具有以下几个显著的特点： (1)在峰值功率受限的条件下，提高了发射机的平均功率av P ，增强了发射信号的能量，因此扩大了探测距离。 (2)在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络，使宽脉冲的发射信号变成窄脉冲，因此保持了良好的距离分辨力。 (3)有利于提高系统的抗干扰能力。 当然，采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点[14][15]，这主要有: (1)最小作用距离受脉冲宽度 τ 的限制。 (2)收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。 (3)存在距离旁瓣。一般采用失配加权以抑制旁瓣，主旁瓣比可达30dB ～35dB 以上，但将有1 dB ～3 dB 的信噪比损失。 (4)存在一定的距离和速度测定模糊。适当选择信号参数和形式可以减小模糊。但脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点，已成为近代雷达广泛应用的一种体制。 3.2.2 线性调频脉冲信号 线性调频脉冲压缩体制的发射信号，其频谱在脉冲宽度内按线性规律变化，即用对载频进行调制的方法展宽发射信号的频谱，使其相位具有色散。同时，在 t P 受限情况下为了充分利用发射机的功率，往往采用矩形宽脉冲包络，线性调 频脉冲信号的复数表达式可写成[16][17]: 2 00() 2 ()()()t j t j t t s t u t e Arect e μωωτ + ==
数字音频压缩编码
数字音频压缩编码 一、 PCM脉冲编码调制 PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。脉冲编码调制是数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。 编码原理：PCM脉冲编码调制是对连续语音信号进行空间采样、幅度值量化及用适当码字将其编码的总称，即它把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输或存储，原理框图如图所示。在图中，它的输入是模拟声音信号，输出是PCM样本。图中的“防失真滤波器”是一个低通滤波器，用来滤除声音频带以外的信号；“波形编码器”可暂时理解为“采样器”；“量化器”可理解为“量化阶大小”（Step—Size）生成器或者称为“量化间隔”生成器。 PCM原理框图 优点：音源信息保存完整,音质好。 缺点：信息量大，体积大，冗余度过大。 二、DPCM差值编码调制 DPCM编码是对模拟信号幅度抽样的差值进行量化编码的调制方式。这种方式是用已经过去的抽样值来预测当前的抽样值，对它们的差值进行编码。差值编码可以提高编码频率，这种技术已应用于模拟信号的数字通信之中。
编码原理：DPCM采用预测编码的方式传输信号，所谓预测编码就是根据过去的信号样值来预测下一个信号样值，并仅把预测值与现实样值的差值加以量化，编码后进行数字信号传输。在接收端经过和发送端相同的预测操作，低通滤波器便可恢复出与原始信号相近的波形。 优点：DPCM的压缩比不高，但它容易硬件实现，成本低，因此应用比较普遍。 缺点：有误码扩散。即：如果在量化或传输中出现了噪声，那么它不仅仅停留在发生误码的地方，而是继续向以后的象素值扩散。 三、ADPCM自适应差分脉冲编码调制 自适应脉冲编码调制是一种根据输入信号幅度大小来改变量化阶大小的一种波形编码技术。这种自适应可以是瞬时自适应，即量化阶的大小每隔几个样本就改变；也可以是音节自适应，即量化阶的大小在较长时间周期里发生变化。编码原理：①利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值,使用大的量化阶去编码大的差值；②使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。
雷达信号的脉冲压缩原理
第二章 脉冲压缩 2.1 概述 表2.1 窄脉冲高距离分辨力雷达的能力 窄脉冲具有宽频谱带宽。如果对宽脉冲进行频率或相位调制，那么它就可以具有和窄脉冲相同的带宽。假设调制后的脉冲带宽增加了B ，由接收机的匹配滤波器压缩后，带宽将等于1/B ，这个过程叫脉冲压缩。 脉冲压缩雷达不需要高能量窄脉冲所需要的高峰值功率，就可同时实现宽脉冲的能量和窄脉冲的分辨力。 脉冲压缩比定义为宽脉冲宽度T 与压缩后脉冲宽度τ的之比，即/T τ。带宽B 与压缩后的脉冲宽度τ的关系为1/B τ≈。这使得脉冲压缩比近似为BT 。即压缩比等于信号的时宽-带宽积。在许多应用场合，脉冲压缩系统常用其时宽-带宽 积表征。 这种体制最显著的特点是： ⑴ 它的发射信号采用载频按一定规律变化的宽脉冲，使其脉冲宽度与有效频谱宽度的乘积1B τ≥,这两个信号参数基本上是独立的，因而可以分别加以选择
来满足战术要求。在发射机峰值功率受限的条件下，它提高了发射机的平均功率P增加了信号能量，因此扩大了探测距离。 av ⑵在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络，使宽脉冲的发射信号（一般认为也是接收机输入端的回波信号）变成窄脉冲，因此保持了良好的距离分辨力。这一处理过程称之为“脉冲压缩”。 ⑶有利于提高系统的抗干扰能力。对有源噪声干扰来说，由于信号带宽很大，迫使干扰机发射宽带噪声，从而降低了干扰的功率谱密度。 当然，采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点，这主要有： ⑴最小作用距离受脉冲宽度 限制。 ⑵收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。 ⑶存在距离旁瓣。一般采用失配加权以抑制旁瓣，主旁瓣比可达30dB~35dB 以上，但将有1dB~3dB的信噪比损失。 ⑷存在一定的距离和速度测定模糊。 总之，脉冲压缩体制的优越性超过了它的缺点，已成为近代雷达广泛应用的一种体制。 根据上面讨论，我们可以归纳出实现脉冲压缩的条件如下： ⑴发射脉冲必须具有非线性的相位谱，或者说，必须使其脉冲宽度与有效频谱宽度的乘积远大于1. ⑵接收机中必须具有一个压缩网络，其相频特性应与发射信号实现“相位共轭匹配”，即相位色散绝对值相同而符号相反，以消除输入回波信号的相位色散。 第一个条件说明发射信号具有非线性的相位谱，提供了能被“压缩”的可能性，它是实现“压缩”的前提；第二个条件说明压缩网络与发射信号实现“相位共轭匹配”是实现压缩的必要条件。只有两者结合起来，才能构成实现脉冲压缩的充要条件。 综上所述，一个理想的脉冲压缩系统，应该是一个匹配滤波系统。它要求发射信号具有非线性的相位谱，并使其包络接近矩形；要求压缩网络的频率特性（包括幅频特性和相频特性）与发射脉冲信号频谱（包括幅度谱与相位谱）实现完全的匹配。 根据这些要求，可用下面的框图来描述一个理想的脉冲压缩系统， 如图2.1所示。