第8章多媒体技术基础
计算机多媒体技术基础知识
计算机多媒体技术基础知识
计算机多媒体技术基础知识
一、引言
本章节主要介绍计算机多媒体技术的概念、发展历史及应用领域。
二、多媒体基础
1、多媒体的定义
2、多媒体的特点和优势
3、多媒体技术的基本原理
4、多媒体系统的组成和功能
三、图像处理技术
1、数字图像的表示与存储
2、图像的采集与获取
3、图像的处理与增强
4、图像的压缩与编码
四、音频处理技术
1、音频信号的表示与存储
2、音频采集与录制
3、音频处理与增强
4、音频压缩与编码
五、视频处理技术
1、视频信号的表示与存储
2、视频采集与录制
3、视频处理与增强
4、视频压缩与编码
六、多媒体数据的传输和网络应用
1、多媒体数据的传输技术
2、多媒体数据的网络传输
3、多媒体数据在互联网中的应用
七、多媒体技术的应用
1、多媒体教育与培训
2、多媒体广告与宣传
3、多媒体娱乐与游戏
4、多媒体艺术与设计
八、未来发展趋势
1、数字媒体的发展趋势
2、多媒体技术的创新与突破
3、多媒体行业的发展前景
附件：
1、图像处理示例代码
2、音频处理示例代码
3、视频处理示例代码
法律名词及注释：
1、版权：对作品享有复制、修改、发行、表演等权利的法
定权利。
2、数字版权管理：通过技术手段保护数字内容的版权。
3、DMCA：美国数字千年版权法，用于保护数字内容的版权。
4、DRM：数字版权管理技术，用于实施和实施版权保护措施。
5、Fr Use：公平使用，法律允许在特定条件下使用他人的
版权作品。
多媒体技术基础(数据压缩、标准、音频、图像)作业及答案
第二章作业作业总体要求：1.认真独立的完成2.让文件名重新命名为自己的学号，然后通过http://10.66.4.241提交。
一．选择题1.下列说法中不正确的是【B】。
A.有损压缩法会减少信息量B.有损压缩法可以无失真地恢复原始数据C.有损压缩法是有损压缩D.有损压缩法的压缩比一般都比较大2.下列属于无损压缩的是【B 】。
A．WA VE文件压缩成MP3文件 B.TXT文件压缩成RAR文件C. BMP文件压缩成JPEG文件D.A VI文件压缩成RM文件3.图像序列中的两幅相邻图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关，这是【 D 】。
A. 空间冗余B.时间冗余C.信息熵冗余D.视觉冗余4.衡量数据压缩技术性能好坏的主要指标是【C】。
（1）压缩比（2）算法复杂度（3）恢复效果（4）标准化A. （1）（3）B. （1）（2）（3）C. （1）（3）（4）D.全部5.MPEG标准不包括下列哪些部分【C 】。
A.MPEG视频B.MPEG音频C.MPEG系统D.MPEG编码6.下列属于静态图像编码和压缩标准的是【B 】。
A．JPEG B.MPEG-1C．MPEG-2 D.MPEG-47.声音信号是声波振幅随时间变化的【A 】信号.A.模拟B.数字C.无规律D.有规律8.在数字视频信息获取与处理过程中，下述顺序正确的是【A 】。
A.采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换B.采样、D/A变换、压缩、存储、解压缩、A/D变换C.采样、压缩、A/D变换、存储、解压缩、D/A变换D.采样、压缩、D/A变换、存储、解压缩、A/D变换9.一般来说,表示声音的质量越高,则【C 】A.量化位数越多和采样频率越低B.量化位数越少和采样频率越低C.量化位数越多和采样频率越高D.量化位数越少和采样频率越高10.5分钟双声道、16位采样位数、44.1kHZ采样频率声音的不压缩数据量是【 B 】。
A. 48.47MBB. 50.47MBC. 105.84MBD. 25.23MB11.下列采集的波形声音【 D 】的质量最好。
第八章 多媒体技术基础
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8.3多媒体信息处理
8.3.1 音频信息处理
•声源振幅及其传播介质振幅随时间的变化是连续的。声音频率的范围，就称为声音的带宽（ Band with）。 •多媒体技术处理的声音主要是人耳可听到的声音，带宽为20Hz～20kHz。其中人的说话声音称 为语音，其带宽为300Hz～3400Hz。
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8.3.1 音频信息处理
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8.3.1 音频信息处理
• 将模拟声音数字化（A/D转换），最早采用脉冲编 码调制（Pulse Code Modulation，PCM）方法， 即通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模 拟信号转换为数字编码
• Nyquist（奈奎斯特）采样定理认为：采样频率至少 应为信号最高频率的两倍，才能把数字信号表示的 声音还原为原来的声音。
大学计算机基础教程
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第8章
多媒体技术基础
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本章提要： 本章介绍多媒体技术基本概念、多媒体系统组成、多媒体信息数 字化、多媒体技术基本应用。
理解： 多媒体信息及多媒体技术基本概念 ,多媒体计算机系统的
基本组成,声音的幅度、频率、带宽、常见声源的频带宽度,声音的采 样、量化、数字信号、采样频率、量化精度、编码、声音数据量， 图像的采样、量化、像素的概念，图像分辨率、显示分辨率、像素 深度，会估算位图文件的大小，图形与图像的区别和联系。
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8.1 多媒体技术基本概念
• 超文本（Hypertext）是一种收集、存储和浏览离散信息， 建立和表示信息之间的关系的技术,它符合人类的“联想” 式思维习惯。结构类似于人类的联想记忆结构，采用一种 非线性网状结构组织块状信息，一个块状信息单元称为节 点，每个节点有若干指向其它节点或从其它指向该节点的 指针__称为链。超文本结构实际上就是由节点和链组成的 一个信息网络，又称为Web。 超文本可引用或链接其它不同类型（如文本、声音、图片 、动画等）的文件，这些具有多媒体操作的超文本，称为 超媒体（Hypermedia），意指多媒体超文本（ MultimediaHypertext），即以多媒体的方式呈现的相关文 件信息。
《多媒体技术基础》第3版 答案
1《多媒体技术基础》第3版练习与思考题参考答案林福宗清华大学计算机科学与技术系2008-2-15linfz@第1章多媒体技术概要1.4 无损压缩是什么？无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术。
无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例。
根据当前的技术水平，无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。
常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。
1.5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。
有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。
例如，图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息，丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
第2章无损数据压缩2.4 现有5个待编码的符号，它们的概率见练习表2-2。
计算该符号集的：(1) 熵；(2)霍夫曼码；(3) 平均码长。
(1) 熵Σ =-0.4×(0.4)-2×0.2*(0.2)-2×0.1(0.1) 2log2log2log 21()()log()niii Hapapa==−=0.4×1.3219+0.4×2.3219+0.2×3.3219=0.5288+-0.9288+0.6644=2.1220 (位) (2) 编码树和霍夫曼码练习图2-1 编码树代码分配不唯一(3) 平均码长L=0.4+0.4+0.6+0.4+.04=2.2(位/符号)第3章数字声音编码3.1 音频信号的频率范围大约多少？话音信号频率范围大约多少？(1) Audio: 20~20000 Hz(2) Speech: 300~3400 Hz3.4 采样频率根据什么原则来确定？奈奎斯特理论和声音信号本身的最高频率。
多媒体技术第8章多媒体数据库
多媒体技术第8章多媒体数据库嘿，咱来聊聊多媒体数据库这一神奇的玩意儿！这可是多媒体技术里相当重要的一章呢。
还记得我之前去参加一个学校的科技活动，当时有个小组展示的项目就和多媒体数据库有关。
他们做了一个关于校园植物的数据库，可有意思啦！那里面不仅有各种植物的照片，还有详细的介绍，比如植物的名称、科属、生长习性等等。
咱们先来说说多媒体数据库到底是啥。
简单来讲，它就是把多媒体信息，像图片、音频、视频啥的，和传统的数据信息一起存起来，然后还能方便快速地查找和使用。
比如说，在一个音乐网站上，它的多媒体数据库里就存着海量的歌曲。
咱们想听啥歌，一搜索，马上就能找到，这可多亏了多媒体数据库的功劳。
多媒体数据库和普通数据库相比，那可复杂多啦。
它得处理各种各样的数据类型，还得保证数据的存储和检索效率。
就拿图片来说吧，一张高清的图片文件可能很大，如果不好好处理存储，那占用的空间可不得了。
而且在查找图片的时候，还得有高效的算法，才能快速找到咱们想要的那张图。
再说说音频，像那些有声读物或者音乐专辑，要在数据库里管理好它们，也不是一件容易的事儿。
得考虑音频的格式、音质，还有怎么快速定位到某一段音频。
视频就更复杂啦，那么大的数据量，存储和检索都得有专门的技术支持。
比如说，咱在视频网站上看电视剧，能轻松地跳过片头片尾，或者直接跳到想看的那一集，这背后都是多媒体数据库在发挥作用。
在实际应用中，多媒体数据库的用处可大了去了。
像医院里，病人的病历可能不仅有文字描述，还有 X 光片、CT 影像这些多媒体资料。
医生在诊断的时候，能通过多媒体数据库快速查看这些资料，做出更准确的诊断。
还有图书馆，现在很多图书馆都有电子资源，像电子书、有声读物、视频讲座等等，这些都得靠多媒体数据库来管理。
在教育领域，多媒体数据库也能大显身手。
老师可以把教学视频、课件、练习题等都放在多媒体数据库里，学生们就能根据自己的需求随时获取学习资源。
不过，多媒体数据库也不是完美的，它也有一些挑战和问题。
多媒体技术教程(第四版)课后习题答案
多媒体技术教程(第四版)课后习题答案第1章绪论1．多媒体信息系统和多媒体计算机有什么不同？在概念上应如何看待两者之间的关系？多媒体信息系统是新一代高度集成的、功能强大的、智能化的计算机信息系统，它是提供多媒体信息、辅助人们对环境进行控制和决策的系统，是基于计算机、通信网络等现代化的工具和手段，服务于管理领域的信息处理系统。
而多媒体计算机指的是硬件设施，多媒体计算机是多媒体信息系统得以应用的平台。
2．试归纳叙述多媒体关键特性以及这些特性之间的关系。
多媒体的关键特性主要包括信息载体的多样性、交互性和集成性这三个方面，这既是多媒体的主要特征，也是在多媒体研究中必须解决的主要问题。
信息载体的多样性是相对于计算机而言的，指的就是信息媒体的多样化，有人称之为信息多维化；多媒体的第二个关键特性是交互性，多媒体系统将向用户提供交互式使用、加工和控制信息的手段，为应用开辟更加广阔的领域，也为用户提供更加自然的信息存取手段；多媒体的集成性主要表现在两个方面，一是多媒体信息媒体的集成，二是处理这些媒体的设备与设施的集成。
信息载体的多样性是集成性的基础，没有多种信息媒体，也就无法进行多媒体信息的集成化处理；而处理多媒体的设备与设施的集成性是实现交互性的前提，没有系统、网络、软硬件设施的集成，就无法为用户交互式使用、加工和控制信息提供平台。
3．为什么说多媒体缩短了人类信息交流的路径？人类与计算机进行信息交流的目的是什么？与以往的方法相比，计算机在数据处理方面有了很大的改善。
计算机所提供的功能强大的数据组织和构造技术，如传统数据结构中的数组、向量、队列、堆栈、树和堆等，为动态地加工和处理数据提供了基础。
高效的算法和高速的网络通信，大大地加强了用文字和数据表示概念的能力并加速了它的传递过程。
但人类并不是仅仅依赖文本这一类单一的数据形式来传递所有的信息和接受概念的，图像、声音等多媒体信息都是人类获取和传递信息极为重要的渠道。
图像的信息量最大，一幅画胜过千言万语，最直观、最能一目了然。
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识
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1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
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1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
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第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
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将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
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计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
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现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
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1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代
《多媒体技术基础》形成性考核作业参考答案.doc
第一次作业（共100分）第一章多媒体技术概论一、填空题（每空1分，共10分）1、图形图像动Hili2、计算机数字通讯网3、集成性实时性交互性4、现代通讯技术计算机技术二、单项选择题（每题1分，共5分）1、B2、D3、C4、C5、A三、简答题（14分）1、促进多媒体技术发展的关键技术有：（1） CD-ROM解决了多媒体信息的存储问题；（2）高速计算机网络可以传送多媒体信息；（3）高速位处理技术、专用集成电路技术和亚微米集成电路技术的发展，为多媒体技术提供了高速处理的硬件环境；（4）多媒体压缩技术、人机交互技术和分布式处理技术的出现促进了多媒体系统的产生与发展。
2、这款“戴尔TM DimensionTM 8250”家用计算机采用的是IntelO PentiumO 4处理器, 硬盘容量80GB，内存256MB,显不器为17?纯屏彩色显不器，显卡为64MB Nvidia GeForce4 MX AGP,声卡为SB pve! 5.1 Digital,光驱为16 倍速的DVD-ROMo该计算机为多媒体计算机。
因有内置的网卡，还有调制解调器，所以可以上网。
它还预装了WindowsO XP操作系统，和Norton杀病毒软件。
四、应用题（10分）略。
第二章多媒体信息的表示一、判断题（判断对错，错的要改正，每小题1分，共10分）正确的描述为3、8、10。
1、改正为：音频大约在20Hz-20KHz的频率范围内。
2、改正为：声音的三要素是音调、音强和音色。
4、改正为：对音频数字化來说，在相同条件下，立体声比单声道占的空间大，分辨率越高则占的空间越大，采样频率越高则占的空间越大。
5、改正为：由于MIDI文件是一系列指令而不是波形数据的集合，所以其要求的存储空间较小。
6、对于位图来说，用一位位图时每个像素可以有黑白两种颜色，而用二位位图时每个像素则可以有四种颜色。
7、在相同的条件下，矢量图所占一的空间比位图小。
9、造型动画是对每一个活动的对象分别进行设计，并构造每一个对象的特征，然后用这些对象组成完整的二、单项选择题（每题1分，共11分）1> B 2、B 3、A 4、B 5> B6、B7、A8、B9、A 10、B 11、D三、简答题（共8分）1、多媒体数据的特点主要有：（1）数据量巨大；（2）数据类型多；（3）数据类型间区别大；（4）多媒体数据的输入和输出复杂。
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第 8 章多媒体技术基础
主要内容：多媒体技术的基本概念、多媒体图像技术、多媒体音频技术、多媒体视频技术
要求：1.掌握多媒体技术的基本概念
2.多媒体计算机和多媒体计算机系统
重点：图形图像处理软件和音频、视频软件的应用。
难点：图形图像处理软件和音频、视频软件的应用。
教学手段：利用投影、利用各种例子讲述
教学方法：投影讲述
新课内容：
8.1多媒体技术的基本概念
8.1.1 媒体、多媒体和多媒体技术
1.媒体：携带信息的载体。
用于储存、呈现、处理、传递信息的实体。
媒体的分类：感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体。
2.多媒体：在计算机系统中，融合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。
3.多媒体技术：将多种媒体组合在一起，实现信息存储传播的技术。
一般特指使用计算机技术、网络技术等将音频、视频、图像等媒体信息集成到同一数字环境中，是多种学科、多种技术交叉的全新技术。
多媒体技术的研究方向：多媒体信息表示技术
多媒体创作和编辑工具的开发
多媒体数据的存储技术
8.1.2 多媒体计算机和多媒体计算机系统
1.多媒体计算机：能够对音频、图像、视频等多种媒体信息进行综合处理的计算机。
2.多媒体计算机系统：一个复杂的软硬件结合的系统。
将多种媒体技术与计算机系统结合起来。
实现多媒体信息输入、处理、输出等功能。
数字化处理的有机体。
多媒体计算机系统的常见硬件设备：见图
多媒体计算机系统的应用软件
图像处理软件：Adobe Photoshop、ACDSee Photo Editor、CorelDRAW、美图秀秀等
音频处理软件：GoldWave、Cool Edit、Audition、Audio Music Editor等
视频处理软件：Adobe Premiere、Ulead Media Studio Pro、Ulead Video Studio（会声会影）、Sony Vegas等
8.1.3 多媒体的基本元素
文本：由语言文字和符号字符组成的数据文件。
图形：矢量图——用数学方法生成的数据文件。
图像：点位图——由一副图像全部像素信息组成的数据文件。
动画：将静态的图像、图形及连环图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面。
音频：声音信号，即人类听觉可感知范围内的频率
视频：可视信号，即计算机屏幕上显示的动态信息。
8.1.4 多媒体的特点：集成性、实时性、交互性。
8.1.5 多媒体的应用：
远程会议系统；远程医疗；多媒体数据库；远程教育；嵌入式多媒体系统；视频点播；网络购物。
8.2 多媒体图像技术
8.2.1 图像文件
1、图像文件的分类：位图和矢量图。
2、图像文件：静态图像（BMP、JPG、GIF、PNG 、TIF等）和动态图像( AVI 、MPEG 、ASF MKV、
FLV、MOV等)。
8.2.2图像处理软件
1、处理位图：Ulead photo Express、Photoshop、ACDsee、Paint Shop Pro等。
2、处理矢量图：CorelDraw、Fireworks、AutoCAD等。
图像的获取方法：软件绘制、数字设备、扫描仪、视频采集卡、图像素材光盘、教学资源库、网络下载、抓图软件。
8.2.3 图像处理软件Photoshop
优点：集图像设计、扫描、编辑、合成以及高品质输出功能于一体，易学易用、应用面广泛。
1、Photos CS6基本界面
2、文件基本操作：（上课演示）
3、选区操作：（上课演示）
4、图像的修饰操作：（上课演示）
5、选色与绘图工具：（上课演示）
6：图像的擦除操作：（上课演示）
7、图层操作：（上课演示）
8、效果滤镜：（上课演示）
8.3 多媒体音频技术
8.3.1 常见的音频文件
数字音频：在计算机内，用数字表示的声音信号。
格式主要分为两类：无损格式和有损格式。
无损格式：采用一定压缩比，在解压时不会产生数据/质量上的损失，解压产生的数据与未压缩的数据完全相同，如WAV音频文件格式。
有损格式：基于声学心理学的模型，除去人类很难或根本听不到的声音，如MP3音频文件格式。
常见音频文件：MIDI(.mid)、WAVE(.wav)、MP3(*.mp3)、AUDIO(*.au)
8.3.2 多媒体音频处理软件
1、Cool Edit
2、All Editor
3、Total Recorder
4、GoldWave
8.3.3 GoldWave的应用（略）
8.4 多媒体视频技术
常见的视频文件: AVI 、MPEG 、ASF MKV、FLV、SWf等。
8.4.2 多媒体视频处理软件
1、Adobe Premiere
2、会声会影
3、Movie Maker
8.4.3 Windows Live影音制作的应用（略）
本章小结：
◆媒体、多媒体、多媒体技术、多媒体计算机的有关概念；
◆多媒体的基本元素、多媒体的特点及应用；
◆多媒体图像技术的基础知识与图像处理软件Photoshop的使用方法；
◆多媒体音频技术的基础知识以及使用音频处理软件GoldWave编辑音频文件的方法；
◆多媒体视频技术的基础知识及视频处理软件Windows Live影音制作的应用。
习题：习题集第8章习题。