多媒体技术第二章解读
多媒体技术知识点
高中信息技术多媒体技术模块知识点第一章多媒体技术应用概述1、多媒体的含义媒体一词源于英文Mediu，它是指人们用于传播和表示各种信息的手段。
通常媒体分为五种类：（1）感觉媒体：是指能直接作用于人们的感觉器官，从而能使人产生直接感觉的媒体。
如语言、声音、图像、动画、文本等（2）表示媒体：是指为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。
如文本编码、条形码等（3）显示媒体：是指为信息输入输出的媒体，用于电信号和感觉媒体之间产生转换。
如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
（4）存储媒体：是指用于存储表示媒体的物理介质，如硬盘、光盘、胶卷等（5）传输媒体：是指传输表示媒体的物理介质，如电缆、光缆等我们学习和使用的多媒体技术主要是感觉媒体。
媒体在计算机领域有两层含义：一是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘等；另一种指信息的载体，如数字、文字、图像、声音、动画和视频等。
计算机多媒体技术中的多媒体指后者。
多媒体技术的主要特征表现：可集成性、交互性、超媒体的信息组织形式、通信线路的可传播性。
多媒体的发展始于20世纪80年代。
多媒体的关健性技术包括以下几个方面：（1）数据压缩和解压缩技术（2）大容量存储技术（3）超大规模集成电路控制技术与专用芯片（4）多媒体同步技术（5）多媒体系统平台技术多媒体的相关技术包括以下几个方面：（1）超文本与超媒体技术：传统文本是以线性方式组织的，而超文本是以非线性方式组织，超文本（超媒体）以节点为单位，节点之间以链连接而形成网络，其构成的三要素：节点、链、网络。
（2）多媒体网络与通信技术（3）智能输入与输出技术（4）多媒体软件技术多媒体技术的发展特点：多学科交汇顺应信息时代的需要促进和推动新产业的形成和发展多领域应用多媒体技术的发展趋势：进一步完善计算机支持的协同工作环境智能多媒体技术将多媒体和通信技术融合到CPU芯片中多媒体技术的发展方向：高分辨率，提高显示质量高速度化，缩短处理时间简单化，便于操作高度思维化，促进理解和思维智能化，提高信息识别能力标准化，便于信息交换和资源共享2、多媒体应用各种各样的多媒体应用系统：多媒体信息咨询系统、多媒体信息管理系统、多媒体辅助教育系统、多媒体电子出版物、多媒体视频会议系统、多媒体远程诊医系统、远程教学系统、多媒体视频点播系统、交互式电视、数字化图书馆、多媒体邮件、多媒体宣传演示系统、多媒体训练系统、虚拟现实第二章图像、图像1、多媒体作品中的图形、图像-----作为一种视觉媒体图形、图像的视觉意义与特点：可以承载大量的信息、有生动直观的视觉特性。
多媒体技术基础知识
2、存储容量大小
图像是由一些排成行列的像素组成 的，在计算机中的存储格式有BMP、TIF 、GIFD等。一般数据量比较大。除了可 以表达真实的相片，也可以表现复杂绘 画的某些细节，具有灵活和富于创造力 等特点。在打印输出和放大时，容易发 生失真。
图形也称矢量图文件中只记录生成图的 算法和图上的某些特征点，容易进行移动 、缩放、旋转和扭曲等变换，主要用于表 示线框型的图画、工程制图、美术字等。 常用的矢量图文件有3DS（用于3D造型） 、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版 ）等。图形只保存算法和特征点，相对于 位图的大数据量来说，它占用的存储空间 也比较小。但是显示速度没有图像快，打 印输出和放大时，质量较高不会发生很大 失真。
1.1多媒体技术的形成和发展
一、什么是多媒体？（理解） 文本、声音、图形、图象和动画等是
信息的载体，其中两个或多于两个的组合 构成了多媒体。
多媒体技术内容：（理解）
多媒体技术：运用计算机综合处理多 媒体信息（文本、声音、图形、图像等） 的技术，包括将多种信息建立逻辑连接， 进而集成一个具有交互性的系统等等。
有损压缩：利用人的视觉特性使解压缩后 的图像看起来与原始图像一样。 压缩比高 如：预测编码、变换编码、 模型编码及混合编码等。
二、视频信号压缩编码的标准
JPEG静止图像压缩算法 MPEG运动图像压缩算法
视频压缩方式（补充）：
Micosoft Video1:使用8位有损压缩方 法压缩模拟视频。它压缩后的动画尺 寸大，而且在进行渐变色处理时会出 现条纹。
编码过程
（1）将信源符号按概率递减顺序排列；
（2）把两个最小的概率加起来，作为新符 号的概率；
（3）重复（1）和（2），直到概率和达到1 为止；
多媒体技术之音频信息的获取与处理PPT课件( 75张)
常用音频采样率：8kHz、11.025kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz 及 48kHz
2.2.2 数字音频获取
● 量化
量化概念
通过采样得到的表示声音强弱的函数 x(nT) 是连续的，为把 x(nT) 存入计 算机，就必须将采样值离散化，即量化成一个有限个幅度值的集合 x(nT)
多媒体技术及其应用
第二章 音频信息的获取与处理
● 主要知识点
2.1声音概述 2.2数字化音频 2.3音乐合成与 MIDI 2.4音频卡 2.5数字音频压缩标准
2.1.1 声音定义 ● 声音概念 ● 声音特性
2.1.2 声音基本特点 ● 声音传播 ● 声音频率 ● 声音传播方向 ● 声音三要素 ● 声音连续、相关及
实时性 声音具有实时性。对处理声音的计算机硬件和软件提出很高要求
2.2 数字化音频
转换
模拟信号
数字信号
音频数字化需要考虑的问题
采样、量化、编码
模 拟 信 号 的 数 字 化 过 程
100101100011101
音频信号处理过程流程
音
频采
开信 样
始
号 频
频 率
率
采 样
量 化
保 存 为 声 音 文 件
周期
用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音 实际波形
2.1.2 声音特点
● 声音的传播方式
声音是依靠介质 ( 比如：空气、液体、固体 ) 的振动进行传播的 声源是一个振荡源，它使周围介质产生振动，并以波的形式传播 人耳感觉到这种传播过来的振动，反映到大脑，就意味听到声音 声音在不同的介质中传播，其传播速度和衰减速率都是不一样的
多媒体技术基础及应用
第一章多媒体技术概论1.媒体是指承载或传递信息的载体。
2.1984年，苹果公司推出Bitmap的位图概念，1985年，世上第一台多媒体计算机Amiga诞生，同年CD—ROM诞生，1986年3月，菲利普与索尼共同制定CD-I交互式光盘系统。
1987年，教会数数字视频系统dvi技术，微软结合DVI技术在windows中添加了对DVI的支持。
3.在信息领域中，多媒体是指文本、图形、图像、声音、影响等这些“单”媒体和计算机程序融合在一起形成的信息媒体。
4.不属于多媒体技术：存储信息的实体。
5.媒体类型：感觉媒体，作用于人的感官使人能直接产生感觉的一类媒体，如视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等。
表示媒体，比如文字、图形、图像、音频、动画和视频等信息的数字化编码表示。
显示媒体，是指媒体传输中的电信号与媒体之间转换所使用的一类媒体，它又分两种：输入显示媒体，如键盘、鼠标器、话筒和扫描仪等：另一种是输出显示媒体，如显示器、打印机、音箱和投影仪等。
存储媒体，又称存储介质。
传输媒体，如双绞线、同轴电缆、光纤盒无线传输介质。
（硬盘不属于传输媒介）6.多媒体技术的基本特征：（不含可靠性）多样性：集成性：1.多通道同意获得媒体信息2.多种媒体信息分别存储组织3.能够处理各种媒体组织高速和并行计算机系统交互性：1.提高人对信息表现形式的选择能力 2. 提高人对信息表现形式的控制能力3. 提高人对信息表现形式与人的逻辑和创造力结合的程度。
应用：1.计算机播放有声图书2.交互特征使用户介入信息过程中3.交互式视频游戏。
（彩电不体现交互性）实时性：7.多媒体拓展卡：显示卡、音频卡、视频卡，其中无线网卡不是多媒体拓展卡8.多媒体创造工具能对多媒体信息进行控制、管理和编辑，能按用户要求生成多媒体应用程序9.最简单的多媒体创作工具和开发环境：audition、ppt、ps、illustrator10.CD-ROM激光存储器主要性能指标：数据传输率（单倍：150KB\s）、平均访问时间、CPU占用时间等11.CD-DA为激光唱盘制定的规格，是CD标注的第一种格式，类型DAT，数据音频压缩光盘。
第二章 人的听觉感知与声音信号-现代多媒体通信技术-阮秀凯-清华大学出版社
L 33.33lgN 40
图2-4 响度级和响亮的关系
• 2.2.2 听阈与痛阈
听阈即人耳能感受的声音频率和强度的范围，人耳刚 好能感觉到其存在的声音的声压就是听阈，听阈对于不同 频率的声波是不相同的。听阈是由某声音信号在多次实验 中能引起的听觉的最小有效声压，听阈应根据许多正常常 青年的耳朵测试结果求平均。试验求得的等响曲线中最低 的一条零方（Phon）曲线就是听域曲线，它是纯音的最低 可听声压的频率响应。
2.2 人耳的听觉特性
3 2.2.3 听觉定律
（2）听觉驻留
研究表明，人听到一个脉冲不是和它的强度有关，而 是和强度与时间的乘积有关。直到时间相当长了（几 十毫秒或一百多毫秒以上），才感觉声音还是那样响， 只是时间延长而已。例如，一个短促的脉冲声，若强 度不变，长度由1ms变为2ms，人昕起来不是长度变 了，而是更响了。国际上已根据这个现象规定了测量 脉冲声的电表响应应具有35ms的时间常数。
1距声源1m处的平均声压级65691520语言扩声演唱8011008080003040管风琴的频率范围更宽名族乐器的基频范围为1002000hz乐器1640003016000单个乐器0011003050交响乐能量集中范3020000大型交响乐10w1518件乐器乐队演出离乐队10m处的平均声压级951054060件大型交响乐队为100听觉2020000痛阈值1wm痛阈值120120hifi系统40160005055数字音频系统2020000709023声音信号表22语言和音乐的一些重要特性23声音信号图215其它声信号及其谱图24声音质量评价方法图215声质量涉及的因素
2.2 人耳的听觉特性
1 2.2.1 声强级和响度 2 2.2.2 听阈与痛阈 3 2.2.3 听觉定律 4 2.2.4 人耳的听觉效应
多媒体技术及应用数字音频技术02
4. WMA文件
WMA(Windows Media Audio)是 Windows Media格式中的一个子集(音频 格式)。
特点：压缩到MP3一半
多媒体技术及应用数字音频技术02
2-11
2.1 数字音频基础
5. MIDI和RMI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组音乐、乐 谱或乐器符号的数字集合。 特点：播放效果与硬件相关，数据量很小， 音质不高、音色单调等 6.VOC文件 创新公司开发的声音文件格式，由文件头 块和音频数据块组成。
音乐是符号化的声音。
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
二、声音的数字化 1.声音信号的类型 模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 2.声音数字化过程
模拟信号
采样
量化
编码
数字信号
模拟信号
A/D ADC D/A DAC
数字信号
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
霍夫曼编码、算术编码、行程编码 ②有损压缩
波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 子带编码、矢量量化
参数编码--LPC 混合编码--MPLPC、CELP
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.2 数字音频压缩标准
二、音频压缩技术标准
分类
电话语 音质量
调幅广 播质量 高保真 立体声
标准 G.711 G.721 G.723 G.728
多媒体技术及应用数字 音频技术02
2020/11/14
多媒体技术及应用数字音频技术02
第二章 数字音频技术
2.1 数字音频基础 2.2 数字音频压缩标准 2.3 声卡与电声设备 2.4 MIDI与音乐合成 2.5 音频编辑软件 2.6 语音识别技术 本章小结
多媒体技术和数字媒体的创新
多媒体技术和数字媒体的创新第一章：多媒体技术的发展历程多媒体技术是指将文字、图形、图像、声音、视频等多种媒介形式有机地结合在一起，形成一种全新的媒介形式。
随着计算机技术和网络技术的快速发展，多媒体技术得到了迅速的发展。
多媒体技术的发展历程可以追溯到上世纪七十年代。
当时，随着计算机硬件的逐渐发展，计算机已成为一种强大的信息处理工具，多媒体技术开始进入人们的视野。
上世纪八十年代，随着计算机图形学、数字音频处理、数字视频处理等领域的不断发展，多媒体技术不断壮大，而多媒体产品也越来越受到人们的关注。
上世纪九十年代，随着数字化技术的不断普及和互联网的快速发展，多媒体技术逐渐成为现代信息传播的支柱之一。
第二章：数字媒体的概念及特点数字媒体是指由数字技术创作、编辑、处理、传递、展示的多种媒介形式，包括数字音频、数字视频、数字图像等。
数字媒体的出现，使得多媒体技术得以更加完善和发展。
数字媒体的特点主要体现在以下几个方面：1、数字媒体具有高清晰度、高保真度、高精度的特点，可以完美地呈现出图像、音频、视频等多种媒介形式。
2、数字媒体具有高度的可编程性和可互动性，用户可以通过自己的操作来实现媒体信息的处理、编辑、储存和共享。
3、数字媒体具有高度的可传递性和可访问性，可以通过网络进行传递和共享，用户可以在任何地方、任何时间获取自己需要的信息。
第三章：数字媒体的应用领域数字媒体的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1、文化创意产业。
数字媒体为文化创意产业的发展提供了契机，可以创造出更优秀的产品和作品。
例如电影、电视剧、游戏等。
2、教育。
数字媒体在教育领域有着广泛的应用，可以通过数字媒体技术来制作教学视频、课件、动画等，让学生更加直观地了解知识内容。
3、广告营销。
数字媒体广告是当前广告市场的一个重要组成部分，数字媒体广告更加具有互动性和可定制性，能够更好地推广产品和服务。
第四章：数字媒体的创新方向数字媒体的创新方向主要包括以下几个方面：1、数字化技术方面。
多媒体技术知识点
第一章知识点
多媒体技术：计算机交互式综合处理多媒体信息——文本、图形、 图像和声音使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有 交互性的技术。
核心：综合处理、建立逻辑关系、人机交互。 1、多媒体技术特征：
数字化:把分散的、不同性质和特点的各种媒体信息，读入计算机才能进行加 工和整合。 集成性：媒体信息如文本、图像、声音、视频等的集成，这些媒体在多任务 系统下能够很好地协同工作，有较好的同步关系。人机交互和建立逻辑关系 使得多媒体技术必须将各种媒体集成在一起。
多媒体系统
一个完整的多媒体系统包括硬件平台和软件
多媒体硬件系统：多媒体计算机主机（MPC)系统和相关的外部设备，如大容
量存储设备、视频卡、扫描仪、数码相机与数码摄像机等。
多媒体软件系统：多媒体操作系统、创作系统和应用系统。多媒体操作系统
的主要任务是支持运动和静止图像的处理和显示，为相关的多媒体数据的同步提 供需要的适时任务调度，支持校准化桌面型计算机环境，支持多种多媒体硬件和 软件的运行；创作系统，包括开发工具，具有编辑、播放等功能；应用系统，即 利用创作系统制作出的多媒体作品。
音频
1、模拟音频的数字化：连续的模拟音频信号转化为离散的数字音频信号，主要包括 信号采样——量化——编码
信号采样：把时间连续的模拟信号按采样信号频率进行抽样，转换成在时间上离散、 幅度上连续的模拟信号。采样后的模拟信号虽然在时间上是离散的，但是在幅度上 是连续的。对于音频信号，常用的采样频率有三种44.1千赫兹，22.05千赫兹， 11.025千赫兹。
第二章 多媒体作品的规划与设计
1、多媒体作品开发的一般过程 （1）需求分析：根据实际工作学习和生活的需要而提出开发作品的需求，通过 对作品需求的可行性和必要性进行论证后，才进行作品的规划和设计。 （2）规划设计：由作品主题所涉及的内容和规模来确定的，是多媒体作品制作 的依据。
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品红( magenta)
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效果
（3）直接色 直接色的获取是通过每个像素点的RGB分量分别作为
单独的索引值进行变换，经相应的颜色变换表找出各自 的基色强度，用变换后的RGB强度值产生的颜色。
直接色与伪彩色相比，相同之处是都采用查找表，不 同之处是前者对RGB分量分别进行查找变换。
（3）结构冗余：图像表面存在着非常强的纹理结构，图 像的像素值存在着明显的分布模式。
（4）知识冗余：对图像的理解与某些基础知识有相当大 的相关性 。
（5）视觉冗余：
1）人类视觉系统对亮度的敏感度远远高于对色彩度的敏 感度；
2）随着亮度的增加，视觉系统对量化误差的敏感度降低。 在高亮度区，灰度值的量化可以更粗糙点。
（1）真彩色：图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基 色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样得 到的颜色可以反映原图的真实颜色。
图像的深度是8*3=24，图像可容纳28 *28* 28 =16M种。
（2）伪彩色 伪彩色图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，
该代码值作为颜色查找表中某一项的入口地址，根据该 地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。
例：深度为1位的图像只能有两种颜色（一般为白色 或黑色）。对于彩色图像，每个像素用RGB三个分量表 示，若每个分量用8位，那么一个像素共用24位，每个 像素可以是224=16 777 216种颜色中的一种。
表示一个像素的位数越多，它能表达的颜色数目就越 多，它的图像深度就越深。
2、颜色类型
图像深度与颜色的映射关系主要有真彩色、伪彩色和 直接色三种。即在最常用的RGB颜色空间中，颜色类 型可以划分为真彩色，伪彩色和直接色三种。
（3）数字音频磁带（DAT）,采样频率48kHz,采 样精度16位/样本，一秒钟时间内的采样位数 为768Kbit/s。
第二章 图像处理技术
2.1图像的数据表示
人眼能识别的自然景象或图像源是一种模拟信号， 为了使计算机能够记录和处理图像，必须首先使其 数字化。
数字化后的图像成为数字图像。数字图像可以定 义为一个二维函数f(x,y)，其中x 和y是空间坐标，在 (x,y)坐标处的幅度值f称为图像在该点坐标的强度或 灰度值，该值的大小由图像本身决定。
全等于它们所携带的信息量。 数据量中有多余的数据称为冗余。
信息量与数据量的关系可表示为：
I D Re
I 表示信息量 D 表示数据量 Re 表示冗余量
图像冗余的类型有以下几种：
（1）空间冗余：像素采样没有利用景物表面颜色的空间 连贯性，从而产生的冗余，是静态图像存在的最主要的 一种数据冗余。
（2）信息熵冗余：数据包含的信息量少于数据本身。
直接色与真彩色相比，相同之处是都采用R,G,B分量 来决定基色强度，不同之处是前者的基色强度是有 R,G,B经变换得到的，后者是直接用R,G,B决定。
3、显示深度 显示深度：缓存中记录屏幕上一个点的位数，也即显
示器可以显示的颜色数。
显示深度和图像深度的关系： （1）显示深度大于图像深度：
显示的颜色完全取决于图像的颜色定义。 （2）显示深度等于图像深度：
可能较真实地反映图像文件的颜色效果，也有可 能会出现失真。 （3）显示深度小于图像深度：
显示的颜色会出现失真。
4、图像数据的容量 图像数据量 ＝图像的总像素×图像深度 / 8 （Byte）
一幅640×480、真彩色的图像， 文件大小约为：
640×480×24/ 8 ≈1 M (Bytes)
2.1.2 图像数据冗余的基本概念 图像数据的数据量是相当大的，但这些数据量并不完
3）人眼的视觉系统把图像的边缘和非边缘区域分开来处 理。边缘地区是灰度值剧烈变化的地方。
2.2 多媒体数据压缩的必要性 数字化了的视频、音频信号数据量非常大： （1）一页印在B5纸上的文件，若以中等分辨率的扫 描仪进行采样，其数据量约6.61MB/页。
（2）双通道立体声激光唱盘(CD-A)，采样频率为 44.1kHz,采样精度16位/样本。一秒钟时间内的采样 位数为0.172Mbit/s。
经常遇到的分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。
1、显示分辨率 指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨
率为640*480表示显示屏分成480行，每行显示640个像 素，整个显示屏就含有640*480=307200个显像点。
屏幕能够显示的像素越多，说明设备的分辨率越高， 显示的图像质量也越高。
5
128
0
128
紫(Purple)
6
128
128
0
橄榄绿(Olive)
7
192
192
192
灰白(Light gray)
8
128
128
128
深灰(Dark gray)
9
0
0
255
蓝( blue)
10
0
255
0
绿( green)
11
0
255
255
青(cyan)
12
255
0
0
红( red)
13
255
0
255
灰 度信 息 数 字化
像素
数 字化
1 12 4 4 2 1 1 1 27 8 8 7 2 1 1 58 5 5 8 6 1 1 68 5 6 8 6 1 1 68 7 5 4 2 1 1 58 4 1 6 6 1 1 48 3 1 6 6 1 1 26 1 1 1 1 1
2.1.1数字图像的基本参数 一、分辨率
2、图像分辨率
图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。 对于同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素越多， 则说明图像的分辨率越高，看起来越逼真。
1024*1024
512*512
256*256
128*128
64*64
32*32
二、图像深度与颜色类型
1、图像深度
是指存储每个像素所用的位数，图像深度决定了彩色 图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的 每个像素可能有的灰度等技术。
彩色查找表是一个事先做好的表。例如：256种颜色 的查找表，0号索引对应黑色，。。，255号对应白色。
16色标准VGA调色板
代码 R
G
B
颜色名称
0
0
0
0
黑(Black)
1
0
0
128
深蓝(Navy)
2
0
128
0
深绿(Dark Green)
3
0
128
128
深青(Dark Cyan)
4
128
0
0
深红(Maroon)