关于多媒体信息的编码课件
多媒体信息的编码

1GB=( 1024 )MB=( 10242 )KB =( 10243 )B 1024b=( 1024/8 )B = ( 1024/8/1024 )KB
空白处用0编码、涂黑处用1编码。
使用ultraedit软件,观察自己名字的编码
1、声音的数字化 录音:模—数。 放音:数—模。
数字信号
1.wav 模拟信号
步骤分析:
分辨率为800×600
一幅分辨率为800×600的黑白图像 需要多少存储空间?(单位:B)
图像有800×600=480000个像素
黑白图像
黑和白两种状态,一个位就能表示两种状态。
B(字节),一个字节=8个位
“白” —— “0”
“黑” —— “1”
(单位:B)
计算过程:800×600 ×1/8=60000(B)≈58.6(KB)
256色(8位)
8b*800*600/8=468.9KB
65536色(16位) 16b*800*600/8=937.5KB
视频(动画)的数字化
• 动画(视频)是一张一张图片构成的,那么这样的一张图 片就叫做一帧。 • 我国的PAL制式每秒25帧,其他还有NTSC制式每秒30帧。 • 我们要计算出一段动画(视频)所占空间的大小,就要先 计算出其中一张图片的大小,再计算某个时间段上共有多 少张图像即可。 • 例:计算一段1分钟PAL制式的,分辨率为640*480的256色 的视频所占有的空间。 • 640*480*8b /8 *25 *60≈439.5MB • 如果加上声音文件就更大了。 • 多媒体信息数字化后,存储量是很大的,不方便存储和传 输,压缩标准就被制订出来了。 • JPG(JPEG)静态图像压缩格式。 • MP3音乐压缩格式。 • MPEG-1是VCD的压缩格式。 • MPEG-2是DVD的压缩格式。
信息的编码ppt课件

• 模拟量:连续,平滑变化的量.
• 现实生活中的声音、图像和视频等信息都
是连续变化的物理量,通过传感器(如话
筒)将它们转换成电流或电压等模拟量的
变化形式;然后经过“模数转换”过程再
把它们转换为数字量。计算机要处理他们
模拟量,首先要将它们数字话,将它们变成
一系列二进制数据.
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1、声音的数字化
• 采样:按照一定频率,即每隔一段时间,测得模拟信号的
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(1)怎样将汉字输入计算机? ——输入码
向计算机输入汉字的两中方法: (1)自动识别方式(字形/语音)
例子:扫描仪、复印机; (2)将汉字编码(外码)输入形码/音码
例子:智能ABC(音码) 五笔(形码)
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(2)在计算机之间怎样交换汉字信息? ——交换码(区位码)
• 为了方便数字系统之间汉字信息通信交换的需
模拟量值.;
• 如:CD采用的采样频率为44.1kHz. • 量化:将采样测得的模拟电压值,进行分级量化.按照整
个电压变化的最大幅度划分成几个区段,把落在某个区 段的采样到的样本值归成一类,并给出相应的量化值;
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2、图像数字化
• 图形数字化的基本思想:把一副图象看成
由许多彩色和各种级别灰度的点组成.把 这种点称为像素.
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(3)在计算机内部怎样处理汉字? —处理码
• 处理码:计算机内部用于信息处理的汉字代码,
也称汉字机内码.
• 已知:一个区位码占用两个字节,每个字节最高
位为0;英文字符的机内码是7位ASCII,最高位 也是0.
• [思考]两者如何区分呢? • 为了在计算机中能区分二者,将区位码最高位
置的0改设置为1(故ascii码小于128,机内 码大于128)并将区号和位号各增加一个适当 的常数,构成了汉字的机内码。
精品课课件信息论与编码(全套讲义)

跨学科交叉融合
信息论将与更多学科进行交叉融合,如物理学、 化学、社会学等,共同推动信息科学的发展。
编码技术的发展趋势
高效编码算法
随着计算能力的提升,更高效的编码算法将不断涌现,以提高数据 传输和存储的效率。
智能化编码
借助人工智能和机器学习技术,编码将实现智能化,自适应地调整 编码参数以优化性能。
跨平台兼容性
未来的编码技术将更加注重跨平台兼容性,以适应不同设备和网络环 境的多样性。
信息论与编码的交叉融合
理论与应用相互促进
信息论为编码技术提供理论支持, 而编码技术的发展又反过来推动 信息论的深入研究。
共同应对挑战
精品课课件信息论与编码(全套 讲义)
目
CONTENCT
录
• 信息论基础 • 编码理论 • 信道编码 • 信源编码 • 信息论与编码的应用 • 信息论与编码的发展趋势
01
信息论基础
信息论概述
信息论的研究对象
研究信息的传输、存储、处理和变换规律的科学。
信息论的发展历程
从通信领域起源,逐渐渗透到计算机科学、控制论、 统计学等多个学科。
卷积编码器将输入的信息序列按位输入到一个移位寄存器中,同时根据生成函数将移位寄存 器中的信息与编码器中的冲激响应进行卷积运算,生成输出序列。
卷积码的译码方法
卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码两种。代数译码方法基于最大似然译码准则, 通过寻找与接收序列汉明距离最小的合法码字进行译码。概率译码方法则基于贝叶斯准则, 通过计算每个合法码字的后验概率进行译码。
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多媒体信息的编码

多媒体信息的编码多媒体信息的编码什么是多媒体编码多媒体编码是将包含文字、图像、音频、视频等多种媒体形式的信息转化为二进制数据的过程。
通过编码,可以将这些多媒体格式的信息进行压缩和存储,以便于传输和播放。
在数字化时代,多媒体编码扮演着重要的角色,广泛应用于电视、音乐、电影、游戏等各个领域。
多媒体编码的作用多媒体编码可以对各种类型的信息进行压缩,以减小文件的大小,减少存储空间和传输带宽的消耗。
例如,在视频编码中,通过去除冗余信息和无关信息,可以显著减小视频文件的大小,提高存储和传输的效率。
此外,多媒体编码还可以提高信息的质量和保真度。
通过使用高效的编码算法和压缩技术,可以将多媒体信息保存为数字化的形式,减少信息在传输过程中的丢失和损坏,保证在解码时还原出原始的信息。
多媒体编码的原理多媒体编码的原理基于信号处理和数据压缩的理论。
具体来说,多媒体信息编码的流程包括以下几个步骤:1. 采样:对原始的多媒体信号进行采样,将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。
采样过程可以根据不同的需求和应用进行调整,例如音频的采样率和视频的帧率。
2. 量化:对采样后的数字信号进行量化处理,将连续的取值范围转化为离散的取值集合。
量化过程会导致信息损失,但可以通过调整量化的精度来平衡信息质量和编码效率。
3. 编码:将量化后的信号编码为二进制数据。
编码过程可以采用各种不同的算法和方法,例如哈夫曼编码、灰度编码和熵编码等。
4. 压缩:对编码后的二进制数据进行压缩处理,减小文件的大小。
压缩的方法包括无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩保证解压缩后和原始数据完全一致,而有损压缩在保证输出数据质量的前提下,通过去除冗余信息和降低精度来实现更高的压缩比。
多媒体编码的常见算法和标准在多媒体编码领域,存在着许多常见的编码算法和标准。
以下是其中的几个示例:- 音频编码:MP3、AAC、Vorbis等。
- 视频编码:H.264、H.265、VP9等。
- 图像编码:JPEG、PNG、WebP等。
多媒体信息的编码

数字化的概念
类似车辆减速这种连续,平滑变化的物理量称为模拟量,模拟量可以用电压 的变化来表示,但不能在计算机内部存储和处理。必须要将其数字化,转化 为二进制数。数字化的主要手段是取样和量化。
声音信号的采样和量化
将每个采样点上的相对应的数据用二进制数表示出来(量化),图中该波形, 就可以用一串二进制数表示为: 1001 1100 1100 1101 1101………… 声音文件大小的计算公式:采样频率(hz)x量化位数(bit)x声道数x时间(s)/8 (采样频率越高,量化位数越多,声音文件越逼真,声音文件容量越大)
A.该图像采用JPEG标准压缩 B.该图像文件的存储容量是154.5KB C.该图像大小为785×474像素 D.该图像的每个像素用24个字节表示
4.某音频文件.属性如图所示,下列对该音频文件的描述正确的是( ) A.该音频的采样频率是22050kHz B.该音频文件的存储容量约为2.52KB C.该音频是双声道立体声的 D.该音频文件属于Wave格式
量化位数 8位
声道 单声道
②
PCM
22.050KHZ
16位
双声道
③
PCM
44.100KHZ
8位
单声道
④
PCM
44.100KHZ
16位
双声道
下列选项正确的是( )
A.①比③的音质好
B.④比①的音质好
C.②比①的存储容量小 D.③比④的存储容量大
3.用ACDSee软件打开一个图像文件时,状态栏部分信息如下图所示,下列说法 不正确的是( )
1.数码相机是我们最常使用的数码产品之一,使用它进行拍照片
时,实际上是( ) A.把模拟信号转化为光学信号 B. 把光学信号转换成数字信号 C.把数字信号转化为模拟信号 D. 把光学信号转换成模拟信号
多媒体技术_多媒体数据压缩编码技术

4.知识冗余
图像的理解与某些基础知识有关。 例:人脸的图像有同样的结构:嘴的上方有鼻子, 鼻子上方有眼睛,鼻子在中线上…… 知识冗余是模型编码主要利用的特性。
5.视觉冗余
人的视觉系统对图像场的敏感性是非均匀、 非线性的。 (1)对图像亮度和色差的敏感性相差很大 Y:U:V=8:4:4 或者Y:U:V=8:2:2 (2)随着亮度增加,视觉系统对量化误差的敏感 度降低。 (3)人的视觉系统把图像边缘和非边缘区域分开 处理。
第四章、多媒体数据压缩编码技术
本章要点
(1)多媒体数据压缩编码的重要性和分类。 (2)量化的基本原理和量化器的设计思想。 (3)常用压缩编码算法的基本原理及实现技术、 预测编码、变换编码、统计编码(Huffman编码、 算术编码)。 (4)静态图像压缩编码的国际标准(JPEG)原 理、实现技术,以及动态图像压缩编码国际标 准(MPRG)的基本原理。
4.2.2 标量量化器的设计
量化器的设计要求 通常设计量化器有下述两种情况: 1. 给定量化分层级数,满足量化误差最小。 2. 限定量化误差,确定分层级数,满足以尽 量小的平均比特数,表示量化输出。
量化方法有标量量化和矢 量量化之分,标量量化又可分 为,均匀量化、非均匀量化和 自适应量化。
(1)均匀量化
例如:从64个数中选出某一个数。可先问“是 否大于32?”消除半数的可能,这样只要6次就可选 出某数。 如果要选择的数是35,则过程如下: 1.大于/小于 32? 大 2.大于/小于 32+16=48? 小 3.大于/小于 48-8=40? 小 4.大于/小于 40-4=36? 小 5.大于/小于 36-2=34? 大 6.大于/小于 34+1=35 等
(4)混合编码
多媒体信息的编码简版

多媒体信息的编码多媒体信息的编码什么是多媒体信息的编码?多媒体信息的编码是指将多媒体数据转换成数字信号的过程。
在数字化时代,我们使用电脑、方式等设备来处理和传输各种形式的多媒体信息,如音频、视频、图像等,而这些多媒体信息在传输和处理过程中需要经过编码处理,将其转换成数字信号,以便于存储、传输和处理。
为什么需要多媒体信息的编码?多媒体信息的编码是为了更好地处理、存储和传输多媒体数据。
原始的多媒体数据通常是大量的模拟信号,如声音的波形、图像的像素等,这些数据无法直接在数字设备中处理和传输。
通过将多媒体数据转换成数字信号,不仅可以减小数据体积,提高数据传输和存储效率,而且还可以方便进行各种数字处理操作,如压缩、编辑、特效等。
多媒体信息的编码技术多媒体信息的编码技术有很多种,包括音频编码、视频编码、图像编码等。
下面就分别介绍这几种常见的多媒体信息编码技术。
音频编码音频编码是将声音信号转换成数字信号的过程。
在音频编码过程中,通常会涉及到压缩技术,以减小数据体积。
常见的音频编码技术有PCM编码、MP3编码、AAC编码等。
- PCM编码是一种无损编码技术,将声音信号按照采样率和量化位数进行数字化处理,并保持原始数据的完整性。
- MP3编码是一种有损编码技术,通过去除人耳听不到的声音信号和压缩数据的方式来减小数据体积,从而实现高压缩比的音频编码。
- AAC编码是一种高级音频编码技术,它在压缩音频数据的同时保持较高的音质,并能支持多通道和先进的音频特效。
视频编码视频编码是将视频信号转换成数字信号的过程。
视频编码涉及到图像编码和运动估计等技术,以减小数据体积并保持视频质量。
常见的视频编码技术有MPEG编码、H.264编码、HEVC编码等。
- MPEG编码是一种常用的视频编码技术,它通过分割图像和对图像的每一帧进行压缩,以实现高压缩比的视频编码。
- H.264编码是一种高效视频编码技术,它通过运动估计、空间预测和帧间编码等方式来减小数据体积并保持视频质量,广泛应用于视频传输和存储领域。
第6讲-多媒体数据压缩编码方法

0
1
A 0
0 1 C
1 0 D 1 E
B
这幅图像的熵为: H(S)=(15/39) log2(39/15) + (7/39)log2(39/7) + (7/39)log2(39/7) + (6/39)log2(39/6) +(5/39)log2(39/5) = 2.1859 这说明每个符号可用2.1859位表示,39个象素需用85.25位。 编码中以N表示编码器输出码字的平均码长,用熵值衡量是 否最佳编码,即:当N>>H(S)有冗余,不是最佳;N< H(S),不 可能;N≈H(S)(N稍大于H(S)),是最佳编码。
S=(A,B,C,D,E) 符号 出现的次数(Pi) A 15(0.3846) B 7(0.1795) C 6(0.1538) D 6(0.1538) E 5(0.1282)
log2(1/pi) 1.38 2.48 2.70 2.70 2.96
分配的代码 需要位数 0 15 100 21 101 18 110 18 111 15
• 离散信源
S1, S2 , ..., Sn X p(S ), p(S ), ..., p(S ), 2 n 1
p ( Si ) 1
i 1
n
• 图像的信息熵
H ( X ) p( Si ) I ( Si ) p( Si ) log 2 p( Si ) 1
第6讲 多媒体数据压缩 和信息编码
内 容 提 要
多媒体数据压缩基本特征和方法
图像统计特性
无损数据压缩编码方法 有损数据压缩编码方法
多媒体数据压缩基本特征和方法
1.数据压缩的处理过程:
编码过程:对原始数据进行压缩,便于存储和传输。 解码过程:对压缩数据进行解压,恢复成可用数据。
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1B=( 8 )b
1GB=( 1024 )MB=( 10242 )KB =( 10243 )B
1024b=( 1024/8 )B = ( 1024/8/1024 )KB
空白处用0编码、涂黑处用1编码。 使用ultraedit软件,观察自己名字的编码
A、(32000×16×62×24 KB C、(32000×16×5)÷(8×1024) KB D、(32×16×62)÷1024 KB
声音文件常见的扩展名:
wav mp3 wma mid
1、声音素材编辑: 常用软件: Cool Edit、Wave Edit、GoldWave等
(1)、单色图像(黑白)
单色图像中,一个像素点只 需要一个二进制位(1bit)来记 录,可以表示出两种颜色,黑像 素用“1”表示,白像素用“0”表 示。
21 = 2
(2)灰度图像
每个像素用一个字节 来表示,一字节可以表示 256种不同的灰度。
8
2 = =256
(3)彩色图像
彩色图像即RGB模式: 真彩色模式,以红绿蓝为基 本颜色,每个分量由8位二 进制数表示。可以用3个字 节来表示,每个字节分别表 示此像素中的红、绿、蓝成 分。
3.上传到:音频计算
声音存储容量的计算公式:采样频率*量化位数*声道数*时间/8 (计算 出来的单位是字节,再通过除了1024来转换为K或M,除1次为KB,除2次 为MB)公式中采样频率的单位是HZ,如果题目给的是KHZ,在计算中要 乘1000,时间单位是秒,如果给的是分,要乘60,声道数中如果给的是 立体声,要乘2)
所以有必要打开
进行存储转换格式为mp3。
wav转换成mp3为有损压缩。容量小了,
Winzip或Winrar这两款软件压缩过的文件均为 无损压缩。容量小了,扩展名分别为zip和rar不
影响原来的格式,可通过“解压缩”恢复到原来。
录制一段时长5 秒的WAVE 格式音频,文件属性 如下图,存储该音频文件需要的磁盘空间约为( )
播放器:具有播放和简单处理音频功能,如格式转换、 提高或降低音量、淡入淡出效果、回声效果等。
我们把这幅图像放大来观察一下
黑白图像存储大小 黑白图像中每一个颜色的点(不能再分)叫
做一个“像素” 那么每个像素占用的存储空间为1b
分辨率:位图图像都是由许多的点即 像素(pixel) 组成,水平像素与垂直像素的乘积称 为分辨率。
位图图像存储空间的计算公式是:
分辨率*每个像素所占位数/8(字节)
步骤分析:
一幅分辨率为800×600的黑白图像 需要多少存储空间?(单位:B)
分辨率为800×600
图像有800×600=480000个像素
黑白图像 (单位:B)
黑和白两种状态,一个位就能表示两种状态。
B(字节“黑)”,—一— “个1”字节=8个位
800*600的16色图像需要多少存储空间? (800×600 ×4)/8=240000B
800*600的256色图像需要多少存储空间? (800×600 ×8)/8=480000B
2色(1位) 1b*800*600/8=58.6KB
4色(4级灰度,2位) 2b*800*600/8=117.2KB
关于多媒体信息的 编码
回顾:
数值的编码与字符的编码
• 数值的编码
– 对于计算机来说,就是把各种进制表示的数转 换成二进制数。。
• 字符的编码
– 字符集(收集的字符)不唯一。GB2312、为 交流方便,一般由国家确定一个标准方案。英 文字符采用ASCII,汉字国标GB2312。
计算机存储信息的最小单位是位(bit),简写 为b。二进制的一个“0”或一个“1”占一个位。
1、声音的数字化 录音:模—数。放音:数—模。
数字信号
1.wav
模拟信号
模拟信号即人真实(或音箱(发出的声音对空气造成振动, 犹如模拟了波浪的形状,美其名曰---模拟信号。
数字信号即电脑中的数字文件由二进制组成。由0和1来进行 编码。 录音时:当学生在声卡的支持下,通过麦克风,在 CoolEdit软件中录制成歌曲如1.wav。,
“白” —— “0”
计算过程:800×600 ×1/8=60000(B)≈58.6(KB)
640 × 480的黑白图像需要多少存储空间?
640×480 =307200像素 307200像素*1bit=307200b 307200b/8=38400B≈37.5KB
彩色位图图像存储空间计算
16色(24):4位二进制数表示1个像素 256色(28) :8位二进制数表示1个像素
声音信号WAV的存储容量计算公式
= 采样频率 * 量化位数 * 声道数 * 时间/ 8 (单位:字节B)
(Hz)
(位)
(秒)
采样频率:每秒对声音波形采样的次数,单位:赫兹(Hz) 赫兹(Hz)的意思是 次/秒。
CD音质的采样频率是44.1kHZ, 这里的k为1000,即采样频率为44100次/秒。
放音时:双击打开1.wav通过播放软件如Winamp等通过音箱 播放。,
多媒体信息编码---声音数字化
声卡的基本构成
AD表示模数转换
声音的数字化: DA表示数模转换 模拟信号通过“采样”和“量化”转换成数字信号
第9课:声音素材的计算
○LB
1.在
中下载[音频计算],解压备用
2.声音的计算。
按要求将答案写到EXCEL上保存
8色(8级灰度,3位) 3b*800*600/8=176KB
16色(16级灰度,4位) 4b*800*600/8=234.4KB
256色(8位) 8b*800*600/8=468.9KB
65536色(16位) 16b*800*600/8=937.5KB
如CD的音质指标是:
? 采样频率为44.1kHZ,量化位数是16位,双声道。
则1分钟的WAV文件容量占多少
44100次/秒*16位*2*60秒/8/1024/1024=10MB 位 字节/B KB
MB 则1分钟的WAV文件容量占10MB。
则1分钟的WAV文件容量占10MB。
! 一般的歌曲为3到4分钟,则占30MB或40MB以上