第7章_多媒体技术基础研究.ppt

第7章 多媒体技术基础 7.1多媒体技术概述 近年来，多媒体技术取得了令人瞩目的成绩，它给人类带来了深刻的影响，正迅速渗透到社会各个领域。在计算机信息领域中泛指一切信息载体，此时有两种具体含义，一种指信息的存储实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；另一种指信息的表现形式或多种信息的载体，概括为声音、文字、图像、图形、数据5类。 7.1多媒体技术概述 多媒体技术使计算技能同时处理音频、视频和文本等多种信息。所以说，多媒体是数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体的有机组合，并与先进的计算机、通信和广播电视技术相结合，形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体信息的集成环境和交互系统。简单地说，是利用计算机综合处理声、文、图等信息，构造具有集成性和交互性系统的技术。 把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术是视频、音频信号的获取技术和多媒体数据压缩、编码、解码技术。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 1．数字声音 声音是携带信息的重要媒体，是多媒体技术研究中的一个重要内容。声音的种类繁多，如人的话音、乐器声、动物发出的声音、机器产生的声音，以及自然界的雷声、风声和雨声等。这些声音有许多共同的特性，也有它们各自的特性。用计算机处理这些声音时，既要考虑它们的共性，又要利用它们各自的特性。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 （1）声音的特性 声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。声音的两个基本参数是幅度和频率。人们通常听到的声音并不是单一频率的声音，而是许多频率不同的音频信号组成的，声音信号的频率范围称为带宽，如高保真声音的频率范围为10Hz～20000Hz，它的带宽约为20kHz。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 亚音信号： 音频信号： 话音信号： 超音频信号： 7.1.1 多媒体技术的基础知识 （2）数字音频 数字音频基础知识包括音频数据采样、加工处理、压缩、存储及音频文件格式、数字音频处理软件功能等。 声音是连续的震动的波，通常用随时间变化的连续波形模拟表示。一般有3个物理量描述:振幅、周期、频率。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 代表声音的模拟信息是一个连续的正弦波，不能由计算机直接处理，必须将其数字化。数字化过程如图7.1 所示。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 采样:按规则的时间间隔对模拟信号进行测量叫做采样，在采样时刻获得的幅度值为模拟信号的振幅，其时间间隔为采样周期。如图7.2所示。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 奈奎斯特理论指出:采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化。 采样定律为:Fs≥2F 或Ts≤T/2 其中:F为被采样信号的最高频率。 T为被采样信号的周期。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 （3）音频文件格式 采样后的声音以文件方式存储后，方可进行声音处理。声音文件有多种格式，目前常用的有四种: 1) 波形音频文件 扩展名.wav。 2) 数字乐器MIDI音频文件 扩展名.mid。 3) 光盘数字音频文件(CD-DA) 扩展名.cda。 4) 网络数字音频文件 扩展名.au。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 2. 计算机中的颜色模型 自然界多姿多彩的景物通过人们的视觉器官在大脑中留下印象，这就是图像。图像是计算机中一类重要而常用的多媒体信息。为了了解人的视觉系统如何认识色彩，计算机中如何表示彩色图像，我们介绍表示数字彩色图像所需要的基本知识。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 （1）视觉系统对颜色的感知 颜色的实质是一种光波，是视觉系统对可见光的感知结果。它的存在是因为有3个实体，即光线、被观察的对象以及观察者。人眼对颜色的感知是把颜色当作由被观察对象吸收或者反射不同波长的光波形成的。可见光是波长在380nm～780nm之间的电磁波，人们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许多不同波长的光组合成的。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 7.1.1 多媒体技术的基础知识 （2）图像的颜色模型 理论上，任何一种颜色都可用红、绿、蓝3种基本颜色按不同的比例混合得到，称为相加混色。相加混色是计算机应用中定义颜色的基本方法。一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由该物体发出的光波决定，并且使用RGB相加混色模型。 7.1.1 多媒体技术的基础知识 7.1.1 多媒体技术的基础知识