第5章數(shù)字體及應(yīng)用

1、 第5章 數(shù)字媒體及應(yīng)用5.1 文本與文本處理n文本：基于特定字符集的、按一定格式組織起來(lái)的、具有上下文相關(guān)性的一個(gè)字符流，每個(gè)字符均使用編碼表示。文本展現(xiàn)（閱讀器）文本處理（文本處理軟件）文本生成電子文本文本編輯（編輯器）格式化的電子文本文本存儲(chǔ)與傳輸1、西文字符的編碼 一、字符的編碼2. 漢字的編碼n漢字是記錄漢語(yǔ)（國(guó)語(yǔ)，華語(yǔ)）的文字，屬于表意文字，它用符號(hào)直接表達(dá)詞或詞素。n漢字的特點(diǎn)： 數(shù)量大（我國(guó)漢字自古至今累計(jì)已超過(guò)6萬(wàn)字 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用：港臺(tái)地區(qū)，日、韓、朝、新、馬等 字形復(fù)雜，同音字多，異體字多。(1) gb2312 1980 漢字編碼 包括 6763 個(gè)漢字和 682 個(gè)

2、非漢字字符 gb2312 構(gòu)成：n一級(jí)常用漢字 3755 個(gè)，按漢語(yǔ)拼音排列n二級(jí)常用漢字 3008 個(gè)，按偏旁部首排列n非漢字字符 682 個(gè)以漢字“啊”為例：區(qū)位碼為：1601，表示區(qū)號(hào)16位號(hào)01 對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)為：00010000，00000001國(guó)標(biāo)碼對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)為：00110000，00100001b機(jī)內(nèi)碼對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)為：10110000，10100001b(2) gbk漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范總計(jì) 23940 個(gè)碼位，共收入 21003 個(gè)漢字和883圖形符號(hào)簡(jiǎn)體和繁體漢字在同一個(gè)字符集中；包含了中、日、韓認(rèn)同的全部cjk漢字；與gb2312-80保持向下兼容；3、ucs/unicode

3、與 gb18030 漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)(1) 通用編碼字符集 ucs/unicode ucs 實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有字符統(tǒng)一編碼二、文本的準(zhǔn)備 n文本信息的輸入： 自 動(dòng) 識(shí) 別 輸 入 自 動(dòng) 文 字 識(shí) 別 印 刷 體 識(shí) 別 手 寫(xiě) 體 識(shí) 別 文 本 信 息 的 輸 入 人 工 輸 入 自 動(dòng) 文 字 識(shí) 別 鍵 盤(pán) 輸 入 聯(lián) 機(jī) 手 寫(xiě) 輸 入 語(yǔ) 音 輸 入 漢字鍵盤(pán)輸入n漢字的鍵盤(pán)輸入編碼聯(lián)機(jī)手寫(xiě)漢字識(shí)別n原理：用專用筆在專用書(shū)寫(xiě)板上書(shū)寫(xiě)漢字 (或符號(hào)) 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別 用該漢字 (或符號(hào)) 對(duì)應(yīng)的代碼進(jìn)行保存n例： “漢王”手寫(xiě)筆 正識(shí)率達(dá)到 90% 以上，識(shí)別速度超過(guò)12字/秒漢語(yǔ)語(yǔ)音

4、識(shí)別n分類：4.印刷體漢字識(shí)別輸入對(duì)于將現(xiàn)存的大量書(shū)、報(bào)、刊物、檔案、資料等輸入計(jì)算機(jī)是非常重要的手段。5.脫機(jī)手寫(xiě)漢字識(shí)別輸入是一種用于將預(yù)先手寫(xiě)好的文稿輸入計(jì)算機(jī)的方法，也是計(jì)算機(jī)字符識(shí)別中最困難的一個(gè)問(wèn)題。1、簡(jiǎn)單文本（純文本） 除了表達(dá)正文的字符和幾個(gè)打印控制字符外，不含其它格式信息和結(jié)構(gòu)信息。簡(jiǎn)單文本又稱為純文本，ascii文本，其文件的后綴為“ .txt”(文本文件) 簡(jiǎn)單文本為一種線性結(jié)構(gòu)，由若干行構(gòu)成，每行由若干個(gè)字構(gòu)成三、文本的類型3、超文本 超文本采用一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)組織信息 一個(gè)超文本由若干個(gè)文本塊組成，這些文本塊稱為節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)可以是文字、圖形、圖像、聲音或視頻 基于多媒體

5、信息結(jié)點(diǎn)的超文本，也稱為超媒體。 例：windows中的 “幫助” 文件就是一種典型的超文本文本的類型超文本結(jié)構(gòu)abcdefgh a1 a2 b2 c2 f1d1c1 b1 e1 g1h1a3四、文本的編輯與處理1、文本編輯與文本處理2. 文本處理軟件（1）面向通信的文本處理軟件 ： outlook express （2）面向辦公的文本處理軟件 ： ms word , wps2000（3）面向印刷出版的文本處理軟件： “飛騰”排版軟件，pagemaker，pdf writer （4）面向網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布和電子出版的文本處理軟件： frontpage, pdf writer 五、文本的展現(xiàn)n過(guò)程：輸

6、出過(guò)程中字形的生成 文本展現(xiàn)過(guò)程中，字符形狀的生成是一個(gè)關(guān)鍵n先根據(jù)字符的字體確定相應(yīng)的字型庫(kù)（font）n再按照該字符的代碼從字型庫(kù)中取出該字符的形狀描述信息n然后按形狀描述信息生成字形，并按照字號(hào)大小及有關(guān)屬性（粗體、斜體、下橫線）將字形作必要的變換n最后將變換得到的字形放置在頁(yè)面的指定位置處字形描述方法n點(diǎn)陣字形：“1”表示對(duì)應(yīng)位置是黑點(diǎn) “0”表示是空白n輪廓字形：用曲線描述，精度高、字形可變，字符的點(diǎn)陣描述字符的輪廓描述5.2 圖像與圖形n數(shù)字圖像按其生成方法可以分為兩大類：1. 圖像的數(shù)字化（1）掃描 : 將圖像分成 m * n 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣（2）分色 : 將每個(gè)點(diǎn)分成 r、g、b

7、 三個(gè)基色。（3）取樣 :測(cè)量每個(gè)取樣點(diǎn)每個(gè)分量的亮度值 （4）量化 ：對(duì)每個(gè)分量進(jìn)行 a / d 轉(zhuǎn)換，再用 數(shù)字量表示一、圖像的獲取2. 數(shù)字圖像獲取設(shè)備 功能：將現(xiàn)實(shí)的景物輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi) 種類：2d 掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、3d 掃描儀等二、圖像的表示與壓縮編碼1. 圖像的表示方法與主要參數(shù)彩色圖像的表示藍(lán)色分量綠色分量紅色分量2. 圖像的壓縮編碼n圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式（以字節(jié)為單位）： 數(shù)據(jù)量 = 圖像水平分辨率圖像垂直分辨率像素深度8 圖像壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) njpegnjpeg20003. 常用圖像文件格式n要求：名名稱稱 壓壓縮縮編編碼碼方方法法 性性質(zhì)質(zhì) 典典型型應(yīng)應(yīng)用用 開(kāi)開(kāi)發(fā)發(fā)組

8、組織織/公公司司 bmp rlc 無(wú)損 windows應(yīng)用程序 microsoft tif rlc,lzw 無(wú)損 desktop publishing aldus，microsoft gif lzw 無(wú)損 internet compuserve jpeg dct，huffman 無(wú)損/有損 internet,數(shù)碼相機(jī)等 iso/iec jp2 小波變換，算術(shù)編碼 無(wú)損/有損 internet,數(shù)碼相機(jī)等 iso/iec 數(shù)字圖象處理與應(yīng)用1.數(shù)字圖象的處理圖象處理的主要目的有以下幾個(gè)方面：（1）提高圖象的視覺(jué)質(zhì)量（2）圖象復(fù)原與重建（3）圖象分析（4）圖象數(shù)據(jù)的變換、編碼和數(shù)據(jù)壓縮（5）圖象的

9、存儲(chǔ)、管理、檢索等。常用(通用)圖像編輯軟件n微軟公司 畫(huà)圖軟件(paint)：可查看和編輯處理.jpg、.gif 或 .bmp圖像n微軟公司 imaging for windowsnmicrosoft photo editornulead system 的photoimpactnacd system公司的acdsee32nadobe photoshop3. 數(shù)字圖像的應(yīng)用(1) 圖像通信。包括圖像傳輸、電視電話、電視會(huì)議 等。(2) 遙感。(3) 醫(yī)療診斷。(4) 工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。如產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，生產(chǎn)過(guò)程 的自動(dòng)控制等。(5) 機(jī)器人視覺(jué)。對(duì)三維景物進(jìn)行理解與識(shí)別。(6) 軍事、公安、檔案

10、管理等其他方面的應(yīng)用。如軍 事目標(biāo)的偵察，制導(dǎo)和警戒，自動(dòng)火器的控制及 反偽裝，指紋、手跡、印章、人像等的處理和辨 識(shí)，古跡和圖片檔案的修復(fù)與管理等。 四、計(jì)算機(jī)圖形1、景物形狀的計(jì)算機(jī)表示n使用算法或幾何要素（如點(diǎn)、線、面、體的位置、形狀和大?。┘氨砻娌牧系男再|(zhì)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)景物和形體（無(wú)論是真實(shí)的還是假想的）進(jìn)行描述（modeling）n需要顯示時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)觀察者的位置及光線的設(shè)定，生成該景物的圖像。 建模/造型 (modeling) 景物形狀的 模型(model) 景物形狀的視圖 繪 制 (rendering) (image synthesis) 2.計(jì)算機(jī)合成圖像的應(yīng)用(1) 計(jì)算機(jī)

11、輔助設(shè)計(jì)和輔助制造(cadcam)(2) 利用計(jì)算機(jī)生成各種地形圖、交通圖、天氣圖、 海洋圖、石油開(kāi)采圖等(3) 作戰(zhàn)指揮和軍事訓(xùn)練(4) 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和計(jì)算機(jī)藝術(shù)(5) 其它：電子出版、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)監(jiān)控、 輔助教學(xué)、軟件工程等 3. 矢量繪圖軟件n專業(yè)繪圖軟件： autocad mapinfo、arcinfo5.3 數(shù)字聲音及應(yīng)用n數(shù)字聲音的特點(diǎn)： 是一種連續(xù)媒體，傳輸與播放有實(shí)時(shí)性要求 數(shù)據(jù)量大，對(duì)存儲(chǔ)和傳輸?shù)囊蠛芨摺?一、波形聲音的獲取和播放1、聲音信號(hào)的數(shù)字化：模擬聲音信號(hào)量 化數(shù)字聲音01100011001編 碼取 樣2. 波形聲音的獲取設(shè)備n聯(lián)機(jī)獲取設(shè)備(聲卡)麥克風(fēng)（micro

12、phone）聲音卡（sound card）聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)取樣、量化、壓縮、編碼、模擬聲音數(shù)字聲音 脫機(jī)獲取設(shè)備：數(shù)碼錄音筆聲音錄制與播放的處理過(guò)程二、波形聲音的表示與壓縮編碼1、波形聲音的主要參數(shù)n數(shù)字化的波形聲音是一種二進(jìn)制表示的串行比特流（bitstream）形式n按一定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行了壓縮編碼n數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)按物理屬性(時(shí)間，聲道)進(jìn)行組織，語(yǔ)義上沒(méi)有結(jié)構(gòu)化。波形聲音的數(shù)據(jù)壓縮n主要參數(shù)： sampling frequency(取樣頻率) quantization bits(量化位數(shù)) number of sound channels(聲道數(shù)目) encoding method ( co

13、mpression method )(壓縮編碼方法) bit rate(碼率，比特率)，每秒鐘的數(shù)據(jù)量n波形聲音的碼率 = 取樣頻率 量化位數(shù) 聲道數(shù) 2.全頻帶數(shù)字音頻的壓縮編碼名稱 壓縮后的碼率（每個(gè)聲道） 聲道數(shù)目 主要應(yīng)用 mpeg-1 層 1 384 kbps （壓縮 4 倍） 2 數(shù)字盒式錄音帶 mpeg-1 層 2 256192 kbps（壓縮 68 倍） 2 dab,vcd,dvd mpeg-1 層 3 128112 kbps（壓縮 1012 倍） 2 internet，mp3 音樂(lè) mpeg-2 audio 與 mpeg-1 層 1，層 2，層 3 相同 5.1, 7.1 同

14、 mpeg-1 dolby ac-3 64 kbp 5.1, 7.1 dvd, dtv，家庭影院 流媒體技術(shù)、流媒體n流媒體技術(shù)就是允許用戶一邊下載一邊收看 (聽(tīng)) 音視頻連續(xù)媒體的技術(shù)。四、計(jì)算機(jī)合成聲音n計(jì)算機(jī)合成語(yǔ)音n計(jì)算機(jī)合成音樂(lè)1. 音樂(lè)合成（midi）n樂(lè)曲的計(jì)算機(jī)表示方法midi messagen樂(lè)曲的制作軟件音序器n存放樂(lè)曲的文件 .mid 文件n播放樂(lè)曲的軟件 媒體播放器n樂(lè)器聲音的生成 聲卡上的音樂(lè)合成器 樂(lè)譜輸入 音序器軟件 midi 合成器 midi音樂(lè) midi文件 實(shí)時(shí)演奏 媒體 播放器 midi鍵盤(pán) midi 消息 midi 消息 n視頻(video)：隨時(shí)間變化

15、其內(nèi)容的一組圖像(24,25,30 幀/秒), 又叫運(yùn)動(dòng)圖像或活動(dòng)圖像(motion picture)5.4 數(shù)字視頻及應(yīng)用一、數(shù)字視頻基礎(chǔ)1、電視基本知識(shí)電視畫(huà)面采用隔行掃描方式，圖像分奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)我國(guó)采用 pal 制式，幀頻為 25 幀/秒，場(chǎng)頻為 50 場(chǎng)/秒電視信號(hào)的彩色空間npal制式的彩色電視信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，使用亮度信號(hào)y和兩個(gè)色度信號(hào)u、v來(lái)表示，與rgb表示進(jìn)行轉(zhuǎn)換電視信號(hào)的彩色空間n使用y、u，v彩色空間的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字?jǐn)z像頭n最高分辨率為 640480，一般都是352288n速度一般在30fps (每秒30幀) 以下n鏡頭的視角可達(dá)到45-60度 n支持usb接口 或 firewire（火線）接口數(shù)碼攝像機(jī) n提供480線以上的分辨率，清晰度高n自動(dòng)對(duì)焦(auto focus)，自動(dòng)曝光(auto expose) n使用m-jpeg或mpeg-2進(jìn)行壓縮編碼，然后記錄在磁帶或磁盤(pán)上n提供錄音功能n數(shù)據(jù)量很大，采用usb接口或 ieee1394 (firewire)接口，后者傳輸速率可以