南大專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)(內(nèi)部資料)計(jì)算機(jī)第5章

1、1第5章 數(shù)字媒體南大南大“專轉(zhuǎn)本專轉(zhuǎn)本”輔導(dǎo)輔導(dǎo)第第5章章 數(shù)字媒體及應(yīng)用數(shù)字媒體及應(yīng)用5.1 文本與文本處理文本與文本處理 5.2 圖像與圖形圖像與圖形 5.3 數(shù)字聲音及應(yīng)用數(shù)字聲音及應(yīng)用5.4 數(shù)字視頻及應(yīng)用數(shù)字視頻及應(yīng)用3第5章 數(shù)字媒體5.1 文本與文本處理文本與文本處理 5.1.1 字符的編碼字符的編碼5.1.2 文本準(zhǔn)備文本準(zhǔn)備5.1.4 文本編輯、排版與處理文本編輯、排版與處理5.1.3 文本的分類文本的分類5.1.5 文本的展現(xiàn)文本的展現(xiàn) 4第5章 數(shù)字媒體5.1.1. 字符在計(jì)算機(jī)中的表示字符在計(jì)算機(jī)中的表示 5第5章 數(shù)字媒體字符、字符集及其編碼表字符、字符集及其編碼表

2、 n文字的基本元素是字母和符號，統(tǒng)稱為文字的基本元素是字母和符號，統(tǒng)稱為“字符字符” (character)，它包括：字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、符號等，它包括：字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、符號等n字符集：一組特定字符的集合字符集：一組特定字符的集合n不同的字符集包含的字符數(shù)目與內(nèi)容不同，如：不同的字符集包含的字符數(shù)目與內(nèi)容不同，如：中文字符集、西文字符集、日文字符集等中文字符集、西文字符集、日文字符集等n字符的編碼：字符的編碼：n字符集中每個(gè)字符的二進(jìn)位表示，稱為該字符的編碼或代碼字符集中每個(gè)字符的二進(jìn)位表示，稱為該字符的編碼或代碼(code) n不同的字符其編碼各不相同不同的字符其編碼各不相同n字符集中所有字

3、符的編碼的一覽表，稱為該字符集的碼表字符集中所有字符的編碼的一覽表，稱為該字符集的碼表6第5章 數(shù)字媒體復(fù)習(xí)：西文字符的編碼復(fù)習(xí)：西文字符的編碼ASCII碼碼n西文是表音文字西文是表音文字(拼音文字拼音文字)，它由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號，它由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號以及一些特殊符號所組成以及一些特殊符號所組成n美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(ASCII碼碼)：nASCII字符集包含字符集包含96個(gè)可打印字符和個(gè)可打印字符和32個(gè)控制字符個(gè)控制字符n采用采用7個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼n計(jì)算機(jī)中使用計(jì)算機(jī)中使用1個(gè)字節(jié)存儲個(gè)字節(jié)存儲1個(gè)個(gè)ASCII 字符字符n存在問題：存在問題：n

4、字符集太?。ㄖ挥凶址。ㄖ挥?28個(gè)字符）個(gè)字符）n不同國家和地區(qū)使用不同的字符集及其編碼，互不兼容不同國家和地區(qū)使用不同的字符集及其編碼，互不兼容n東亞地區(qū)使用的大字符集無法編碼東亞地區(qū)使用的大字符集無法編碼0X X X X X X X7第5章 數(shù)字媒體漢字如何編碼？漢字如何編碼？n漢字是記錄漢語（國語，華語）的文字，屬于表意漢字是記錄漢語（國語，華語）的文字，屬于表意文字，它用符號直接表達(dá)詞或詞素，有多個(gè)國家和文字，它用符號直接表達(dá)詞或詞素，有多個(gè)國家和地區(qū)使用（中、日、韓、新、馬地區(qū)使用（中、日、韓、新、馬）n漢字的特點(diǎn)漢字的特點(diǎn)n數(shù)量大；字形復(fù)雜，同音字多，異體字多數(shù)量大；字形復(fù)雜

5、，同音字多，異體字多n如何編碼？如何編碼？n確定收入多少字、哪些字？確定收入多少字、哪些字？n在字符集中如何排列？在字符集中如何排列？n使用多少個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼？使用多少個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼？8第5章 數(shù)字媒體常用的漢字編碼字符集常用的漢字編碼字符集n國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-1980n漢字?jǐn)U充規(guī)范漢字?jǐn)U充規(guī)范 GBKn國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB18030-2005n臺灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集臺灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集CNS 11643 (BIG 5，俗稱俗稱“大五碼大五碼”)n日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集JIS X 0208-90n韓國國家標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集韓國國家標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集KSC 5

6、601-87nUCS/Unicode多文種大字符集多文種大字符集9第5章 數(shù)字媒體一級漢字一級漢字（3755個(gè)）個(gè)）二級漢字二級漢字（3008個(gè)）個(gè)）（擴(kuò)充使用）（擴(kuò)充使用）字母、數(shù)字和各種符號字母、數(shù)字和各種符號 19423位號位號 191655568794區(qū)區(qū) 號號(按漢語拼音排列按漢語拼音排列)(按偏旁部首排列按偏旁部首排列)GB2312漢字編碼字符集漢字編碼字符集n1980年頒布年頒布信息交換用漢字編碼字符集信息交換用漢字編碼字符集基本基本集集GB2312-1980nGB2312字符集由三個(gè)部分構(gòu)成：字符集由三個(gè)部分構(gòu)成：拉丁字母、俄拉丁字母、俄文、日文平假文、日文平假名與片假名、名與

7、片假名、希臘字母、漢希臘字母、漢語拼音等共語拼音等共682個(gè)個(gè)共共6763個(gè)漢字和個(gè)漢字和682個(gè)符號，個(gè)符號，每個(gè)每個(gè)漢字和符號都有一漢字和符號都有一個(gè)確定位置個(gè)確定位置10第5章 數(shù)字媒體GB2312漢字的編碼漢字的編碼n每一個(gè)每一個(gè)GB2312漢字使用漢字使用16位位(2個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié))表示表示n為了與為了與ASCII字符相區(qū)別，每個(gè)字節(jié)的最高位均為字符相區(qū)別，每個(gè)字節(jié)的最高位均為“1”n例如：例如：“南南”字的代碼是字的代碼是11000100 11001111（用十六進(jìn)制表示為（用十六進(jìn)制表示為C4CF） 11第第1字節(jié)字節(jié)第第2字節(jié)字節(jié)X X X X X X XX X X X X X

8、X11第5章 數(shù)字媒體GBK漢字漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范 nGB2312的不足：的不足：n漢字字?jǐn)?shù)太少，缺少繁體字漢字字?jǐn)?shù)太少，缺少繁體字,無法滿足無法滿足人名、地名、古籍整理、人名、地名、古籍整理、古典文獻(xiàn)研究古典文獻(xiàn)研究等應(yīng)用的需要；與等應(yīng)用的需要；與ASCII碼不兼容碼不兼容nGBK漢字漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范（內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范（1995）：）：n在在GB2312基礎(chǔ)上，增加了基礎(chǔ)上，增加了1萬多漢字萬多漢字(包括繁體字包括繁體字)和符號和符號n共有共有21003個(gè)漢字和個(gè)漢字和883個(gè)圖形符號，如個(gè)圖形符號，如“計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)”、冃冃、冄冄、円円、冇冇等繁體字和生僻字等繁體字和生僻字 n與與GB

9、8312保持向下兼容，也使用雙字節(jié)表示，第保持向下兼容，也使用雙字節(jié)表示，第1字節(jié)最高位必字節(jié)最高位必須為須為“1”：1 X第第1字節(jié)字節(jié)第第2字節(jié)字節(jié)X X X X X X XX X X X X X X12第5章 數(shù)字媒體標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱GB2312GBKGB18030UCS-2(Unicode)字符集字符集6763個(gè)漢字個(gè)漢字(簡體字簡體字)21003個(gè)漢字個(gè)漢字（包括（包括GB2312漢字在內(nèi)）漢字在內(nèi)）近近3萬漢字萬漢字(包括包括GBK漢漢字和字和CJK及其及其擴(kuò)充中的漢字?jǐn)U充中的漢字)包含包含10萬多字符，萬多字符，其中的漢字與其中的漢字與GB18030相同相同編碼方法編碼方法雙字節(jié)

10、存儲和雙字節(jié)存儲和表示，每個(gè)字表示，每個(gè)字節(jié)的最高位均節(jié)的最高位均為為“1” 雙字節(jié)存儲和雙字節(jié)存儲和表示，第表示，第1個(gè)字個(gè)字節(jié)的最高位必節(jié)的最高位必為為“1”部分雙字節(jié)、部分雙字節(jié)、部分部分4字節(jié)表字節(jié)表示，雙字節(jié)表示，雙字節(jié)表示方案與示方案與GBK相同相同(1) UTF-8采用單字采用單字節(jié)可變長編碼節(jié)可變長編碼(2) UTF-16采用雙字采用雙字節(jié)可變長編碼節(jié)可變長編碼兼容性兼容性編碼編碼不兼容！不兼容！幾種漢字編碼的對比幾種漢字編碼的對比編碼保持向下兼容編碼保持向下兼容13第5章 數(shù)字媒體5.1.2. 文本準(zhǔn)備文本準(zhǔn)備 文稿如何輸入計(jì)算機(jī)文稿如何輸入計(jì)算機(jī) 14第5章 數(shù)字媒體文字符

11、號輸入計(jì)算機(jī)的方法文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法鍵盤輸入鍵盤輸入自動識別輸入自動識別輸入字符信息的輸入字符信息的輸入人工輸入人工輸入(1)數(shù)字編碼數(shù)字編碼, 如電報(bào)碼、區(qū)位碼等如電報(bào)碼、區(qū)位碼等, (2)字音編碼字音編碼, 如智能如智能ABC等等(3)字形編碼，如五筆字形和表形碼等字形編碼，如五筆字形和表形碼等, (4)形音編碼形音編碼發(fā)展趨勢：基于統(tǒng)計(jì)和學(xué)習(xí)功能的以詞語發(fā)展趨勢：基于統(tǒng)計(jì)和學(xué)習(xí)功能的以詞語(短語短語)或句子作為輸入單或句子作為輸入單位的輸入方法位的輸入方法15第5章 數(shù)字媒體文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法鍵盤輸入鍵盤輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入自動識別輸入自動識別

12、輸入字符信息的輸入字符信息的輸入人工輸入人工輸入優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：自然，流暢自然，流暢小型化，適合移動計(jì)算小型化，適合移動計(jì)算不足：不足：識別速度和正確性還需提高識別速度和正確性還需提高書寫要求還要降低書寫要求還要降低16第5章 數(shù)字媒體文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法鍵盤輸入鍵盤輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入語音輸入語音輸入自動識別輸入自動識別輸入字符信息的輸入字符信息的輸入人工輸入人工輸入優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：自然，方便，適合移動計(jì)算自然，方便，適合移動計(jì)算不足：不足：對說話人、說話方式、說話內(nèi)容的對說話人、說話方式、說話內(nèi)容的適應(yīng)能力要大適應(yīng)能力要大大增強(qiáng)大增強(qiáng)識別速度和正確性還需大大提高

13、識別速度和正確性還需大大提高17第5章 數(shù)字媒體文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法印刷體識別印刷體識別鍵盤輸入鍵盤輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入語音輸入語音輸入自動識別輸入自動識別輸入字符信息的輸入字符信息的輸入人工輸入人工輸入掃描儀掃描儀OCR數(shù)字?jǐn)?shù)字文本文本紙介質(zhì)紙介質(zhì)文本文本文本的文本的映象映象(image)識別率已達(dá)到識別率已達(dá)到98%功能功能: 簡、繁體字簡、繁體字混合識別混合識別 中文、西文混合識別中文、西文混合識別 文字、表格混合識別文字、表格混合識別 智能校對功能智能校對功能18第5章 數(shù)字媒體文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法文字符號輸入計(jì)算機(jī)的方法印刷體識別印刷體識別手寫

14、體識別手寫體識別鍵盤輸入鍵盤輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入語音輸入語音輸入自動識別輸入自動識別輸入字符信息的輸入字符信息的輸入人工輸入人工輸入 技術(shù)上非常困難，還無法實(shí)用技術(shù)上非常困難，還無法實(shí)用目前準(zhǔn)備先突破工整的楷書手寫體的識別目前準(zhǔn)備先突破工整的楷書手寫體的識別!19第5章 數(shù)字媒體5.1.3 文本的分類文本的分類20第5章 數(shù)字媒體簡單文本簡單文本(純文本純文本 ) 本本 書書 由由 南南 京京 大大 學(xué)學(xué) 出出 B1 BE CA E9 D3 C9 C4 CF BE A9 B4 F3 D1 A7 B3 F6 版版 社社 ( P u b l i s h i n g B0 E6 C9 E7

15、28 50 75 62 6C 69 73 68 69 6E 67 H o u s e o f N a n j i n 20 48 6F 75 73 65 20 6F 66 20 4E 61 6E 6A 69 6E g U n i v e r s i t y ) 出出 版版 67 20 55 6E 69 76 65 72 73 69 74 79 29 B3 F6 B0 E6 文文本本的的內(nèi)內(nèi)容容文文本本在在計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)中中的的表表示示 沒有字體、字號的變化，不能插入圖片、表格，也不能建立超沒有字體、字號的變化，不能插入圖片、表格，也不能建立超鏈接，其文件后綴名是鏈接，其文件后綴名是 .txt 由

16、一串用于表達(dá)正文內(nèi)容的字符編碼所組成，幾乎不包含任何由一串用于表達(dá)正文內(nèi)容的字符編碼所組成，幾乎不包含任何其他的格式信息和結(jié)構(gòu)信息其他的格式信息和結(jié)構(gòu)信息 舉例：舉例：21第5章 數(shù)字媒體豐富格式文本豐富格式文本本書由南京大學(xué)出版社本書由南京大學(xué)出版社(Publishing House of Nanjing University)(Publishing House of Nanjing University)出版出版 有字體字號等屬性變化、設(shè)置了段落和頁面排版格式的文本稱為有字體字號等屬性變化、設(shè)置了段落和頁面排版格式的文本稱為“豐富豐富格式文本格式文本” 豐富格式文本中，除了正文內(nèi)容之外，還

17、使用了許多豐富格式文本中，除了正文內(nèi)容之外，還使用了許多“標(biāo)記標(biāo)記”來描述字來描述字符的屬性和格式的設(shè)置。符的屬性和格式的設(shè)置。 舉例：下面標(biāo)題的格式為：中文用黑體，西文用舉例：下面標(biāo)題的格式為：中文用黑體，西文用Arial Black體，居中體，居中 使用使用HTML語言描述為：語言描述為： 本書由南京大學(xué)出版社本書由南京大學(xué)出版社(Publishing House of Nanjing University)出版出版用一對用一對指出的是標(biāo)記，如指出的是標(biāo)記，如 和和 等，用于說明排版的格式和文字等，用于說明排版的格式和文字屬性，它們不屬于正文內(nèi)容屬性，它們不屬于正文內(nèi)容正文內(nèi)容正文內(nèi)容22

18、第5章 數(shù)字媒體超文本超文本n若干文本或文本中的各個(gè)部分可按照其內(nèi)容的關(guān)系互相鏈若干文本或文本中的各個(gè)部分可按照其內(nèi)容的關(guān)系互相鏈接起來，從而形成接起來，從而形成 “超文本超文本”ABCDEFGHa1 a2b2c2 f1d1c1 b1e1g1h1a3“超鏈超鏈”實(shí)際上就是一實(shí)際上就是一個(gè)指針，用于指向其個(gè)指針，用于指向其他文本塊，也可以指他文本塊，也可以指向同一文本塊中的其向同一文本塊中的其他部分他部分 超鏈?zhǔn)怯邢虻模瘘c(diǎn)位置超鏈?zhǔn)怯邢虻?，起點(diǎn)位置稱為鏈源，它可以是文本稱為鏈源，它可以是文本塊中的一個(gè)標(biāo)題、一句句塊中的一個(gè)標(biāo)題、一句句子、一個(gè)關(guān)鍵詞、一幅畫、子、一個(gè)關(guān)鍵詞、一幅畫、一個(gè)圖標(biāo)等一

19、個(gè)圖標(biāo)等文本塊可以是一個(gè)文本塊可以是一個(gè)網(wǎng)頁，一個(gè)文檔，網(wǎng)頁，一個(gè)文檔，一段文字，也可以一段文字，也可以是一張圖片，甚至是一張圖片，甚至一段聲音或視頻一段聲音或視頻 23第5章 數(shù)字媒體小結(jié)：文本的分類小結(jié)：文本的分類文本文本類型類型 特點(diǎn)特點(diǎn) 在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示 文件文件擴(kuò)展名擴(kuò)展名 用途用途簡單簡單文本文本沒有字體、字號和版沒有字體、字號和版面格式的變化，文本面格式的變化，文本在頁面上逐行排列，在頁面上逐行排列，也不含圖片和表格也不含圖片和表格由一連串與正文內(nèi)容對應(yīng)由一連串與正文內(nèi)容對應(yīng)的字符的編碼所組成，幾的字符的編碼所組成，幾乎不包含任何其他的格式乎不包含任何其他的格式信

20、息和結(jié)構(gòu)信息信息和結(jié)構(gòu)信息.txt網(wǎng)上聊天網(wǎng)上聊天短信短信文字錄入文字錄入OCR輸入輸入豐富豐富格式格式文本文本(線性線性文本文本)有字體、字號、顏色有字體、字號、顏色等變化，文本在頁面等變化，文本在頁面上可以自由定位和布上可以自由定位和布局，還可插入圖片和局，還可插入圖片和表格表格除了與正文對應(yīng)的字符編除了與正文對應(yīng)的字符編碼之外，還使用某種碼之外，還使用某種“標(biāo)標(biāo)記語言記語言”所規(guī)定的一些標(biāo)所規(guī)定的一些標(biāo)記來說明該文本的文字屬記來說明該文本的文字屬性和排版格式等性和排版格式等.doc.rtf.htm.html.pdf公文公文論文論文書稿書稿網(wǎng)頁網(wǎng)頁豐富豐富格式格式文本文本(超文超文本本)除

21、上述特征外，文本除上述特征外，文本中還含有超鏈，使文中還含有超鏈，使文本呈現(xiàn)為一種網(wǎng)狀結(jié)本呈現(xiàn)為一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)同上，但還應(yīng)包含用于指同上，但還應(yīng)包含用于指出出“鏈源鏈源”和和“鏈宿鏈宿”的的標(biāo)記標(biāo)記.doc.rtf.htm.html.pdf.hlp同上，以同上，以及軟件的及軟件的聯(lián)機(jī)文檔聯(lián)機(jī)文檔(幫助文件幫助文件) 5.2 圖像與圖形圖像與圖形5.2.1 數(shù)字圖像的獲取數(shù)字圖像的獲取5.2.2 圖像的表示與壓縮編碼圖像的表示與壓縮編碼5.2.3 數(shù)字圖像處理與應(yīng)用數(shù)字圖像處理與應(yīng)用5.2.4 計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算機(jī)圖形25第5章 數(shù)字媒體5.2.1 數(shù)字圖像的獲取數(shù)字圖像的獲取26第5章 數(shù)字媒體圖

22、像的獲取過程圖像的獲取過程掃掃 描描模模擬擬圖圖像像取取 樣樣取取 樣樣取取 樣樣數(shù)數(shù)字字圖圖像像分分 色色量量 化化量量 化化量量 化化n從現(xiàn)實(shí)世界中獲得數(shù)字圖像的過程稱為圖像的從現(xiàn)實(shí)世界中獲得數(shù)字圖像的過程稱為圖像的“獲取獲取”n常用的圖像獲取設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、攝像機(jī)等常用的圖像獲取設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、攝像機(jī)等n圖像獲取過程：圖像獲取過程： 將畫面劃分為將畫面劃分為 M N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為個(gè)網(wǎng)格稱為 一一個(gè)取樣點(diǎn)個(gè)取樣點(diǎn) 將彩色圖像取樣將彩色圖像取樣點(diǎn)的顏色分解成點(diǎn)的顏色分解成R，G，B三個(gè)三個(gè)基色基色測量每個(gè)取樣點(diǎn)測量每個(gè)取樣點(diǎn)的每個(gè)分量（基的每個(gè)

23、分量（基色）的亮度值色）的亮度值對取樣點(diǎn)每個(gè)分對取樣點(diǎn)每個(gè)分量的亮度值進(jìn)行量的亮度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，使用轉(zhuǎn)換，使用數(shù)字整型量表示數(shù)字整型量表示 27第5章 數(shù)字媒體5.2.2 圖像的表示與壓縮編碼圖像的表示與壓縮編碼28第5章 數(shù)字媒體數(shù)字?jǐn)?shù)字(取樣取樣)圖像的組成圖像的組成n數(shù)字取樣圖像由數(shù)字取樣圖像由M(列列) N(行行)個(gè)取樣點(diǎn)組成個(gè)取樣點(diǎn)組成n取樣點(diǎn)是組成數(shù)字取樣圖像的基本單位，稱為取樣點(diǎn)是組成數(shù)字取樣圖像的基本單位，稱為“像素像素”n彩色圖像的像素通常由彩色圖像的像素通常由3個(gè)彩色分量組成個(gè)彩色分量組成n灰度圖像和黑白圖像的像素只包含灰度圖像和黑白圖像的像素只包含1個(gè)亮度分量個(gè)亮度分

24、量 Red分量分量Green分量分量Blue分量分量像素像素29第5章 數(shù)字媒體復(fù)習(xí)：黑白圖象的表示復(fù)習(xí)：黑白圖象的表示黑白圖像黑白圖像n黑白圖像的每個(gè)像素只有一個(gè)分量，且只用黑白圖像的每個(gè)像素只有一個(gè)分量，且只用1個(gè)二進(jìn)位表示，個(gè)二進(jìn)位表示，其取值僅其取值僅“0”(黑黑)和和“1”(白白)兩種兩種30第5章 數(shù)字媒體例例2：彩色圖象的表示：彩色圖象的表示藍(lán)藍(lán)色色分分量量綠綠色色分分量量紅紅色色分分量量n彩色圖像的每個(gè)像素有三個(gè)分量，分別表示三個(gè)基色的亮度，假設(shè)彩色圖像的每個(gè)像素有三個(gè)分量，分別表示三個(gè)基色的亮度，假設(shè)3個(gè)分量分別用個(gè)分量分別用n,m,k個(gè)二進(jìn)位表示，則可表示個(gè)二進(jìn)位表示，則可

25、表示2n+m+k種不同的顏色種不同的顏色31第5章 數(shù)字媒體數(shù)字?jǐn)?shù)字(取樣取樣)圖像的主要參數(shù)圖像的主要參數(shù)n圖像大小（圖像分辨率）：圖像大?。▓D像分辨率）：n用來表示組成該圖像的行列數(shù)目，亦即圖像所包含的像素?cái)?shù)目用來表示組成該圖像的行列數(shù)目，亦即圖像所包含的像素?cái)?shù)目n使用使用 水平分辨率水平分辨率x垂直分辨率垂直分辨率 表示表示n對圖像清晰度和在屏幕上顯示出來的大小有影響對圖像清晰度和在屏幕上顯示出來的大小有影響n顏色空間的類型，指彩色圖像所使用的顏色描述方法，如：顏色空間的類型，指彩色圖像所使用的顏色描述方法，如：nRGB(紅、綠、藍(lán)紅、綠、藍(lán))模型，顯示器使用模型，顯示器使用nCMYK(

26、青、品紅、黃、黑青、品紅、黃、黑)模型，彩色打印機(jī)使用模型，彩色打印機(jī)使用nHSB(色彩、飽和度、亮度色彩、飽和度、亮度)模型，用戶界面中使用模型，用戶界面中使用nYUV(亮度、色度亮度、色度)模型，彩色電視信號傳輸時(shí)使用模型，彩色電視信號傳輸時(shí)使用n像素深度，即像素的所有顏色分量的二進(jìn)位數(shù)目之和像素深度，即像素的所有顏色分量的二進(jìn)位數(shù)目之和圖像類型圖像類型像素的組成像素的組成像素深度像素深度(位數(shù)位數(shù))顏色空間顏色空間單色圖像單色圖像黑白圖像黑白圖像僅僅1個(gè)分量個(gè)分量1位位不使用不使用灰度圖像灰度圖像僅僅1個(gè)分量個(gè)分量212位位不使用不使用彩色圖像彩色圖像彩色圖像彩色圖像3個(gè)分量以上個(gè)分量以

27、上836位位RGB，CMY，YUV等等32第5章 數(shù)字媒體舉例：分辨率與圖像尺寸的關(guān)系舉例：分辨率與圖像尺寸的關(guān)系520 x376260 x188130 x94在顯示比例相同時(shí)，顯示在屏幕上的圖像尺寸與圖像分辨率成正比在顯示比例相同時(shí)，顯示在屏幕上的圖像尺寸與圖像分辨率成正比33第5章 數(shù)字媒體數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量n數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式（以字節(jié)為單位）：數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式（以字節(jié)為單位）： 數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)量=水平分辨率水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率像素深度像素深度8 n幾種常用格式的圖像的數(shù)據(jù)量：幾種常用格式的圖像的數(shù)據(jù)量： 圖像大小圖像大小8位位(256色色)16位位(65

28、536色色)24位位(真彩色真彩色)640480300 KB600 KB900 KB1024768768 KB1.5 MB2.25 MB128010241.25 MB2.5 MB3.75 MBn例：數(shù)字圖像傳輸時(shí)間的計(jì)算例：數(shù)字圖像傳輸時(shí)間的計(jì)算假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速率為假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速率為56 kb/s（電話上網(wǎng)），則傳輸一幅分辨（電話上網(wǎng)），則傳輸一幅分辨率為率為640480的的6.5萬種顏色的未壓縮圖像的萬種顏色的未壓縮圖像的最小時(shí)間最小時(shí)間為：為： (640 x480 x16)/56000 = 87.8秒秒34第5章 數(shù)字媒體數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)壓縮數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)壓縮n圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性：圖像數(shù)據(jù)壓

29、縮的必要性：n節(jié)省存儲數(shù)字圖像所需要的存儲器容量節(jié)省存儲數(shù)字圖像所需要的存儲器容量n提高圖像的傳輸速度，減少通信費(fèi)用提高圖像的傳輸速度，減少通信費(fèi)用 n圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性：圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性：n數(shù)字圖像中有大量的數(shù)據(jù)冗余數(shù)字圖像中有大量的數(shù)據(jù)冗余n人眼視覺有局限性，允許圖像有一些失真人眼視覺有局限性，允許圖像有一些失真n圖像數(shù)據(jù)壓縮的兩種類型：圖像數(shù)據(jù)壓縮的兩種類型：n無損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像沒有任何誤差無損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像沒有任何誤差n有損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像有一定的誤差有損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像有一定的誤差n壓縮編碼方法的評價(jià)壓

30、縮編碼方法的評價(jià)壓縮倍數(shù)的高低（壓縮比大小）壓縮倍數(shù)的高低（壓縮比大?。┲亟▓D像的質(zhì)量（有損壓縮時(shí)）重建圖像的質(zhì)量（有損壓縮時(shí)）壓縮算法的復(fù)雜程度壓縮算法的復(fù)雜程度35第5章 數(shù)字媒體數(shù)字?jǐn)?shù)字圖像的常用文件圖像的常用文件格式格式n不同的圖象文件格式采用了不同的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和不同的圖象文件格式采用了不同的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)組織方法，有不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)組織方法，有不同的應(yīng)用n常用的圖像文件格式有：常用的圖像文件格式有：名稱名稱壓縮編碼方法壓縮編碼方法性質(zhì)性質(zhì)典型應(yīng)用典型應(yīng)用開發(fā)公司開發(fā)公司(組織組織)BMPRLE(行程長度編行程長度編碼碼)無損無損Windows應(yīng)用程應(yīng)用程序序MicrosoftTI

31、FRLE,LZW(字典編字典編碼碼)無損無損桌面出版桌面出版Aldus，MicrosoftGIFLZW無損無損因特網(wǎng)因特網(wǎng)CompuServeJPEGDCT(離散余弦變離散余弦變換換)，Huffman編碼編碼大多數(shù)為大多數(shù)為有損有損因特網(wǎng)因特網(wǎng),數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)等等ISO/IECJP2小波變換，算術(shù)編小波變換，算術(shù)編碼碼無損無損/有有損損因特網(wǎng)因特網(wǎng),數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)等等ISO/IEC36第5章 數(shù)字媒體圖像文件圖像文件格式例格式例1：BMP格式格式nBMP圖像格式是圖像格式是Windows操作系統(tǒng)下使用的一種操作系統(tǒng)下使用的一種標(biāo)準(zhǔn)圖像格式標(biāo)準(zhǔn)圖像格式n支持單色、支持單色、16色、色、256

32、色、真彩色圖像色、真彩色圖像n一個(gè)文件一幅圖像，可以進(jìn)行無損壓縮，也可不壓一個(gè)文件一幅圖像，可以進(jìn)行無損壓縮，也可不壓縮縮n非壓縮的非壓縮的BMP文件是一種通用的圖像文件格式，幾文件是一種通用的圖像文件格式，幾乎所有乎所有Windows 應(yīng)用軟件都能支持應(yīng)用軟件都能支持37第5章 數(shù)字媒體圖像文件圖像文件格式例格式例2： GIF 圖像圖像n顏色數(shù)目不超過顏色數(shù)目不超過256色色 ，適合用作插圖、剪貼畫等色彩數(shù)要，適合用作插圖、剪貼畫等色彩數(shù)要求不高的場合，求不高的場合，文件特別小文件特別小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸nGIF圖像格式具有圖像格式具有累進(jìn)顯示累進(jìn)顯示功能，適合網(wǎng)絡(luò)瀏覽器觀看功能，

33、適合網(wǎng)絡(luò)瀏覽器觀看 nGIF圖像格式能支持圖像格式能支持透明背景透明背景（JPEG不支持）不支持）nGIF圖像格式能支持圖像格式能支持動畫動畫透透明明背背景景38第5章 數(shù)字媒體圖像文件圖像文件格式例格式例3：JPEG圖像圖像nJPEG是靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，采用是靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)的圖像文件擴(kuò)展名是標(biāo)準(zhǔn)的圖像文件擴(kuò)展名是 .jpgnJPEG特別適合各種連續(xù)色調(diào)的彩色或灰度圖像，特別適合各種連續(xù)色調(diào)的彩色或灰度圖像，在計(jì)算機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中已得到廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中已得到廣泛應(yīng)用 nJPEG的最新標(biāo)準(zhǔn)是的最新標(biāo)準(zhǔn)是JPEG2000（圖像文件擴(kuò)展名（圖

34、像文件擴(kuò)展名是是 .jp2 ），它采用更先進(jìn)的技術(shù)，可取得更好的效），它采用更先進(jìn)的技術(shù)，可取得更好的效果，目前在醫(yī)學(xué)圖像處理中使用果，目前在醫(yī)學(xué)圖像處理中使用39第5章 數(shù)字媒體5.2.4 計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算機(jī)圖形40第5章 數(shù)字媒體什么是計(jì)算機(jī)圖形什么是計(jì)算機(jī)圖形(graphics)n通過計(jì)算機(jī)和軟件對景物的結(jié)構(gòu)、形狀與外貌進(jìn)行描述通過計(jì)算機(jī)和軟件對景物的結(jié)構(gòu)、形狀與外貌進(jìn)行描述(稱稱為為“建模建?！?，然后根據(jù)該描述和選定的觀察位置及光線狀，然后根據(jù)該描述和選定的觀察位置及光線狀況，生成該景物的圖形況，生成該景物的圖形(稱為稱為“繪制繪制”或或“圖像合成圖像合成”)n計(jì)算機(jī)圖形也稱為計(jì)算機(jī)合

35、成圖像計(jì)算機(jī)圖形也稱為計(jì)算機(jī)合成圖像n計(jì)算機(jī)制作圖形的步驟如下：計(jì)算機(jī)制作圖形的步驟如下： 建模建模/造型造型(Modeling)景物的景物的模型模型(model)景物景物的視圖的視圖 繪繪 制制(Rendering)(Image Synthesis) 5.3 數(shù)字聲音及應(yīng)用數(shù)字聲音及應(yīng)用5.3.1 波形聲音的獲取與播放波形聲音的獲取與播放5.3.2 波形聲音的表示與應(yīng)用波形聲音的表示與應(yīng)用5.3.3 波形聲音的編輯波形聲音的編輯5.3.4 計(jì)算機(jī)合成聲音計(jì)算機(jī)合成聲音42第5章 數(shù)字媒體5.3.1 波形聲音的獲取與播放波形聲音的獲取與播放43第5章 數(shù)字媒體聲音的特性聲音的特性和類型和類型n

36、聲音由振動產(chǎn)生，通過空氣進(jìn)行傳播聲音由振動產(chǎn)生，通過空氣進(jìn)行傳播n聲音是一種波，它由許多不同頻率的聲音是一種波，它由許多不同頻率的諧波組成諧波組成n諧波的頻率范圍稱為聲音的諧波的頻率范圍稱為聲音的“帶寬帶寬”n計(jì)算機(jī)處理的聲音類型：計(jì)算機(jī)處理的聲音類型：n話音或語音話音或語音(speech)，專指人的說話聲音，帶寬僅為，專指人的說話聲音，帶寬僅為3003400Hzn全頻帶聲音全頻帶聲音(如音樂聲、風(fēng)雨聲、汽車聲等如音樂聲、風(fēng)雨聲、汽車聲等)，其帶寬可達(dá)到，其帶寬可達(dá)到20Hz20kHz n人耳可聽到的聲音統(tǒng)稱人耳可聽到的聲音統(tǒng)稱“可聽聲可聽聲”(audio) ，20Hz20kHz44第5章 數(shù)

37、字媒體數(shù)字波形聲音的獲取數(shù)字波形聲音的獲取步驟：步驟：2. 量化（量化（quantization，模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換 )3. 編碼編碼（encoding）1. 取樣（取樣（sampling）取取 樣樣模擬聲音信號模擬聲音信號取樣的目的是把時(shí)間上連取樣的目的是把時(shí)間上連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的信號散的信號量量 化化量化是把每個(gè)樣本從模擬量化是把每個(gè)樣本從模擬量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量(8位或位或16位整數(shù)表示位整數(shù)表示)數(shù)字?jǐn)?shù)字聲音聲音01100011001編編 碼碼將所有樣本的二進(jìn)制將所有樣本的二進(jìn)制代碼組織在一起，并代碼組織在一起，并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮45

38、第5章 數(shù)字媒體數(shù)字波形聲音的獲取設(shè)備數(shù)字波形聲音的獲取設(shè)備n聲音的聯(lián)機(jī)獲取設(shè)備聲音的聯(lián)機(jī)獲取設(shè)備(聲卡聲卡)聲波轉(zhuǎn)換聲波轉(zhuǎn)換為電信號為電信號n聲音的脫機(jī)獲取設(shè)備：數(shù)碼錄音筆聲音的脫機(jī)獲取設(shè)備：數(shù)碼錄音筆麥克風(fēng)麥克風(fēng)（microphone）聲音卡聲音卡（sound card）模擬聲音模擬聲音數(shù)字聲音數(shù)字聲音取樣、量取樣、量化和編碼化和編碼46第5章 數(shù)字媒體聲音的重建與播放聲音的重建與播放n計(jì)算機(jī)輸出聲音分為兩步：計(jì)算機(jī)輸出聲音分為兩步：1 聲音的重建：把聲音從數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成模擬信號形式，由聲聲音的重建：把聲音從數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成模擬信號形式，由聲卡完成卡完成2 聲音播放：將模擬聲音信號經(jīng)處理和放

39、大后送到音箱聲音播放：將模擬聲音信號經(jīng)處理和放大后送到音箱(揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器)n關(guān)于音箱：關(guān)于音箱：n普通音箱普通音箱接收的是重建的模擬聲音信號接收的是重建的模擬聲音信號n數(shù)字音箱數(shù)字音箱直接接收數(shù)字聲音信號，失真更小直接接收數(shù)字聲音信號，失真更小 數(shù)字?jǐn)?shù)字聲音聲音011010011101插插 值值數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換解解 碼碼把壓縮編碼的數(shù)字把壓縮編碼的數(shù)字聲音恢復(fù)為壓縮編聲音恢復(fù)為壓縮編碼前的狀態(tài)碼前的狀態(tài)把聲音樣本從把聲音樣本從數(shù)字量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量模擬量把時(shí)間上離散的一組把時(shí)間上離散的一組樣本轉(zhuǎn)換成在時(shí)間上樣本轉(zhuǎn)換成在時(shí)間上連續(xù)的模擬聲音信號連續(xù)的模擬聲音信號重建的模擬重建的模擬 聲音

40、信號聲音信號47第5章 數(shù)字媒體聲卡的功能與邏輯組成聲卡的功能與邏輯組成波形聲音的獲取與編碼波形聲音的獲取與編碼波形聲音的重建與播放波形聲音的重建與播放MIDI消息的輸入消息的輸入MIDI音樂的合成音樂的合成DSPDMA接口接口PC總線總線取樣，量化取樣，量化D/A重建，濾波重建，濾波聲音輸出聲音輸出聲音輸入聲音輸入音樂合成器音樂合成器mixerMIDI接口接口聲卡的主要功能聲卡的主要功能48第5章 數(shù)字媒體5.3.2 波形聲音的波形聲音的 表示與應(yīng)用表示與應(yīng)用49第5章 數(shù)字媒體數(shù)字波形聲音的表示及其參數(shù)數(shù)字波形聲音的表示及其參數(shù)n數(shù)字波形聲音是使用二進(jìn)位表示的一種串行比特流，其數(shù)數(shù)字波形聲

41、音是使用二進(jìn)位表示的一種串行比特流，其數(shù)據(jù)按時(shí)間順序進(jìn)行組織，文件擴(kuò)展名為據(jù)按時(shí)間順序進(jìn)行組織，文件擴(kuò)展名為“.wav”n數(shù)字波形聲音的主要參數(shù)有：數(shù)字波形聲音的主要參數(shù)有：n取樣頻率：取樣頻率：n語音的取樣頻率低，一般為語音的取樣頻率低，一般為8k 16k Hzn全頻帶聲音全頻帶聲音(如音樂如音樂)取樣頻率高，一般為取樣頻率高，一般為44.1k 48k Hzn量化位數(shù)：通常為量化位數(shù)：通常為8位、位、12位或位或16位位n聲道數(shù)目：單聲道為聲道數(shù)目：單聲道為1，雙聲道為，雙聲道為2n碼率碼率(比特率比特率)，每秒鐘的數(shù)據(jù)量，每秒鐘的數(shù)據(jù)量50第5章 數(shù)字媒體數(shù)字波形聲音碼率的計(jì)算數(shù)字波形聲音

42、碼率的計(jì)算n未壓縮時(shí)數(shù)字波形聲音的碼率計(jì)算公式未壓縮時(shí)數(shù)字波形聲音的碼率計(jì)算公式 碼率碼率 = 取樣頻率取樣頻率 量化位數(shù)量化位數(shù) 聲道數(shù)聲道數(shù) n例：例：聲音類型聲音類型聲音信號帶寬聲音信號帶寬(Hz)取樣頻率取樣頻率(kHz)量化位數(shù)量化位數(shù)(bits)聲道聲道數(shù)數(shù)未壓縮時(shí)的未壓縮時(shí)的碼率碼率數(shù)字語音數(shù)字語音3003 40088164 kb/sCD立體立體聲聲2020 00044.11621411.2(kb/s)n壓縮編碼之后數(shù)字波形聲音的碼率為：壓縮編碼之后數(shù)字波形聲音的碼率為： 壓縮后的碼率壓縮后的碼率 = 未壓縮時(shí)的碼率未壓縮時(shí)的碼率/ /壓縮倍數(shù)壓縮倍數(shù) n例：上面例：上面CD唱片

43、的立體聲音樂壓縮為唱片的立體聲音樂壓縮為MP3后，若壓縮倍數(shù)后，若壓縮倍數(shù)是是12倍，則該倍，則該MP3音樂的碼率是：音樂的碼率是：118 kb/s左右左右51第5章 數(shù)字媒體數(shù)字波形聲音的數(shù)據(jù)壓縮數(shù)字波形聲音的數(shù)據(jù)壓縮n數(shù)據(jù)壓縮的必要性：數(shù)據(jù)壓縮的必要性：n為了降低存儲成本和提高在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸效率為了降低存儲成本和提高在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸效率n數(shù)據(jù)壓縮的可能性：數(shù)據(jù)壓縮的可能性：n聲音中包含有大量冗余信息；聲音中包含有大量冗余信息；n人耳靈敏度有限，允許有一定失真而不易察覺人耳靈敏度有限，允許有一定失真而不易察覺n數(shù)字波形聲音壓縮編碼的方法：數(shù)字波形聲音壓縮編碼的方法：n全頻帶聲音：國際標(biāo)準(zhǔn)全頻帶

44、聲音：國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Dolby AC-3 n數(shù)字語音：固定電話使用數(shù)字語音：固定電話使用ADPCM編碼編碼 手機(jī)使用高效率的混合編碼技術(shù)手機(jī)使用高效率的混合編碼技術(shù)所謂所謂“MP3音樂音樂”，它是一種采用，它是一種采用MPEG-1層層3編碼的高編碼的高質(zhì)量數(shù)字聲音質(zhì)量數(shù)字聲音, 壓縮比大約壓縮比大約1012倍，使一張普通倍，使一張普通CD光盤光盤上可以存儲大約上可以存儲大約100首首MP3歌曲，可連續(xù)播放歌曲，可連續(xù)播放10小時(shí)。小時(shí)。 52第5章 數(shù)字媒體選講：選講： MP3播放器的結(jié)構(gòu)與原理播放器的結(jié)構(gòu)與原理程序程序存儲器存儲器閃爍閃爍存儲器存儲器液晶顯示液晶顯示D/

45、A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換嵌入式處理器嵌入式處理器及及DSP聲音輸出聲音輸出控制按鍵控制按鍵USB接口接口嵌入式處理器用于運(yùn)行控制程序，控制各個(gè)部件嵌入式處理器用于運(yùn)行控制程序，控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作：它接收控制按鍵的操作命令，從閃爍協(xié)調(diào)工作：它接收控制按鍵的操作命令，從閃爍存儲器讀取存儲器讀取MP3音樂數(shù)據(jù)送到音樂數(shù)據(jù)送到DSP去解碼；顯示去解碼；顯示播放器的工作狀態(tài)；負(fù)責(zé)與主機(jī)連接并交換數(shù)據(jù)播放器的工作狀態(tài)；負(fù)責(zé)與主機(jī)連接并交換數(shù)據(jù)等等等等數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器DSP完成完成MP3數(shù)據(jù)流的解碼操作，并數(shù)據(jù)流的解碼操作，并輸出波形格式的數(shù)字音頻信輸出波形格式的數(shù)字音頻信號，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大號，經(jīng)數(shù)模

46、轉(zhuǎn)換和功率放大之后，用戶即可聽到聲音之后，用戶即可聽到聲音 存放存放MP3音樂數(shù)音樂數(shù)據(jù)，容量越大，據(jù)，容量越大，可存放的歌曲數(shù)可存放的歌曲數(shù)目就越多目就越多 固定存放固定存放MP3播放器的控制播放器的控制程序程序顯示顯示MP3播放器的播放器的工作狀態(tài)工作狀態(tài)和歌曲的和歌曲的歌詞歌詞53第5章 數(shù)字媒體波形聲音的文件類型及其應(yīng)用波形聲音的文件類型及其應(yīng)用 文件類型文件類型開發(fā)者開發(fā)者編碼類編碼類型型效果效果主要應(yīng)用主要應(yīng)用WAV微軟公司微軟公司未壓縮未壓縮聲音達(dá)到聲音達(dá)到CD品質(zhì)品質(zhì)支持多種采樣頻率和量支持多種采樣頻率和量化位數(shù)，獲得廣泛支持化位數(shù)，獲得廣泛支持FLACXiph.Org基金會基

47、金會無損壓縮無損壓縮壓縮比為壓縮比為2:1左右左右高品質(zhì)數(shù)字音樂高品質(zhì)數(shù)字音樂APEMatthew T. Ashland無損壓縮無損壓縮壓縮比為壓縮比為2:1左右左右高品質(zhì)數(shù)字音樂高品質(zhì)數(shù)字音樂M4A蘋果公司蘋果公司無損壓縮無損壓縮壓縮比為壓縮比為2:1左右左右QuickTime, iTunes, iPod，Real PlayerMP3ISO有損壓縮有損壓縮MPEG-1 audio層層3壓縮比為壓縮比為8:112:1因特網(wǎng)，因特網(wǎng)，MP3音樂音樂WMA微軟公司微軟公司有損壓縮有損壓縮壓縮比高于壓縮比高于MP3使用數(shù)字版權(quán)保護(hù)使用數(shù)字版權(quán)保護(hù)因特網(wǎng)，音樂因特網(wǎng)，音樂AC3、AAC美國美國Dolb

48、y公司公司有損壓縮有損壓縮壓縮比可調(diào)，支持壓縮比可調(diào)，支持5.1、7.1聲道聲道DVD, 數(shù)字電視，家庭數(shù)字電視，家庭影院等影院等54第5章 數(shù)字媒體什么是流媒體？什么是流媒體？n在因特網(wǎng)上收聽在因特網(wǎng)上收聽(看看)音音(視視)頻節(jié)目的頻節(jié)目的2種方式：種方式：i下載存儲方式：先下載存儲在計(jì)算機(jī)中，下載完畢后再播放（缺點(diǎn)：下載存儲方式：先下載存儲在計(jì)算機(jī)中，下載完畢后再播放（缺點(diǎn)：需要等待很長時(shí)間，并需要較大的存儲容量）需要等待很長時(shí)間，并需要較大的存儲容量）i流式傳輸方式：邊下載、邊播放（優(yōu)點(diǎn)：只需要下載一部分?jǐn)?shù)據(jù)之流式傳輸方式：邊下載、邊播放（優(yōu)點(diǎn)：只需要下載一部分?jǐn)?shù)據(jù)之后后, 就可以開始

49、一邊播放一邊下載，等待時(shí)間短、存儲需求小）就可以開始一邊播放一邊下載，等待時(shí)間短、存儲需求?。﹏流媒體流媒體就是一種允許在網(wǎng)絡(luò)上讓用戶一邊下載一邊收看就是一種允許在網(wǎng)絡(luò)上讓用戶一邊下載一邊收看(聽聽)音視頻媒體的音視頻媒體的媒體分發(fā)媒體分發(fā)(delivery)技術(shù)技術(shù)n目前流行的主要有目前流行的主要有3個(gè)公司的流媒體技術(shù)：個(gè)公司的流媒體技術(shù)：1.Real Networks公司的公司的 Real Media （RealAudio和和RealVideo）2.微軟公司的微軟公司的 Windows Media Services (WMA、WMV和和ASF)3.蘋果公司的蘋果公司的 Quick Time

50、55第5章 數(shù)字媒體選講：選講： 流媒體是如何工作的？流媒體是如何工作的？流媒體流媒體播放軟件播放軟件 Web服務(wù)器服務(wù)器Web 瀏覽器瀏覽器流媒體流媒體專用服務(wù)器專用服務(wù)器 音頻音頻(視頻視頻)流媒體文件流媒體文件 網(wǎng)網(wǎng) 頁頁 （客戶計(jì)算機(jī)）（客戶計(jì)算機(jī)）http協(xié)議3 點(diǎn)擊點(diǎn)擊流媒體流媒體節(jié)目，節(jié)目，啟動流啟動流媒體播媒體播放程序放程序RTSP/TCPRTP/UDP6 播放器播放器可以邊播可以邊播放邊接收放邊接收數(shù)據(jù)，并數(shù)據(jù)，并可以控制可以控制播放、暫播放、暫停、快進(jìn)停、快進(jìn)、快倒等、快倒等5 將音將音(視視)頻頻節(jié)目傳輸給客節(jié)目傳輸給客戶計(jì)算機(jī)戶計(jì)算機(jī)RTCP/UDPHTML網(wǎng)頁1 請求

51、網(wǎng)頁請求網(wǎng)頁2 服務(wù)器送回網(wǎng)頁服務(wù)器送回網(wǎng)頁4 向流媒體服向流媒體服務(wù)器發(fā)出請求務(wù)器發(fā)出請求56第5章 數(shù)字媒體5.3.3 波形聲音的編輯波形聲音的編輯57第5章 數(shù)字媒體波形聲音編輯軟件的功能波形聲音編輯軟件的功能主要功能：主要功能：1 編輯聲音：如聲音剪編輯聲音：如聲音剪輯、復(fù)制、調(diào)節(jié)音量輯、復(fù)制、調(diào)節(jié)音量2 聲音的效果處理：如聲音的效果處理：如混響、回聲、淡入、混響、回聲、淡入、淡出等淡出等3 錄音錄音4 聲音的格式轉(zhuǎn)換聲音的格式轉(zhuǎn)換5 播放聲音播放聲音數(shù)字聲音數(shù)字聲音的參數(shù)的參數(shù)左聲道左聲道信號波形信號波形右聲道右聲道信號波形信號波形淡入淡入淡出淡出時(shí)間刻度時(shí)間刻度播放標(biāo)尺播放標(biāo)尺聲音

52、編輯軟件的聲音編輯軟件的典型用戶界面典型用戶界面58第5章 數(shù)字媒體5.3.4 計(jì)算機(jī)合成聲音計(jì)算機(jī)合成聲音59第5章 數(shù)字媒體什么是計(jì)算機(jī)合成聲音？什么是計(jì)算機(jī)合成聲音？n計(jì)算機(jī)合成聲音就是計(jì)算機(jī)模仿人說話或演奏音樂計(jì)算機(jī)合成聲音就是計(jì)算機(jī)模仿人說話或演奏音樂n計(jì)算機(jī)合成聲音有兩類：計(jì)算機(jī)合成聲音有兩類：n計(jì)算機(jī)合成話音（語音）：計(jì)算機(jī)合成話音（語音）：n計(jì)算機(jī)模仿人把一段文字朗讀出來，即把文字轉(zhuǎn)換為說話聲計(jì)算機(jī)模仿人把一段文字朗讀出來，即把文字轉(zhuǎn)換為說話聲音（簡稱為音（簡稱為 TTS）n應(yīng)用：有聲查詢、文稿校對、語言學(xué)習(xí)、語音秘書、自動報(bào)應(yīng)用：有聲查詢、文稿校對、語言學(xué)習(xí)、語音秘書、自動報(bào)

53、警、殘疾人服務(wù)等警、殘疾人服務(wù)等n計(jì)算機(jī)合成音樂：計(jì)算機(jī)合成音樂：n計(jì)算機(jī)模擬各種樂器發(fā)聲并按照樂譜演奏音樂計(jì)算機(jī)模擬各種樂器發(fā)聲并按照樂譜演奏音樂n應(yīng)用：計(jì)算機(jī)作曲、配器等應(yīng)用：計(jì)算機(jī)作曲、配器等60第5章 數(shù)字媒體例：計(jì)算機(jī)合成的語音例：計(jì)算機(jī)合成的語音nHello，everybody （1）n你好，我是貝爾實(shí)驗(yàn)室的中文語音合成系統(tǒng)你好，我是貝爾實(shí)驗(yàn)室的中文語音合成系統(tǒng)（BellTTS1）n南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系2002年招收了年招收了202名本科生，名本科生，22名博士生，名博士生，130多名碩士生。多名碩士生。（中科大訊飛公司）（中科大訊飛公司） （Bell）n安徽中科大訊飛

54、信息科技有限公司是專門從事中文語音及語安徽中科大訊飛信息科技有限公司是專門從事中文語音及語言技術(shù)軟件言技術(shù)軟件 （訊飛）（訊飛）n我們都是同行，我們一路同行，去參加人參培植研討會我們都是同行，我們一路同行，去參加人參培植研討會 （訊飛）（訊飛） （Bell）需要進(jìn)一步提高之處：發(fā)音和斷句要正確，提高自然度，豐富表現(xiàn)力需要進(jìn)一步提高之處：發(fā)音和斷句要正確，提高自然度，豐富表現(xiàn)力61第5章 數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)合成音樂（計(jì)算機(jī)合成音樂（MIDI）音樂音樂合成器合成器音樂音樂MIDI文件文件媒體媒體播放器播放器MIDI消息消息n計(jì)算機(jī)合成音樂需要三個(gè)要素：樂器、樂譜和計(jì)算機(jī)合成音樂需要三個(gè)要素：樂器、樂譜

55、和“演奏員演奏員” 聲卡上的音樂合成聲卡上的音樂合成器能像電子琴一樣器能像電子琴一樣模仿幾十種不同的模仿幾十種不同的樂器發(fā)出聲音，它樂器發(fā)出聲音，它按照按照MIDI消息合成消息合成出不同音色和音調(diào)出不同音色和音調(diào)的音符，通過揚(yáng)聲的音符，通過揚(yáng)聲器播放出音樂來器播放出音樂來 樂譜在計(jì)算機(jī)中使用樂譜在計(jì)算機(jī)中使用一種叫做一種叫做MIDI的音樂的音樂描述語言來表示。使描述語言來表示。使用用MIDI描述的音樂稱描述的音樂稱為為MIDI音樂。一首樂音樂。一首樂曲對應(yīng)一個(gè)曲對應(yīng)一個(gè)MIDI文件，文件，其文件擴(kuò)展名其文件擴(kuò)展名為為 .MID或或 .MIDI媒體播放器軟件相當(dāng)媒體播放器軟件相當(dāng)于于“演奏員演奏

56、員”。播放。播放MIDI音樂時(shí)，它先從音樂時(shí)，它先從磁盤上讀入磁盤上讀入.MID文件，文件，解釋其內(nèi)容，然后以解釋其內(nèi)容，然后以MIDI消息的形式向聲消息的形式向聲卡上的音樂合成器發(fā)卡上的音樂合成器發(fā)出各種指令出各種指令62第5章 數(shù)字媒體選講：選講： 音樂合成器音樂合成器nPC機(jī)聲卡一般都帶有機(jī)聲卡一般都帶有MIDI音源（音樂合成器）音源（音樂合成器）nMIDI音源有兩種：音源有兩種：n調(diào)頻合成器調(diào)頻合成器（一種受控的電子振蕩器）。音色單調(diào)，效果較差，（一種受控的電子振蕩器）。音色單調(diào)，效果較差，已很少使用已很少使用n波表合成器波表合成器。音色豐富，效果很好，可擴(kuò)展，現(xiàn)廣泛使用。音色豐富，效

57、果很好，可擴(kuò)展，現(xiàn)廣泛使用 n波表合成器的原理波表合成器的原理n預(yù)先將真實(shí)樂器演奏的各個(gè)音符的波形數(shù)字化，把它們組織成預(yù)先將真實(shí)樂器演奏的各個(gè)音符的波形數(shù)字化，把它們組織成一個(gè)個(gè)波表文件存放在存儲器中一個(gè)個(gè)波表文件存放在存儲器中n播放時(shí)合成器軟件根據(jù)樂器類型和音符參數(shù)等將相應(yīng)的波形數(shù)播放時(shí)合成器軟件根據(jù)樂器類型和音符參數(shù)等將相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)修飾成所要求的音強(qiáng)和時(shí)長，然后合成、加工后播放據(jù)修飾成所要求的音強(qiáng)和時(shí)長，然后合成、加工后播放低通濾波低通濾波采樣、量化采樣、量化加工處理加工處理樂器樂器演奏演奏波表波表文件文件錄音錄音63第5章 數(shù)字媒體例：計(jì)算機(jī)合成的例：計(jì)算機(jī)合成的MIDI音樂音樂n例例

58、1 音樂之聲音樂之聲（6KB） n例例2 軍港之夜軍港之夜（7KB）nMIDI的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：n數(shù)據(jù)量極小（比數(shù)據(jù)量極?。ū菴D立體聲少立體聲少3個(gè)數(shù)量級，比個(gè)數(shù)量級，比MP3少少3個(gè)數(shù)量級）個(gè)數(shù)量級）n易于制作和編輯修改易于制作和編輯修改n可以與波形聲音同時(shí)播放可以與波形聲音同時(shí)播放nMIDI的不足：的不足：n只能合成音樂，不能合成歌曲和語言只能合成音樂，不能合成歌曲和語言n音質(zhì)與硬件設(shè)備相關(guān)音質(zhì)與硬件設(shè)備相關(guān)5.4 數(shù)字視頻及應(yīng)用數(shù)字視頻及應(yīng)用5.4.1 數(shù)字視頻基礎(chǔ)數(shù)字視頻基礎(chǔ)5.4.2 數(shù)字視頻的壓縮編碼數(shù)字視頻的壓縮編碼5.4.3 數(shù)字視頻的編輯數(shù)字視頻的編輯5.4.4 合成視頻合成

59、視頻計(jì)算機(jī)動畫計(jì)算機(jī)動畫5.4.5 數(shù)字視頻的應(yīng)用數(shù)字視頻的應(yīng)用 65第5章 數(shù)字媒體5.4.1 數(shù)字視頻基礎(chǔ)數(shù)字視頻基礎(chǔ)66第5章 數(shù)字媒體彩色電視信號的發(fā)送與接收彩色電視信號的發(fā)送與接收n彩色電視信號的發(fā)送與接收：彩色電視信號的發(fā)送與接收：PAL制彩色電視信號的顏制彩色電視信號的顏色不使用色不使用RGB表示，而表示，而是使用亮度信號是使用亮度信號Y和兩個(gè)和兩個(gè)色度信號色度信號U、V來表示來表示 為進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳為進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸必須進(jìn)行調(diào)制輸必須進(jìn)行調(diào)制 RGBRGBYUV 復(fù)合復(fù)合 調(diào)制調(diào)制攝像機(jī)攝像機(jī) 話筒話筒發(fā)射發(fā)射天線天線RGBYUV分路分路解調(diào)解調(diào)接收接收天線天線RGB將將Y、U、V

60、信號信號轉(zhuǎn)換成為轉(zhuǎn)換成為R、G、B 信號，然后再信號，然后再進(jìn)行顯示進(jìn)行顯示n使用使用Y、U，V彩色空間的原因：彩色空間的原因：與黑白電視保持兼容與黑白電視保持兼容利用人的視覺特性來節(jié)省電視信號的帶寬和發(fā)射功率利用人的視覺特性來節(jié)省電視信號的帶寬和發(fā)射功率67第5章 數(shù)字媒體數(shù)字視頻信號的獲取數(shù)字視頻信號的獲取 視頻信號的數(shù)字化過程視頻信號的數(shù)字化過程: 與圖像、聲音的數(shù)字化過程相仿，但更復(fù)雜一些與圖像、聲音的數(shù)字化過程相仿，但更復(fù)雜一些(8-10 bits)濾波取樣量化編碼數(shù)字?jǐn)?shù)字視頻視頻信息信息模擬模擬視頻視頻信號信號VUYUVY 數(shù)字視頻的獲取設(shè)備：數(shù)字視頻的獲取設(shè)備： 視頻采集卡視頻采