多媒體信息編碼課件

1、多媒體信息編碼第1頁，共36頁。編碼用預(yù)先規(guī)定的方法將文字、數(shù)字或其他對象編成數(shù)碼計(jì)算機(jī)中的所有信息都采用 “ 二進(jìn)制 ” 來表示.第2頁，共36頁。 0 1 0 0 0 0 0 1計(jì)算機(jī)中信息的存儲單位位（比特，bit），存儲信息的最小單位0 1 0 0 0 0 0 18個位組成一個字節(jié)（Byte，縮寫為B），字節(jié)是存儲信息的基本單位存儲單位換算1字節(jié)（B）8位（bit）1KB1024B 1MB1024KB1GB1024MB 1TB1024GB 第3頁，共36頁。ASCII英文數(shù)字等國際通用字符的編碼: ASCII碼(美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)ASCII碼采用7個二進(jìn)制位來編碼,在計(jì)算機(jī)中存儲時占

2、一個字節(jié)（Byte），字節(jié)的最左位用“0”填充第4頁，共36頁。第5頁，共36頁。進(jìn)制組成的數(shù)字特點(diǎn)十進(jìn)制0，1，2，3，4，5，6，7，8，9逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十二進(jìn)制計(jì)算機(jī)中信息的表示二進(jìn)制編碼0，1逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二第6頁，共36頁。各種進(jìn)制進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制標(biāo)識BDH例如： 1011B、 1011、 1011H。（1011）2 、 1011、 （1011）16十六進(jìn)制的數(shù)字有：09，A, B, C, D, E, F第7頁，共36頁。對于任意一個二進(jìn)制數(shù)a na n-1a2a1，可以表示為一般式： an * 2n-1 + an-1 * 2n-2 + + a2 * 21 + a1 *

3、20二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)例： （11010）2？題： (1101) 2 =(?)10 第8頁，共36頁。十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)方法: 除以2倒取余法14=?B14272余數(shù)320112101所以：14=1110B第9頁，共36頁。十進(jìn)制與其他進(jìn)制的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：短除法：除以2倒取余數(shù)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：短除法：除以16倒取余數(shù)二進(jìn)制數(shù)a na n-1a2a1轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制：an * 2n-1 + an-1 * 2n-2 + + a2 * 21 + a1 * 20十六進(jìn)制數(shù)a na n-1a2a1轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制：an * 16n-1 + an-1 * 16n-2 + + a2 * 1

4、61 + a1 * 160第10頁，共36頁。二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制從右邊開始每4位為一組劃分，并將每組的4位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為1位十六進(jìn)制數(shù)字。例： （110110110）2（？）166B1所以：110110110B1B6H第11頁，共36頁。十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制每1位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成4位二進(jìn)制數(shù)，不足四位的用0填充高位以足4位。如：1A2H =？B1A2H =110100010B第12頁，共36頁。漢字編碼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B交換碼輸入碼（外碼）譯碼處理碼（機(jī)內(nèi)碼）字形碼漢字顯示OS的漢字服務(wù)程序計(jì)算機(jī)系統(tǒng)A第13頁，共36頁。漢字編碼輸入碼（外碼）向計(jì)算機(jī)輸入漢字的兩種方法: (1)自動識別方式：語

5、音識別和文字識別 (2)將漢字編碼(外碼)輸入音碼：搜狗輸入、紫光輸入、智能輸入等。形碼：五筆、鄭碼等。音形碼：形音碼：第14頁，共36頁。漢字編碼處理碼（機(jī)內(nèi)碼）處理碼:計(jì)算機(jī)內(nèi)部用于信息處理的漢字代碼,也稱漢字機(jī)內(nèi)碼.常用簡體漢字采用GB2312碼編碼，一個GB2312碼占兩個字節(jié)同一個漢字可以有多種輸入碼（外碼），但它的處理碼（內(nèi)碼）是唯一的。第15頁，共36頁。圖片的數(shù)字化位圖： 由像素組成。放大后會模糊失真，占用空間大。矢量圖： 由圖元組成，通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算獲得的，放大后不會失真，占用空間小。第16頁，共36頁。矢量圖位圖文件類型Cdr,wmfBmp,jpg,gif,png,psd優(yōu)

6、點(diǎn)不會失真文件較小可真實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)缺點(diǎn)都是計(jì)算機(jī)繪制的圖形會失真文件較大位圖與矢量圖第17頁，共36頁。bmp位圖存儲量計(jì)算公式：總像素*每個像素需要的位數(shù)/8 (B)第18頁，共36頁。bmp位圖大小的相關(guān)因素色彩位數(shù)相同時，像素總數(shù)越高，bmp位圖圖像所需的存儲空間越大。像素總數(shù)相同時，色彩位數(shù)越多，bmp位圖圖像所需的存儲空間越大。第19頁，共36頁。bmp位圖圖像大小的計(jì)算題1：一幅200 * 100像素的黑白位圖的圖像大小是多少? 題2：一幅400 * 300像素的256色位圖的圖像大小是多少? 題3：一幅400 * 300像素的16位色圖的圖像大小是多少? 200*100*1/8B

7、400*300*8/8B400*300*16/8B第20頁，共36頁。視頻的數(shù)字化表示第21頁，共36頁。視頻的數(shù)字表示視頻是由一幅幅的靜止圖像組成的。一幅圖像就叫作一幀，因此視頻就是由一幀幀靜止的圖像組成。視頻每秒顯示的幀數(shù)因制式而異：中國使用的PAL制：25幀/秒歐美使用的NTSC制：30幀/秒視頻存儲容量計(jì)算公式： 總的幀數(shù)一幀的存儲量一幀的總像素*每個像素所需的位數(shù) /8(單位:B)幀頻*時間第22頁，共36頁。視頻的大小計(jì)算例：一段40秒的600*400像素的16色的視頻存儲空間為多少？（視頻采用的是NTSC制）總的幀數(shù)：40*30一幀的存儲量：600*400*4/8 B視頻的存儲量

8、：40*30*600*400*4/8 B =137.33MB第23頁，共36頁。數(shù)字化音頻的過程如下圖所示。(a) 模擬音頻信號(b) 音頻信號的采樣(c) 采樣信號的量化聲音的數(shù)字化第24頁，共36頁。聲音的數(shù)字化通過“采樣”和“量化”實(shí)現(xiàn)波形聲音模擬量的數(shù)字化。采樣頻率：每秒所采樣的次數(shù)，單位為HZ(赫茲)。量化位數(shù)：每個采樣點(diǎn)所需的二進(jìn)制位數(shù)。第25頁，共36頁。聲音的數(shù)字化采樣率和聲音質(zhì)量有關(guān)，越高聲音的還原就越真實(shí)越自然 8,000 Hz - 電話所用采樣率, 對于人的說話已經(jīng)足夠 22.05 KHz - FM廣播的聲音品質(zhì) 44.1KHz - 是理論上的CD音質(zhì)界限 48KHz -

9、 人耳的極限 第26頁，共36頁。聲音的數(shù)字化Wav聲音文件的大小和采樣頻率、量化位數(shù)有關(guān)：采樣頻率越高，聲音越真實(shí)，存儲量也越大量化位數(shù)越大，聲音越真實(shí)，存儲量也越大常識：CD的采樣頻率為44.1KHz。Wav聲音文件存儲量的計(jì)算方法： 采樣頻率時間量化位數(shù)聲道數(shù)第27頁，共36頁。在GoldWave軟件中錄制了一段10分鐘的Wave格式音頻，狀態(tài)信息如圖所示：請計(jì)算該音頻的存儲容量。方法一：10*60*44100*16*2/8 B方法二：1411*10*60/8 KB第28頁，共36頁。Wav聲音的處理對存儲量的影響主要判斷操作有沒有在時間、采樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)上發(fā)生改變。如果此四個

10、因素都沒變化，wav聲音文件的存儲量不變。第29頁，共36頁。多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)中存在多種數(shù)據(jù)冗余： 空間冗余、視覺冗余、結(jié)構(gòu)冗余、時間冗余。數(shù)據(jù)能被壓縮的原因在于： 首先是數(shù)據(jù)本身存在著冗余， 其次在許多情況下媒體本身允許有少量失真。第30頁，共36頁。多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)(a). 空間冗余：在同一幅圖像中，規(guī)則物體和規(guī)則背景的表面物理特性具有相關(guān)性，這些相關(guān)性的光成像結(jié)構(gòu)在數(shù)字化圖像中表現(xiàn)為。例如：圖像中有一片連續(xù)的區(qū)域，其像素為相同的顏色，空間冗余產(chǎn)生。第31頁，共36頁。(b).結(jié)構(gòu)冗余：在某些場景中，存在著明顯的圖像分布模式，這種分布模式稱作結(jié)構(gòu)。圖像中重復(fù)出現(xiàn)或相近的紋理結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可以通過特定的過程來生成。例如：方格狀的地板，蜂窩，磚墻，草席等圖結(jié)構(gòu)上存在冗余。已知分布模式，可以通過某一過程生成圖像。第32頁，共36頁。多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)(c).視覺冗余：人類視覺系統(tǒng)一般的分辨能力約為26灰度等級，而一般圖像量化采用28灰度等級，這類冗余稱為視覺冗余(d).時間冗余：圖像序列中的兩幅相鄰的圖像，后一幅圖像與前一幅圖像之間有較大的相關(guān)性，這表現(xiàn)為時間冗余。例如：在語音中，由于人在說話時發(fā)音的音頻是一連續(xù)的漸變過程，也是一種時間冗余。第33頁，共36頁。多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)第34頁，共36頁。壓縮分類：有損壓縮與無損壓縮無損壓