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1、LOGO多媒体应用系统技术多媒体应用系统技术任课教师：尹任课教师：尹 枫枫 Email:wh_计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院复习复习v多媒体信息概述多媒体信息概述多媒体信息概述多媒体信息概述 媒体（定义，类型）、多媒体、多媒体技术（定义、背景、处理对象、特征、层次结构）v多媒体硬件基础多媒体硬件基础 输入设备、输出设备、存储设备、声卡、显卡、视频采集卡v多媒体软件基础多媒体软件基础 素材制作软件（图像、声音、动画、视频）、创作平台软件v新媒体新媒体第第2 2章：多媒体数据压缩技术章：多媒体数据压缩技术数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法1数据压缩的常用编码方法数据压缩的常
2、用编码方法2数据压缩编码的国际标准数据压缩编码的国际标准32.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v为什么要对多媒体数据进行压缩处理为什么要对多媒体数据进行压缩处理？媒体信息的数据量大，不利于计算机的数据存储和传输v什么是数据压缩？什么是数据压缩？用最少的数码来表示信号，叫数据压缩v为什么可以对数据进行压缩？为什么可以对数据进行压缩？数据中存在一些多余的成分（冗余数据），去除这些冗余部分，不会影响人体的感官v有哪些数据冗余的形式？有哪些数据冗余的形式？空间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、信息熵冗余2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法结构结
3、构结构结构冗余冗余冗余冗余图像从大的区域上看存在着非常强的纹理结构，例如布纹图像和草席图像，这反映为在结构上存在冗余。知识知识知识知识冗余冗余冗余冗余图像的理解与某些基础知识有相关性。例如，人脸的图像有固定的结构，嘴的上方有鼻子，鼻子位于正面图像的中线上。这类规律性的结构可由背景知识得到，我们称此类冗余为知识冗余。时间时间时间时间冗余冗余冗余冗余动画序列中两幅相邻的图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关性，这反映为时间冗余举例解释几种冗余数据举例解释几种冗余数据2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法时间冗余的实例2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的
4、基本概念和方法 有损压缩有损压缩在压缩时丢失部分数据损失的数据不能再恢复的压缩是不可逆的多用于图像、声音、视频压缩压缩比例高无损压缩无损压缩压缩时不丢失数据压缩是可逆的多用于文本、数据、软件压缩压缩比例低数据压缩数据压缩的类型的类型注意：无损压缩法只是在压缩时去掉或减少了数据中的冗余，但这些冗余值是可以重新插入到数据中的。2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v考虑考虑winrar压缩软件采用的是哪种压缩方式？为什么winrar对图片、视频、mp3音乐压缩效果不明显？无损压缩图片、视频等本身就是已经压缩过的文件，所以用winrar压缩效果不明显，可以选择有针对性的软件
5、进行压缩2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v软件介绍：软件介绍：MP3 to RingTone Gold 一款手机铃音转换软件。能够将常见的音频格式MP3转换为手机铃音格(.mmf,.amr,.mp3,.wav,.mid)并发送到手机。还支持一次提取多张CD音频。可以进行MP3文件大小转换。思考：采样频率、码率、比特是什么？修改那些数据可以达到数据压缩的目的2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v软件介绍：软件介绍：千千静听千千静听（1）声道数：声音波形数（2）采样频率：对声音波形每一秒钟采样的次数（3）码率：数据传输时单位时间传送的数据
6、位数（kbps千位/秒）。思考：WAV格式的音乐大，还是MP3音乐文件大WAV格式文件大。WAV是微软开发的波形文件，任何压缩的音频文件转换成WAV后，都将变成未压缩时的大小，所以很大。它本身的结构注定了它的用途是存放音频数据并用作进一步的处理 2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v数据压缩的评价标准数据压缩的评价标准压缩比率 被压缩的文件大小与压缩后的文件大小之比。压缩质量 在得到较高的压缩比的同时，能确保压缩的质量压缩/解压速度 将原数据压缩，以便存储、传输；将压缩后的数据进行解压缩（还原成原始数据），以便使用。压缩和解压缩的速度越快越好 2.2 2.2 数据压
7、缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法v常用的编码方式常用的编码方式PCM脉冲编码调制预测编码（帧内预测、帧间预测）帧内预测：DPCM差分脉冲编码调制、ADPCM 帧间预测：运动补偿的帧间预测、帧间插入发变换编码行程编码霍夫曼编码 2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法vPcm脉冲调制编码脉冲调制编码数字信号数字信号按允许的误差将样本值对应近似的数值，实现模拟信号到数值信号的映射用二进制代码表示每一个经过采样、量化后的样本值模拟信号模拟信号TEXT采样采样量化量化编码编码对模拟信号按固定的时间间隔取一个样本，把时间上连续的信号变成离散的信号2.2 2.2 数据压缩的常用编
8、码方法数据压缩的常用编码方法2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码什么是预测？知道某时刻以前信号的表现,就可以推断它以后的数值.具体到信号的采样过程,就是通过前几次的样值来预测后一次的样值.预测编码的应用 多用于图像和声音压缩。因为对于图像而言，预测的对象是下一个像点、下一条线或下一帧，像素间存在一定的相关性。声音也是如此类型 帧内预测和帧间预测(DPCM差分脉冲编码调制,ADPCM自适应差分脉冲编码调制)2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码原理（1）根据算法模型，用原有的样本值对新样本进行预测。得到新样本的
9、预测值。（2）新样本的实际数值-预测值=预测误差值（3）对误差值进行编码说明（1）预测越准确，误差越小，压缩率越高（2）预测编码的关键是算法模型，在现实中，算法模型由预测器替代 模拟信号模拟信号TEXT预测预测计算计算误差误差差值差值编码编码数字信号数字信号2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码-DPCM与pcm区别PCM:量化每一个样本值DPCM:量化的是实际值与预测值之间的差值实现（1）输入信号是Xn,即样本值（2）预测器计算预测值Xn（3）对误差值en(Xn-Xn)进行量化编码en（4）解码时,用误差编码值en+Xn还原信号 DPCM编码/解码示
10、意图2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码-DPCM2.1 2.1 数据压缩的基本概念和方法数据压缩的基本概念和方法v预测编码预测编码-DPCM举例说明DPCM编码原理：设DPCM系统预测器的预测值为前一个样值，假设输入信号已经量化，差值不再进行量化。若系统的输入为0 1 2 1 1 2 3 3 4 4，则预测值为0 0 1 2 1 1 2 3 3 4，差值为0 1 1 1 0 1 1 0 1 0，差值的范围比输入样值的范围有所减小，可以用较少的位数进行编码。2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码-ADPCMD
11、PCM技术存在的问题 如果某一个像素的编码出错，可能导致后面的像素在预测时产生更大的误差(误差扩散）解决方法：ADPCM（自适应差分脉冲编码）根据图像区域的分布特点自动调节预测器的预测系数（自适应预测）和量化器的量化参数（自适应量化）2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v预测编码预测编码-帧间预测编码帧间预测编码原理：利用视频图像各帧之间的时间相关性（相邻帧间细节变化很小），不直接传送当前帧的像素值，而是传送当前帧和其前一帧或后一帧的对应像素之间的差值。应用：视频、动画类型：运动补偿的帧间预测、帧间内插法2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v
12、预测编码预测编码-帧间预测编码帧间预测编码运动补偿的帧间预测：用物体x-1帧的图像作为x帧的预测值 说明：小球在k-1帧的位置推算出它在k帧中的位置来，而背景图像，仍以前一帧的背景代替帧间内插法：每隔一段时间丢弃掉一帧或几帧图像2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v变换编码变换编码原理：将图像信号从一个域（比如时间域）变换到另一个域（比如频率域），然后对变换后的信号进行量化与编码2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v变换编码变换编码例子早期的彩色电视机。由于人眼对亮度的敏感性远远大于对色度的敏感性，所以将最初的基于RGB颜色空间的色彩转换到Y
13、CbCr空间，并利用较低的分辨率来表示色差(Cb和Cr)信号(也属于某种量化)。这使得彩色电视机可以使用与黑白电视机相同的约6M的带宽来传送，而人眼感觉不到太大差别。常用的变换编码有K-L变换、傅里叶变换、离散余弦变换等2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v行程编码行程编码原理：将连续相同的数据值序列用一个重复次数和单个数据值来表示。比如，字符串：AAAAAARRRRTSSSDEEEEEEEEE 行程编码表示为：*6A*4RT*3SD*9E 说明 （1）*表示编码的开始，后面的字符表示重复次数 （2）连续相同的字符数越多，压缩比越高。（3）是一种无损编码 2.2 2.
14、2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v霍夫曼编码霍夫曼编码原理：基于不同符号出现的不同概率使用不同的编码位数。是一种统计编码，无损编码编码原则 （1）将符号按照出现概率递减的顺序排列。（2）将概率最小的两个符号的概率相加，组成新符号 的概率。（3）重复步骤1和2直到概率相加的结果等于1为止。（4）概率大的符号用0表示，概率小的符号用1表示。（5）记录下概率为1处到当前符号之间的0，l序列，从而得到每个符号的编码。特点 概率大的符号编码长度短，概率小的符号编码长度长。2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v霍夫曼编码霍夫曼编码例题：7个字符出现的概率分别为：0.2、0.19、0.18、0.17、0.15、0.1、0.01，霍夫曼编码过程 2.2 2.2 数据压缩的常用编码方法数据压缩的常用编码方法 v霍夫曼编码霍夫曼编码 复习复习PhotoshopPhotoshop操作操作v 文件操作文件操作建立文件、保存文件（psd,jpg,gif,bmp,png)选区和移动工具（1）选框工具（2）索套工具：用来制作不规则的手绘选区（3）魔棒工具：用来选择颜色相同或相近的区域（4）快速选择工具：利用可调整的圆形画笔快速扩展选区选区操作（1）选择：反向、修改、变换选区、载入（2）编辑：复制/粘贴，填充，描边，变换LOGO