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1、第四章 计算机网络计算机网络技术应用计算机网络技术应用大学计算机基础大学计算机基础太原理工大学理学院计算机基础教学部太原理工大学理学院计算机基础教学部Fundamentals of ComputersFundamentals of Computers第六章第六章第六章第六章 多媒体技术多媒体技术多媒体技术多媒体技术大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers重点重点重点重点了解多媒体的基本概念、多媒体信息及技术的了解多媒体的基本概念、多媒体信息及技术的特点、多媒体技术的应用。特点、多媒体技术的应用。掌握多媒体计算机掌握多媒体
2、计算机系统的基本组成。系统的基本组成。理解数字声音的概念及数字化过程，理解数字声音的概念及数字化过程，能够简单能够简单地处理声音文件。地处理声音文件。理解图像与图形的差别，图像的数字化过程，理解图像与图形的差别，图像的数字化过程，图像的文件格式，图像的文件格式，能简单地处理图像能简单地处理图像2大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers1.媒体与多媒体媒体与多媒体2.多媒体技术多媒体技术3.多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统的组成4.多媒体技术的应用多媒体技术的应用6.1 多媒体技术概要多媒体技术概要3大学计算机基础F
3、undamentals of Fundamentals of ComputersComputers媒体媒体(medium)指信息表示和传播的载体，通常指电视、报纸等，在多媒指信息表示和传播的载体，通常指电视、报纸等，在多媒体技术中，体技术中，媒体指用于存储、传输各种计算机信息的载体。媒体指用于存储、传输各种计算机信息的载体。CCITT将媒体分为：感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输将媒体分为：感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体。媒体。1 媒媒 体体4大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers多媒体多媒
4、体是指图（是指图（image）文（）文（text）声（）声（audio）像（）像（video）等单）等单媒体和计算机程序融合在一起形成的信息传播载体。媒体和计算机程序融合在一起形成的信息传播载体。多媒体技术：多媒体技术：把文字、图形、声音、图像等多种媒体的信息通过计把文字、图形、声音、图像等多种媒体的信息通过计算机进行数字化加工处理，集成具有交互性系统的一种技术。算机进行数字化加工处理，集成具有交互性系统的一种技术。多媒体技术的特性：多媒体技术的特性：多样性、集成性、交互性、实时性。（多媒体多样性、集成性、交互性、实时性。（多媒体与其它大众传媒的本质区别与其它大众传媒的本质区别）2 多媒体和多
5、媒体技术多媒体和多媒体技术5大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers多媒体计算机的软件和硬件系统多媒体计算机的软件和硬件系统多媒体应用系统多媒体创作编辑软件多媒体制作平台与工具多媒体核心系统软件多媒体计算机硬件系统多媒体的软件和硬件平台多媒体的软件和硬件平台6大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers如何处理音频和视频媒体如何处理音频和视频媒体?数字化。数字化。数据量大数据量大数据压缩、大容量的存储器数据压缩、大容量的存储器输入输出是实时的，数据要高
6、速处理输入输出是实时的，数据要高速处理如何提高计算机处理能力？如何提高计算机处理能力？最重要的一种手段是扩大处理器中晶体管的数量最重要的一种手段是扩大处理器中晶体管的数量多核处理器多核处理器音频和视频扩展板，在其上有专用的音频和视频处理音频和视频扩展板，在其上有专用的音频和视频处理芯片。芯片。固定功能的芯片：图像数据的压缩处理。固定功能的芯片：图像数据的压缩处理。可编程的处理器：可编程的处理器：DSP处理器处理器专用芯片专用芯片7大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers对多媒体信息进行对多媒体信息进行实时压缩和解压缩实时
7、压缩和解压缩是十分必要的。是十分必要的。各种各样针对不同用途的压缩算法、压缩手段，以及实现这各种各样针对不同用途的压缩算法、压缩手段，以及实现这些算法的大规模集成电路和计算机软件。些算法的大规模集成电路和计算机软件。一种有效的压缩算法应考虑媒体的种类、应用的对象、应用一种有效的压缩算法应考虑媒体的种类、应用的对象、应用要求以及采用的设备特性等因素。要求以及采用的设备特性等因素。近年来提出的近年来提出的分形压缩算法分形压缩算法、小波分析压缩算法小波分析压缩算法等，都被看等，都被看成是最有前景的压缩技术。成是最有前景的压缩技术。数据压缩及编码技术数据压缩及编码技术8大学计算机基础Fundament
8、als of Fundamentals of ComputersComputers在对多媒体数据进行综合处理时，不仅要考虑到各种媒体的在对多媒体数据进行综合处理时，不仅要考虑到各种媒体的相对独立性相对独立性，为了达到较好的信息表示效果，还要注意保持，为了达到较好的信息表示效果，还要注意保持媒体之间在时间和空间上的媒体之间在时间和空间上的相关性相关性。多媒体信息以多媒体信息以3种模式相互集成：种模式相互集成：制约式、协作式和交互制约式、协作式和交互式式。多媒体同步技术多媒体同步技术9大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers
9、多媒体计算机网络多媒体计算机网络是指可传输多种媒体的计算机网络。是指可传输多种媒体的计算机网络。多媒体技术要充分发展其对多媒体信息的处理能力，必须与多媒体技术要充分发展其对多媒体信息的处理能力，必须与网络技术相结合；运行于网络环境下的多媒体系统，使得多网络技术相结合；运行于网络环境下的多媒体系统，使得多媒体技术有了更广泛的应用。媒体技术有了更广泛的应用。如何在网络环境下将复杂任务分解，并借助于网络环境中的如何在网络环境下将复杂任务分解，并借助于网络环境中的不同计算机（可能是异构的）完成这些任务，便构成了不同计算机（可能是异构的）完成这些任务，便构成了分布分布式处理技术式处理技术的主要研究内容。
10、的主要研究内容。多媒体网络和分布式处理技术多媒体网络和分布式处理技术10大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers采用能够支撑多媒体应用领域的多媒体数据库管理数据量采用能够支撑多媒体应用领域的多媒体数据库管理数据量巨大且种类繁多的多媒体信息和数据。巨大且种类繁多的多媒体信息和数据。超媒体和超文本适合于表达多媒体信息。超媒体和超文本适合于表达多媒体信息。超媒体超媒体采用面向对象的信息组织与管理方法，非线性采用面向对象的信息组织与管理方法，非线性结构，以结点作为表达信息的一个单位，组织信息在结构，以结点作为表达信息的一个单位，
11、组织信息在结点与结点之间通过表示它们之间关系的链加以连结点与结点之间通过表示它们之间关系的链加以连接，从而构成信息网络，用户可在信息网络中有选择接，从而构成信息网络，用户可在信息网络中有选择地查阅自己感兴趣的信息。地查阅自己感兴趣的信息。信息和数据的管理信息和数据的管理11大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers光盘系统是目前较多使用的多媒体存储设备。光盘系统是目前较多使用的多媒体存储设备。网络技术的不断发展，使目前一些新的技术如网络技术的不断发展，使目前一些新的技术如SAN（Storage Area Network，存
12、域网）已经在实际中得到，存域网）已经在实际中得到应用，这些技术的应用为系统的不断升级提供了可能。应用，这些技术的应用为系统的不断升级提供了可能。服务器的存储技术也日益分化为两大类：直接连接存储服务器的存储技术也日益分化为两大类：直接连接存储技术（技术（Direct-Attached Storage，DAS）和存储网络技）和存储网络技术。术。多媒体数据存储多媒体数据存储12大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers虚拟现实虚拟现实，就是采用计算机技术生成一个逼真的视觉、，就是采用计算机技术生成一个逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉
13、的感觉世界，用户可以用人的自然技听觉、触觉及嗅觉的感觉世界，用户可以用人的自然技能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。能对这个生成的虚拟实体进行交互考察。以更高的集成性和交互性，给用户以更加逼真的体验，以更高的集成性和交互性，给用户以更加逼真的体验，应用于模拟训练、科学可视化等领域。应用于模拟训练、科学可视化等领域。虚拟现实是一种高度集成的技术，是计算机软虚拟现实是一种高度集成的技术，是计算机软/硬件技硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及心理学飞速发术、传感技术、机器人技术、人工智能及心理学飞速发展的结晶。展的结晶。虚拟现实技术虚拟现实技术13大学计算机基础Fundamentals of
14、Fundamentals of ComputersComputers计算机的普及要求为普通用户提供方便的人机交互的手计算机的普及要求为普通用户提供方便的人机交互的手段，这些手段应该是建立在语音和手势等对话形式上段，这些手段应该是建立在语音和手势等对话形式上的，而且保持其最基本的一些性能，如简单、有效、快的，而且保持其最基本的一些性能，如简单、有效、快速和稳健性。速和稳健性。计算机系统必须能够采用自然语言或者足以表达信息的计算机系统必须能够采用自然语言或者足以表达信息的图形方式来回答用户的问题，可能的话，辅助以力反馈图形方式来回答用户的问题，可能的话，辅助以力反馈设备让用户有一种手握到实际物体的
15、临境感觉。设备让用户有一种手握到实际物体的临境感觉。人机界面设计人机界面设计14大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体信多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体信息如：声音、图形、图像、数据、文本等新型的通信方式，息如：声音、图形、图像、数据、文本等新型的通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合的产物。它是通信技术和计算机技术相结合的产物。所谓高速多媒体通信技术，是指为满足新一代信息系统中所谓高速多媒体通信技术，是指为满足新一代信息系统中实时多媒体信息传输的需要
16、，网络的带宽可能要在实时多媒体信息传输的需要，网络的带宽可能要在1000Gbps以上，而且能支持服务质量控制（以上，而且能支持服务质量控制（QoS），以适），以适应不同媒体对传输质量的要求。应不同媒体对传输质量的要求。高速多媒体通信技术高速多媒体通信技术15大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 多媒体计算机系统由多媒体计算机系统由多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统和和多媒体计算机软件系统多媒体计算机软件系统组成。组成。多媒体计算机硬件系统则由多媒体计算机硬件系统则由普通计算机硬件普通计算机硬件和和相应处理声音和
17、视频图相应处理声音和视频图像等部件（包括光存储设备）像等部件（包括光存储设备）组成。组成。多媒体计算机软件系统由多媒体计算机软件系统由多媒体系统操作平台多媒体系统操作平台以及以及多媒体工具软件多媒体工具软件和和应用软件应用软件组成。组成。目前流行的支持多媒体应用和开发的操作系统主要有：目前流行的支持多媒体应用和开发的操作系统主要有：Linux和和Windows操作系统。操作系统。多媒体工具软件是多媒体系统的开发软件。多媒体工具软件是多媒体系统的开发软件。多媒体应用软件系统很多，如媒体播放机、超级解霸等。多媒体应用软件系统很多，如媒体播放机、超级解霸等。3.多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统
18、的组成16大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统17大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers1.音音/视频流点播视频流点播2.电子出版物电子出版物3.医疗卫生医疗卫生4.游戏与娱乐游戏与娱乐5.计算机视频会议计算机视频会议6.多媒体展示和信息查询系统多媒体展示和信息查询系统7.MIS与与OA8.传媒、广告传媒、广告9.教学管理系统教学管理系统10.移动卫星移动卫星4.多媒体技术的应用多媒体技术的应用18大学
19、计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 1.1.模拟声音与模拟声音与数字音频数字音频 2.2.声音的数字化声音的数字化 3.3.数字音频的编辑数字音频的编辑6.2 数字声音数字声音19大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers声波声波：当物体在介质中振动时，便会发出连续的波，叫声当物体在介质中振动时，便会发出连续的波，叫声波（波（Sound WaveSound Wave）。声波在时间和幅度上是连续的。）。声波在时间和幅度上是连续的。声音声音：大脑对声波
20、的感知就是声音（大脑对声波的感知就是声音（SoundSound）幅度幅度（AmplitudeAmplitude）：）：指声音的大小、强弱程度。指声音的大小、强弱程度。频率频率（FrequencyFrequency）是指信号每秒钟变化的次数，用赫兹是指信号每秒钟变化的次数，用赫兹（HzHz）表示。表示。1.声音的特性声音的特性20大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers（5 5）带宽带宽 声音信号的频率范围称为带宽声音信号的频率范围称为带宽高保真声音的频率范围为高保真声音的频率范围为 101020 000Hz20 000H
21、z，它的带宽约为它的带宽约为20kHz 20kHz 人的发音器官发出的声音频率大约是人的发音器官发出的声音频率大约是80803400Hz 3400Hz 频率小于频率小于20Hz20Hz的信号称为的信号称为亚音信号亚音信号高于高于20kHz20kHz的信号称为的信号称为超音频信号超音频信号（SupersonicSupersonic），），或称或称超超声波声波（UltrasonicUltrasonic）信号信号 频率范围为频率范围为20Hz20Hz20kHz20kHz的信号称为的信号称为音频信号音频信号 声音的特性声音的特性21大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals
22、 of ComputersComputers声音有三个要素：音调、音强、音色。声音有三个要素：音调、音强、音色。音调音调是人对声音频率的感觉，频率快则声音高，频率是人对声音频率的感觉，频率快则声音高，频率慢则声音低。慢则声音低。音强音强用来描述声音的强弱，它是由声音信号的幅度决用来描述声音的强弱，它是由声音信号的幅度决定的。定的。音色音色是由混入基音的泛间（声音信号中的高次谐波分是由混入基音的泛间（声音信号中的高次谐波分量）所决定的，高次谐波越丰富，音色就越有明亮感量）所决定的，高次谐波越丰富，音色就越有明亮感和穿透力。一般，信号中的谐波分量越丰富，其带宽和穿透力。一般，信号中的谐波分量越丰富
23、，其带宽越宽，音质越好。越宽，音质越好。声音的特性声音的特性22大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers音质音质：声音的质量简称音质声音的质量简称音质用声音信号的带宽来衡量，带宽越宽，产生的音质越好用声音信号的带宽来衡量，带宽越宽，产生的音质越好DATDAT（Digital Audio TapeDigital Audio Tape）20Hz 20Hz20kHz20kHzCDCD（Compact DiscCompact Disc）20Hz 20Hz20kHz20kHzFMFM（Frequency ModulationFre
24、quency Modulation）20Hz 20Hz15kHz15kHzAMAM（Amplitude ModulationAmplitude Modulation）50Hz50Hz7kHz7kHz数字电话数字电话200Hz200Hz3.4kHz3.4kHz声音的特性声音的特性23大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers传统电子技术采用传统电子技术采用模拟音频模拟音频电子技术处理声音信号。电子技术处理声音信号。在计算机中，声音信号称为在计算机中，声音信号称为数字音频数字音频。在多媒体技术在多媒体技术中，处理的声音信号主要
25、是音频信号，它包括音乐、话中，处理的声音信号主要是音频信号，它包括音乐、话音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等。音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等。模拟声音在时间上是连续的，而数字音频是一个数据序模拟声音在时间上是连续的，而数字音频是一个数据序列，在时间上只能是断续的。如何将模拟音频转换为数字音频列，在时间上只能是断续的。如何将模拟音频转换为数字音频采样和量化采样和量化。常见的声音信号常见的声音信号24大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers音频数字化音频数字化 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号转换转换转换转换n音频信号处理
26、过程流程音频信号处理过程流程采样、量化、编码采样、量化、编码音音频频信信号号频频率率采采样样频频率率采采样样量量化化保保存存为为声声音音文文件件开开 始始结结 束束音频数字化需要考虑的问题音频数字化需要考虑的问题25大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers模拟信号模拟信号（AnologAnolog signal signal）：）：把在时间和幅度上都连续把在时间和幅度上都连续的信号称为模拟信号的信号称为模拟信号采样采样 在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样（样（Sam
27、plingSampling），），得到的信号称为得到的信号称为离散时间信号离散时间信号 量化量化 把信号幅度取值的数目加以限定，由有限个数值组把信号幅度取值的数目加以限定，由有限个数值组成的信号就称为成的信号就称为离散幅度信号离散幅度信号 数字信号数字信号 把时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称把时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称为数字信号（为数字信号（Digital SignalDigital Signal）。）。数字化实际上就是采样和数字化实际上就是采样和量化量化。2.声音信号的数字化与数字音频声音信号的数字化与数字音频26大学计算机基础Fundamentals of Fundame
28、ntals of ComputersComputers时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。n幅度是离散的信号称数字信号。模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号27大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers根据奈奎斯特理论（根据奈奎斯特理论（NyqustNyqust theory theory）：）：如果采样频率不低如果采样频率不低于信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原于信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原来的声音。来的声音。对于话音信号，最高频率为对于话音信号，最高频率为3400Hz3400H
29、z，采样频率为采样频率为8000Hz8000Hz，能能以数字声音还原原来的声音以数字声音还原原来的声音 对于一般音频信号，最高频率为对于一般音频信号，最高频率为20kHz20kHz，采样频率为采样频率为40kHz40kHz以以上时，就能无失真地还原出原来的声音。上时，就能无失真地还原出原来的声音。采样频率越高，得到的数据占用的存储空间越大。采样频率越高，得到的数据占用的存储空间越大。采样频率采样频率28大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers用以表示量化级别的二进制数据的位数，称为采样精度（用以表示量化级别的二进制数据的
30、位数，称为采样精度（Sampling Sampling precisionprecision），），也叫样本位数或位深度，用每个样本的位数（也叫样本位数或位深度，用每个样本的位数（bitbit或或b b）表）表示。示。位数越少，声音质量越低，需要存储空间越少。位数越少，声音质量越低，需要存储空间越少。采样频率和采样精度是数字声音质量的两项重要指标。采样频率和采样精度是数字声音质量的两项重要指标。采样精度采样精度29大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers如果采样频率为如果采样频率为8kHz8kHz，样本精度为样本精度为8
31、 8位，则产生的数据率为：位，则产生的数据率为：8 8（bitbit）*8kHz=64.0kb/s8kHz=64.0kb/s如果使用双声道，则要对两个通道上的声音同时采样和量如果使用双声道，则要对两个通道上的声音同时采样和量化，数据量是单声道数字化的两倍，即：化，数据量是单声道数字化的两倍，即：8 8（bitbit）*8kHz*28kHz*2（声道数）声道数）=128kb/s=128kb/s1 1分钟的双声道声音文件的数据量为：分钟的双声道声音文件的数据量为：8 8（bitbit）*8kHz*28kHz*2（声道数）声道数）*6060（秒）（秒）/（bit/Bytebit/Byte）=960k
32、B=960kB 计算声音文件的数据量计算声音文件的数据量30大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据量数据量Byte=采样频率采样频率Hz （采样位数采样位数/8）声道数声道数 时间时间s数字音频文件大小的计算公式数字音频文件大小的计算公式31大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers如果采样频率为如果采样频率为44.1kHz，分辨率为分辨率为16位，立体声，录音时位，立体声，录音时间为间为10s，符合符合CD音质的声音文件的大小是多少？音质的声
33、音文件的大小是多少？根据计算公式：根据计算公式：数据量数据量Byte=44100Hz (16/8)2 10s=1764KByte举举 例例32大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 质量质量采样频采样频率率（kHzkHz）样本精样本精度度（b/sb/s）声道声道数据率数据率（kb/skb/s）频率范围频率范围（HzHz）电话电话8 88 8单声道单声道64.064.020020034003400AMAM11.02511.0258 8单声道单声道88.288.2505070007000FMFM22.05022.05016
34、16立体声立体声705.6705.6202015 00015 000CDCD44.144.11616立体声立体声1411.21411.2202020 00020 000DATDAT48481616立体声立体声1536.01536.0202020 00020 000数据率（数据率（b/sb/s）=采样频率（采样频率（HzHz）*样本精度（样本精度（bitbit）*声道数声道数不同质量的声音的性能指标不同质量的声音的性能指标33大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数字音频的处理实际上是对采集到的数据进行计算、变换等数字音
35、频的处理实际上是对采集到的数据进行计算、变换等加工的过程。加工的过程。基本编辑基本编辑 最基本的编辑是最基本的编辑是删除删除声音文件中不需要的声音片段，如声音文件中不需要的声音片段，如噪声、杂音、口误、过长的停顿、重复等。一般的方法噪声、杂音、口误、过长的停顿、重复等。一般的方法是确定片段的是确定片段的起点和终点起点和终点，然后把它删掉。在编辑软件，然后把它删掉。在编辑软件中可以将声音分成一个个片段，可以删除其中一个片段，中可以将声音分成一个个片段，可以删除其中一个片段，可以改变片段的顺序，也可以用一个片段替换另一个片可以改变片段的顺序，也可以用一个片段替换另一个片段，这样就可以改变声音的内容
36、和语序。段，这样就可以改变声音的内容和语序。3.数字声音的处理数字声音的处理(简单介绍简单介绍)34大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers声音编辑窗口声音编辑窗口35大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers淡入指声音从无到有，逐渐增强，直到正常，有逐渐走近的淡入指声音从无到有，逐渐增强，直到正常，有逐渐走近的效果。效果。淡出指声音慢慢变小，直到完全无声，有渐渐远去的效果。淡出指声音慢慢变小，直到完全无声，有渐渐远去的效果。淡入淡出常用于节目的开始
37、、结尾和两段声音之间的过渡，淡入淡出常用于节目的开始、结尾和两段声音之间的过渡，使声音的出现和消失不太突然。使声音的出现和消失不太突然。淡入淡出效果淡入淡出效果36大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers回声能够使人产生一种空旷幽远的听觉感受，并且，适当的回声能够使人产生一种空旷幽远的听觉感受，并且，适当的回声效果也对声音本身起到润色的作用。回声效果也对声音本身起到润色的作用。要产生回声效果，需要将声波进行复制，然后进行叠加。复要产生回声效果，需要将声波进行复制，然后进行叠加。复制过程中，每次的复制波要比前一个波延迟一段
38、时间，同时制过程中，每次的复制波要比前一个波延迟一段时间，同时幅度也要降低一些，这样叠加才能产生好的回音效果。幅度也要降低一些，这样叠加才能产生好的回音效果。回声回声37大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像之类的多媒体信息在计算机中如何表示？图像之类的多媒体信息在计算机中如何表示？图像的质量与表示方法、存储容量有什么关系图像的质量与表示方法、存储容量有什么关系？怎样处理自己的照片？怎样处理自己的照片？1.1.图像与图形图像与图形2.2.图像的数字化图像的数字化3.3.图像文件格式图像文件格式4.4.数字图像编辑数
39、字图像编辑6.3 数字图像数字图像38大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像（图像（Image）又称）又称“点阵图像点阵图像”或或“位图图像位图图像”图形（图形（Graphics）又称）又称“几何图形几何图形”或或“矢量图形矢量图形”在计算机中，图形与图像是两个不同的概念，二者是有在计算机中，图形与图像是两个不同的概念，二者是有区别的：区别的：图形图形一般指用计算机结合某种算法绘制的画面，如直一般指用计算机结合某种算法绘制的画面，如直线、圆、任意曲线等。线、圆、任意曲线等。图像图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面
40、或以数字则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。化形式存储的任意画面。图像与图形图像与图形39大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像图像图形图形存储结构存储结构点阵形式（点阵图）点阵形式（点阵图）特征、属性、参数的特征、属性、参数的模型（矢量图）模型（矢量图）存储空间存储空间很大很大较少较少计算机显示计算机显示位图块拷贝、显示快位图块拷贝、显示快依照算法生成、显示依照算法生成、显示慢慢关键算法关键算法图像的压缩与编码、图像的压缩与编码、恢复与重建、解释与恢复与重建、解释与识别、计算机视觉识别
41、、计算机视觉 等等图形数据结构研究、图形数据结构研究、计算机自动造型、参计算机自动造型、参数化设计数化设计 等等图像与图形的差异图像与图形的差异40大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers自然界多姿多彩的景物通过人们的视觉器官在大脑中留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，这就是下印象，这就是图像图像。图像的描述：图像的描述：f（x,y）称为）称为灰度灰度，常用它来表示（，常用它来表示（x,y）点的亮度值。点的亮度值。空间坐标位置和景物明暗程度均是连续变化的，称为空间坐标位置和景物明暗程度均是连续变化的
42、，称为连连续图像续图像。人类视觉对图像的感知人类视觉对图像的感知41大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像的数字化图像的数字化把连续图像函数把连续图像函数f（x,y）进行空间和幅值的）进行空间和幅值的离散化处理。离散化处理。数字图像：数字图像：空间上和灰度级上都离散的图像。空间上和灰度级上都离散的图像。图像的数字化过程图像的数字化过程注：不必对图形进行数字化处理注：不必对图形进行数字化处理图图 像像（模模 拟量）拟量）编码编码数数字字化化图像图像采样采样量化量化图像的数字化图像的数字化42大学计算机基础Fundam
43、entals of Fundamentals of ComputersComputers图像图像 采样采样 量化量化 数字图像数字图像采样采样：图像在空间上的离散化。：图像在空间上的离散化。按一定的间隔取值，得到一系列的离散点。称为按一定的间隔取值，得到一系列的离散点。称为样点（或像素）样点（或像素）。约束条件：由这些样点采用某种方法能够正确重建原图像约束条件：由这些样点采用某种方法能够正确重建原图像采样定理。采样定理。采样的实质是用若干像素点来描述一幅图像，结果就是分辨率，分辨率越高，采样的实质是用若干像素点来描述一幅图像，结果就是分辨率，分辨率越高，图像越清晰，存储量也越大。图像越清晰，存
44、储量也越大。量化量化：幅值：幅值f（x，y）的离散化。）的离散化。量化将产生一定的失真。量化将产生一定的失真。数字图像中表示每个像素的颜色使用的二进制位数称为数字图像中表示每个像素的颜色使用的二进制位数称为像素深度或位深度像素深度或位深度。常见的有常见的有1位、位、4位、位、8位、位、24位、位、32位几个等级。位几个等级。图像的分辨率和像素位深度决定了图像文件的大小。图像的分辨率和像素位深度决定了图像文件的大小。640480的图像，位深度是的图像，位深度是24位，则文件大小为：位，则文件大小为：24b/8640480921 000B编码编码：数字化的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩
45、信息，它是图：数字化的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩信息，它是图像传输与存储的关键。像传输与存储的关键。图像在屏幕上的显示尺幅称为图像的显示分辨率。不以图像的正常分辨率显示图像在屏幕上的显示尺幅称为图像的显示分辨率。不以图像的正常分辨率显示图像，就会引起图像的失真。图像，就会引起图像的失真。数字化过程数字化过程43大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像文件格式图像文件格式是图像数据在文件中的存放形式，不同的软硬是图像数据在文件中的存放形式，不同的软硬件厂商可能定义不同的文件格式。件厂商可能定义不同的文件
46、格式。实际使用中，图像的格式多种多样，如实际使用中，图像的格式多种多样，如GIF、TIFF、TGA、BMP、PCX、JPG等。等。图像文件格式图像文件格式44大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersGIF图像文件的扩展名：图像文件的扩展名：gif压缩效率高、占用的存储空间很小压缩效率高、占用的存储空间很小 支持支持透明图像属性透明图像属性，动画图像属性，渐显方式。，动画图像属性，渐显方式。GIF动画是目动画是目前广为流行的前广为流行的Web网页动画的最基本的形式之一。网页动画的最基本的形式之一。但表示的颜色数量有限，适合
47、存储颜色较少的卡通图像、徽标但表示的颜色数量有限，适合存储颜色较少的卡通图像、徽标等手绘图像等手绘图像。GIF格式格式45大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers位图文件位图文件(Bitmap-File，BMP)bmp格式是格式是Windows采用的图像文件存储格式，在采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式 BMP图像文件的扩展名：图像文件的扩展名：bmp支持黑白、支持黑白、16色、色、256色、色、RGB真彩色图像，图像质量较真彩色图
48、像，图像质量较高，是一种不压缩的格式，没有数据损失。但占有较大的存高，是一种不压缩的格式，没有数据损失。但占有较大的存储空间，与设备无关。储空间，与设备无关。bmp格式格式46大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersJPEG(Joint Photographic Experts Group)负责制定静负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准态的数字图像数据压缩编码标准 专家组开发的算法称为专家组开发的算法称为JPEG算法算法 相应的文件存储格式相应的文件存储格式为为jpg格式格式 JPEG算法压缩效率高，解压缩速度快，可以
49、选择压缩质算法压缩效率高，解压缩速度快，可以选择压缩质量量适合存储色彩丰富的照片适合存储色彩丰富的照片 JPG格式格式47大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers单色位图单色位图48大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers16色位图色位图49大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers256色位图色位图50大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals o
50、f ComputersComputers24位位图位位图51大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersGIF图像图像52大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersJPG图像图像53大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers图像分辨率：图像分辨率：1020808文件大小的比较：文件大小的比较：单色位图：单色位图：101KB16色位图：色位图：404KB256色位图：色位图：805KB