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多媒体技术基础及应用

多媒体技术基础及应用. 中央广播电视大学　袁 薇　副教授. 多媒体技术基础及应用 期末复习. 多媒体技术基础及应用 期末复习. 考核要求 重点难点 题型解析. 第 1 章 多媒体计算机概述. 考核要求 掌握：多媒体计算机的定义。 理解：什么是多媒体计算机的关键技术、多媒体技术和计算机的融合解决了哪些实际问题。 了解：多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统。. 第 1 章 重点难点. 多媒体计算机的定义 多媒体计算机的分类 多媒体计算机要解决的关键技术 多媒体计算机的发展趋势. 多媒体计算机的定义.

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多媒体技术基础及应用

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Presentation Transcript

  1. 多媒体技术基础及应用 中央广播电视大学　袁 薇　副教授

  2. 多媒体技术基础及应用期末复习

  3. 多媒体技术基础及应用期末复习 • 考核要求 • 重点难点 • 题型解析

  4. 第1章 多媒体计算机概述 • 考核要求 • 掌握：多媒体计算机的定义。 • 理解：什么是多媒体计算机的关键技术、多媒体技术和计算机的融合解决了哪些实际问题。 • 了解：多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统。

  5. 第1章 重点难点 • 多媒体计算机的定义 • 多媒体计算机的分类 • 多媒体计算机要解决的关键技术 • 多媒体计算机的发展趋势

  6. 多媒体计算机的定义 • 多媒体计算机的定义是：计算机综合处理多媒体信息（文本、图形、图像、音频和视频）使多种信息建立逻辑连接、集成为一个系统并具有交互性的技术。 • 简单地说：计算机综合处理声、文、图信息；具有集成性和交互性。。

  7. 多媒体计算机的分类 • 一类是家电制造厂商研制的电视计算机（Teleputer），是把CPU放到家电中通过编程控制管理电视机、音响。有人称它为“灵巧”电视-Smart TV； • 另一类是计算机制造厂商研制的计算机电视（Compuvision），采用微处理器（80X86，68XXX）作为CPU，其它设备还有VGA卡，CD-ROM，音响设备以及扩展的多媒体家电系统，有人说它的发展方向是TV-Killer。

  8. 多媒体计算机的分类 • 电视计算机 • 计算机电视

  9. 多媒体计算机要解决的关键技术 • 视频音频信息的获取技术； • 多媒体数据压缩编码和解码技术； • 视频音频数据的实时处理和特技； • 视频音频数据的输出技术。

  10. 多媒体计算机的发展趋势 • 进一步完善计算机支撑的协同工作环境（CSCW）。 • 智能多媒体系统。 • 把多媒体信息实时处理和压缩编码算法集成到CPU芯片中。

  11. 第2章 音频信息的获取与处理 • 考核要求 • 掌握：数字音频信息的获取与处理的原理过程、音频卡的工作原理。 • 理解：数字音频采样量化的原理过程、音乐合成的原理。 • 了解：数字音频编码的标准。

  12. 第2章 重点难点 • 模拟音频与数字音频的概念 • 音频信号处理的特点是什么 • 音频卡的功能 • 音频卡的工作原理

  13. 模拟音频与数字音频的概念 模拟音频是把机械振动转换成电信号，以模拟电压的幅度来表示声音的强弱。 数字音频是把表示声音信号强弱的模拟电压用一系列数字表示，也就是说，把模拟量表示的音频信号转换成由许多1和0组成的二进制数的数字音频文件。

  14. 音频信号处理的特点是什么 • 音频信号是时间依赖的连续媒体。 • 理想的合成声音是立体声。 • 对语音信号的处理，不仅是信号处理问题，还要抽取语意等其他信息。

  15. 音频卡的功能 音频卡的功能有以下几个主要方面： • 音频录放、编辑、 • 音乐合成、文语转换、 • CD-ROM接口、MIDI接口、游戏接口等。

  16. 第3章 视频信息的获取与处理 • 考核要求 • 掌握：视频信息的获取与处理的基本原理、彩色全电视信号的组成、视频卡的工作原理。 • 理解：彩色空间的表示及转换、图像文件格式及转换。

  17. 第3章 重点难点 • 彩色空间的概念 • 色度学中的三基色原理 • 黑白全电视信号和彩色全电视信号

  18. 彩色空间的概念 • RGB彩色空间 • YUV彩色空间 • YIQ彩色空间 • HSI彩色空间

  19. 彩色全电视信号 • 彩色全电视信号是由色度信号F、亮度信号Y（或用B表示）、复合消隐信号A（包括行消隐和场消隐信号）、复合同步信号S（包括行同步和场同步信号）等迭加在一起组成的

  20. 色度学中的三基色原理 • 自然界常见的各种颜色光，都可由红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色光按不同比例相配而成； • （2）同样绝大多数颜色也可以分解成红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色光，这就是色度学中最基本原理，三基色原理。 • （3）三基色的选择不是唯一的，但三种颜色必须是相互独立的，即任何一种颜色都不能由其他两种颜色合成。

  21. 黑白全电视信号 • 全电视信号主要由图像信号、复合消隐信号（包括行消隐信号、场消隐信号）和复合同步信号（包括行同步信号、场同步信号）三部分组成。

  22. 彩色全电视信号 • 彩色全电视信号是由色度信号F、亮度信号Y（或用B表示）、复合消隐信号A（包括行消隐和场消隐信号）、复合同步信号S（包括行同步和场同步信号）等迭加在一起组成的

  23. 第4章 多媒体数据压缩编码技术 • 考核要求 • 掌握：数据压缩编码的方法、常用的压缩编码和算法、JPEG的原理和实现技术。 • 理解：量化的原理和量化器的设计、MPEG-1的原理和实现技术。 • 了解：其它的国际标准等。

  24. 第4章 重点难点 • 为什么要进行数据压缩 • 数据压缩方法的分类 • 预测编码的基本思想 • 哈夫曼编码方法 • 信息熵的概念

  25. 为什么要进行数据压缩 • 多媒体信息包括了文本、数据、声音、动画、图形、图像以及视频等多种媒体信息。虽然经过数字化处理后其数据量是非常大的，如果不进行数据压缩处理，计算机系统就无法对它进行存储和交换。 • 另一个原因是图像、音频和视频这些媒体具有很大的压缩潜力。因为在多媒体数据中，存在着空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、图像区域的相同性冗余、纹理的统计冗余等。它们为数据压缩技术的应用提供了可能的条件。因此在多媒体系统中必须采用数据压缩技术，它是多媒体技术中一项十分关键的技术。

  26. 数据压缩方法的分类 • 常用的压缩编码方法可以分为两大类，一类是无损压缩法；另一类是有损压缩法。 • 常用的数据压缩方法按其原理分类也可分为：预测编码、变换编码、量化与矢量量化编码、信息熵编码、分频带编码、结构编码和基于知识的编码。

  27. 预测编码的基本思想 • 首先建立数学模型，利用以往的样本值对新的样本值进行预测； • 将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值； • 对误差值进行编码。

  28. 哈夫曼编码方法 • ①概率统计（如对一幅图像，或m幅同种类型图像作灰度信号统计），得到n个不同概率的信息符号。 • ② 将n个信源信息符号的n个概率，按概率大小排序。 • ③ 将n个概率中，最后两个小概率相加，这时概率个数减为n-1个。 • ④ 将n-1个概率，按大小重新排序。 • ⑤ 重复③，将新排序后的最后两个小概率再相加，相加和与其余概率再排序。 • ⑥ 如此反复重复n-2次，得到只剩两个概率序列。 • ⑦ 以二进制码元（0.1)赋值，构成霍夫曼码字。编码结束。

  29. 例如： 1 a1 0.20 01 a2 0.19 00 a3 0.18 111 a4 0.17 110 a5 0.15 101 a6 0.10 1001 a7 0.01 1000 0.39 0 0 1 1 0 0.35 0.61 1 1 1 0.26 0 0 0 0.11

  30. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 0.39 0.35 0.61 0.26 0.11

  31. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 0.39 0 0 1 1 0.35 0 0.61 1 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  32. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 0 1 1 0.35 0 0.61 1 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  33. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 1 1 0.35 0 0.61 1 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  34. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 111 1 1 0.35 0 0.61 1 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  35. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 111 1 1 0.35 110 0 0.61 1 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  36. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 111 1 1 0.35 110 0 0.61 1 101 1 0.26 1 0 0 0 0.11

  37. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 111 1 1 0.35 110 0 0.61 1 101 1 0.26 1 1001 0 0 0 0.11

  38. a1 0.20 a2 0.19 a3 0.18 a4 0.17 a5 0.15 a6 0.10 a7 0.01 1 01 0.39 0 00 0 111 1 1 0.35 110 0 0.61 1 101 1 0.26 1 1001 0 0 1000 0.11 0

  39. 信息熵的概念 信息:是用不确定性的量度定义的。 信息量:从N个相等可能事件中选出 一个事件所需要的信息度量或含量。 熵:如果将信源所有可能事件信息量 进行平均就得到信息的熵(熵就是平 均信息量)。

  40. 信息熵的概念 信息量: 信息熵:

  41. 信息熵的概念 • 信源X中有16个随机事件，即n=16。每一个随机事件的概率分别为： • X1--X8＝1/32 ； X9--X12＝1/16； • X13--X16＝1/8， • 请写出信息熵的计算公式并计算信源X的熵。

  42. 信息熵的概念

  43. 第5章 媒体计算机硬件及软件系统结构 • 掌握：DVI系统的设计思想和工作原理 • 及其成功和失败的教训。

  44. 第5章 重点难点 • 数字视频交互式多媒体计算机系统 • Ⅱ型DVI系统的核心是什么 • 理想多媒体系统的设计原则

  45. 数字视频交互式多媒体计算机系统 • DVI ­，Digital Video Interactive，数字视频交互式多媒体计算机系统。 • DVI(Digital Video Interactive),是Intel公司推出的支持对多媒体信息进行处理及表现的一个集成环境。该产品采用了PLV(Product Level Video)视频压缩编码算法；

  46. 数字视频交互式多媒体计算机系统 • 设计了两个专用芯片（82750 PB像素处理器及82750 DB显示处理器）；设计制造了三块门阵电路：82750LH主机接口门阵、82750LV VRAM/SCSI/capture接口门阵、82750LA音频子系统接口门阵；首次设计了视频音频引擎 (AVE-Audio Video Engine)；开发了多媒体计算机软件系统： AVSS(Audio Video Sub-System)和AVK(Audio Video Kernel)。

  47. 数字视频交互式多媒体计算机系统 • DVI系统主要在以下几个方面取得了实质性的突破： • 一种全数字化的方法 • 视频压缩 • 声音压缩 • 合成图形

  48. 数字视频交互式多媒体计算机系统 • DVI-II型比DVI-I型主要的改进主要有以下几点： • 性能指标高 • 使用了三个专用的门阵列电路 • 将多块处理板集成为一块处理板

  49. Ⅱ型DVI系统的核心是什么 • II型 DVI系统的核心是视频算法和显示引擎； • 它们是由 82750 PB像素处理器，82750 DB显示处理器和静止图像压缩编码和解压缩算法。

  50. 理想多媒体系统的设计原则 • 采用国际标准设计的原则 • 多媒体和通信功能的单独解决变成集中解决 • 体系结构设计和算法相结合 • 把多媒体和通信技术作到CPU芯片中

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