數(shù)字媒體技術(shù)與應(yīng)用綜合教程 課件全套 第1-7章 數(shù)字媒體技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)-數(shù)字媒體光盤刻錄與封面設(shè)計(jì)

全課程教學(xué)目標(biāo)理解數(shù)字媒體技術(shù)的基本概念和軟、硬件相關(guān)技術(shù)以及數(shù)字媒體壓縮理論基礎(chǔ)和主要的壓縮編碼方法。掌握音頻、圖像、動(dòng)畫、視頻基本理論知識(shí)和相關(guān)軟件的使用。能用所學(xué)的相關(guān)軟件綜合地設(shè)計(jì)數(shù)字媒體作品。數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)中，有哪些媒體元素呢？文字請(qǐng)單擊聲音圖形圖像動(dòng)畫視頻1視頻2視頻3第1章數(shù)字媒體技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)：

1.1數(shù)字媒體技術(shù)基本概念

1.2數(shù)字媒體的特點(diǎn)

1.3數(shù)字媒體技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)1.4數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用

1.5數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.1數(shù)字媒體技術(shù)基本概念1.1.1媒體1.1.2數(shù)字媒體1.1.3數(shù)字媒體技術(shù)1.1.4數(shù)字媒體系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中有兩種含義:

1.用以存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁帶、磁盤、光盤和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器；

2.信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像。

數(shù)字媒體技術(shù)中的媒體是指后者。

1.1.1媒體1媒體的定義2媒體的分類按照國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的分類，媒體被分為：感覺媒體(Perceptionmedium)表示媒體(Presentationmedium)顯示媒體(Displaymedium)存儲(chǔ)媒體(Storagemedium)傳輸媒體(TransmissionMedium)1.1.1媒體感覺媒體是直接作用于人的感官，使人能直接產(chǎn)生感覺的一類媒體。表示媒體是能有效地加工、處理和傳輸感覺媒體而人為研究和構(gòu)造出來的一類媒體。

顯示媒體是指感覺媒體和用于通信的電信號(hào)之間轉(zhuǎn)換用的一類媒體，即輸入/輸出設(shè)備和工具。

存儲(chǔ)媒體用于存放數(shù)字化表示媒體的存儲(chǔ)介質(zhì)。光盤優(yōu)盤傳輸媒體將表示媒體從一處傳到另一處的物理介質(zhì)，如同軸電纜、光纖、雙絞線等。從人機(jī)交互角度可以把媒體歸結(jié)為3個(gè)主要類:視覺類媒體聽覺類媒體觸覺類媒體3媒體的分類1.1.1媒體視覺類媒體包括動(dòng)畫視頻符號(hào)圖形圖像聽覺類媒體包括語音音樂音響觸覺類媒體包括指點(diǎn)位置跟蹤力反饋與運(yùn)動(dòng)反饋1.1.2數(shù)字媒體1數(shù)字媒體：數(shù)字媒體一般是指多媒體，它是指一種把多種不同的但相互關(guān)聯(lián)的媒體，如文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等綜合集成在一起而產(chǎn)生的一種存儲(chǔ)、傳播和表現(xiàn)信息的全新載體，不等同于多種媒體。1.1.2數(shù)字媒體2數(shù)字媒體分類

數(shù)字媒體按照不同的屬性有不同的分類：

1.時(shí)間屬性2.來源屬性3.組成屬性數(shù)字媒體技術(shù):是指把文字、音頻、視頻、圖形、圖像、動(dòng)畫等數(shù)字種媒體信息通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化采集、獲取、壓縮/解壓縮、編輯、存儲(chǔ)等加工處理，再以單獨(dú)或合成形式表現(xiàn)出來的一體化技術(shù)。1.1.3數(shù)字媒體技術(shù)

數(shù)字媒體系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)：主要包括計(jì)算機(jī)主要配置和各種外部設(shè)備以及與各種外部設(shè)備連接的控制接口卡(其中包括數(shù)字媒體實(shí)時(shí)壓縮和解壓縮電路)。軟件系統(tǒng)：包括數(shù)字媒體驅(qū)動(dòng)軟件、數(shù)字媒體操作系統(tǒng)、數(shù)字媒體數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)字媒體創(chuàng)作工具軟件和數(shù)字媒體應(yīng)用軟件。1.1.4數(shù)字媒體系統(tǒng)數(shù)字媒體系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來處理和控制數(shù)字媒體信息的系統(tǒng)。1.2數(shù)字媒體的特點(diǎn)

1.2.1數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)1.2.2數(shù)字媒體傳播的特點(diǎn)1.2.3數(shù)字媒體技術(shù)的特點(diǎn)☆數(shù)據(jù)量大☆數(shù)據(jù)類型數(shù)字☆相關(guān)性強(qiáng)、同步性高☆動(dòng)態(tài)性強(qiáng)

視頻、音頻和動(dòng)畫是基于時(shí)間的信息，必須實(shí)時(shí)連續(xù)不斷地記錄和播放，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重失真。1.2.1數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn)☆傳播內(nèi)容個(gè)性化☆傳播者服務(wù)個(gè)性化☆傳播受眾個(gè)性化☆傳播形式個(gè)性化1.2.2數(shù)字媒體傳播的特點(diǎn)☆數(shù)字化☆交互性☆多維性☆趣味性☆集成性☆實(shí)時(shí)性☆非線性☆融合性1.2.3數(shù)字媒體技術(shù)的特點(diǎn)1.3數(shù)字媒體技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)1.數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)的硬件條件是基礎(chǔ)2.數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)的軟件條件是關(guān)鍵3.數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)4.數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)5.數(shù)字媒體集成電路制作技術(shù)6.數(shù)字媒體同步技術(shù)7.數(shù)字媒體網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)8.數(shù)字媒體信息檢索技術(shù)9.數(shù)字媒體虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)10.數(shù)字媒體相關(guān)技術(shù)的支持?jǐn)?shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)字媒體的關(guān)鍵，數(shù)字媒體信息的處理和應(yīng)用需要一系列相關(guān)技術(shù)的支持。

數(shù)字媒體系統(tǒng)不僅涉及到計(jì)算機(jī)的各應(yīng)用領(lǐng)域，也涉及到消費(fèi)性電子產(chǎn)品（小家電、電子游戲、交互光盤等）、教育、通信、醫(yī)療、辦公、商業(yè)廣告及購(gòu)物、影視娛樂等各種設(shè)計(jì)領(lǐng)域或行業(yè)。1.4數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用1.教育與培訓(xùn)：數(shù)字媒體遠(yuǎn)程教學(xué)或交互式教學(xué)教室。3.影視娛樂：利用數(shù)字媒體技術(shù)制作電影特技和變形效果是影視娛樂節(jié)目制作中最常用的技巧。2.商業(yè)廣告：利用數(shù)字媒體技術(shù)制作商業(yè)廣告是擴(kuò)大銷售范圍的有效途徑。4.醫(yī)療：醫(yī)療人員可以通過數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)充分利用各種形式的真實(shí)媒體資源來提高診療效率和質(zhì)量。5.旅游：在數(shù)字媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)輸入各地景點(diǎn)的詳細(xì)信息，就能足不出戶領(lǐng)略到各地美好的大自然風(fēng)光和風(fēng)土人情。6.人工資能模擬：人工智能模擬是計(jì)算機(jī)數(shù)字媒體技術(shù)科學(xué)的一個(gè)重要分支，它能對(duì)生物的形態(tài)、智能進(jìn)行模擬。7.辦公自動(dòng)化：影像代替紙張，計(jì)算機(jī)代替人工操作。7.通信：在網(wǎng)絡(luò)中交流和傳播信息，對(duì)現(xiàn)實(shí)工作、學(xué)習(xí)和生活提供了便利。1.5數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)2.數(shù)字媒體終端的部件化、

智能化和嵌入化

思考與練習(xí)1.什么是媒體、數(shù)字媒體、數(shù)字媒體技術(shù)、數(shù)字媒體系統(tǒng)？2.數(shù)字媒體的媒體元素有哪些？3.國(guó)際電信聯(lián)盟把媒體分成了哪幾類，各自具有什么特點(diǎn)？4.數(shù)字媒體技術(shù)有哪些主要特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)？5.數(shù)字媒體技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？6.數(shù)字媒體技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是什么？7.數(shù)字媒體計(jì)算機(jī)應(yīng)增加哪些方面的智能化？我們先來看一個(gè)典型的數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型：2.1數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮概述2.1.1、數(shù)據(jù)壓縮的概念

如圖示，一個(gè)數(shù)字傳輸系統(tǒng)包括信源編碼、信道編碼、調(diào)制、傳輸、解調(diào)、信道解碼、信源解碼幾個(gè)過程。信源編碼主要解決有效性(可用性)問題。信道編碼主要是解決可靠性(可能性)問題。信源編碼的目的便是數(shù)據(jù)壓縮，它構(gòu)成了數(shù)據(jù)壓縮的基礎(chǔ)。什么是數(shù)據(jù)壓縮呢？數(shù)據(jù)壓縮就是以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)出的信號(hào)，減少容納給定消息集合或數(shù)據(jù)采樣集合的信號(hào)空間。2.1.2、數(shù)據(jù)壓縮的必要性

為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮？舉例:1.一幅640×480、24位（bit）真彩色的圖像，其文件大小為：

640×480×24÷8＝921.6KB2.雙通道立體聲激光唱盤，采用脈沖碼調(diào)制采樣，采樣頻率為44.1KHz，采樣精度16位，其一秒鐘時(shí)間內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)量為：

44.1×1000×16×2÷8＝176.4KB

一個(gè)650MB的CD—ROM，大約可存1小時(shí)的音樂。3.對(duì)于彩色電視信號(hào)，設(shè)代表光強(qiáng)Y的帶寬為4.2MHz、色彩I為1.5MHz和色飽和度Q為0.5MHz，采樣頻率＞2倍原始信號(hào)頻率，各分量均被數(shù)字量化為8位，從而1秒鐘電視信號(hào)的數(shù)據(jù)量為：（4.2＋1.5＋0.5）×2×8/8＝12

MB

容量為650MB的CD—ROM僅能存1分鐘的原始電視數(shù)據(jù)。

若為高清晰度電視（HDTV）其1秒鐘數(shù)據(jù)量約為150MB（1.2Gbps÷8)，一張CD—ROM還存不下5秒鐘的HDTV圖像。⑴原始采樣的媒體數(shù)據(jù)量巨大⑵有效利用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量⑶提高通信線路的傳輸效率⑷消除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理視頻I/O瓶頸2.1.2、數(shù)據(jù)壓縮的必要性

數(shù)據(jù)為什么能壓縮？1.空間冗余

在同一個(gè)靜態(tài)圖象或畫面中，有部分區(qū)域數(shù)據(jù)值一樣或相差不大，這些數(shù)據(jù)形成空間的冗余，如右圖中下半部分。2.1.3、數(shù)據(jù)壓縮的可能性2.時(shí)間冗余

一段視頻的前后相鄰的2幀中會(huì)有大量的區(qū)域有相同或相近的數(shù)據(jù)，形成幀間的數(shù)據(jù)冗余（時(shí)間冗余）。如下圖中是前后3幀，可以看到很多部分?jǐn)?shù)據(jù)相差很小。3.結(jié)構(gòu)冗余

有些圖像從大體上看存在著非常強(qiáng)的紋理結(jié)構(gòu)，這些紋理具有較強(qiáng)的相似性稱此為結(jié)構(gòu)冗余。

4.知識(shí)冗余

有許多圖像的理解與某些基礎(chǔ)知識(shí)有相當(dāng)大的相關(guān)性。這類規(guī)律性的結(jié)構(gòu)可由先驗(yàn)知識(shí)和背景知識(shí)得到，我們稱此類冗余為知識(shí)冗余。

5.視覺冗余

人類視覺系統(tǒng)對(duì)圖像場(chǎng)的敏感性是非均勻和非線性的，人眼并不能察覺圖像場(chǎng)的所有變化，人類視覺系統(tǒng)的分辨能力約為64灰度等級(jí)，而一般圖像量化采用256灰度等級(jí)，這類冗余稱視覺冗余。6.圖像區(qū)域的相同性冗余圖像中的兩個(gè)或者多個(gè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的所有像素值相同或者相近，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)重復(fù)性存儲(chǔ)。7.紋理的統(tǒng)計(jì)冗余有些圖像紋理盡管不嚴(yán)格服從某個(gè)分布規(guī)律，但是在統(tǒng)計(jì)意義上服從這種規(guī)律。利用這種性質(zhì)可以減少表示圖像的數(shù)據(jù)量，所以被稱為紋理的統(tǒng)計(jì)冗余。1.圖像壓縮系統(tǒng)的組成由三部分組成：變換器、量化器和編碼器。2.1.4、數(shù)據(jù)壓縮的原理2.圖像壓縮說明視頻壓縮與語音相比，語音的數(shù)據(jù)量較小，且基本壓縮方法已經(jīng)成熟，目前的數(shù)據(jù)壓縮研究主要集中于圖像和視頻信號(hào)的壓縮方面。壓縮處理過程有兩個(gè)過程，編碼過程是將原始數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼進(jìn)行壓縮，以便存儲(chǔ)與傳輸；解碼過程是對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，還原為可以使用的數(shù)據(jù)。3.與壓縮相關(guān)的指標(biāo)衡量一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的好壞有四個(gè)重要的指標(biāo)：⑴壓縮比大：即壓縮前后所需要的信息存儲(chǔ)量之比要大。⑵算法簡(jiǎn)單：實(shí)現(xiàn)壓縮的算法簡(jiǎn)單，壓縮、解壓速度快，盡可能地做到實(shí)時(shí)壓縮解壓。⑶恢復(fù)效果好：恢復(fù)效果好，要盡可能地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。⑷壓縮能否用硬件實(shí)現(xiàn)。根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)冗余類型的不同，解碼后數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)是否完全一致、質(zhì)量有無損失來進(jìn)行分類，壓縮方法可被分為有有損壓縮和無無損壓縮兩大類。無損壓縮,又稱冗余壓縮.一般是利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性來進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，對(duì)數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)編碼，使得數(shù)據(jù)流經(jīng)壓縮后形成的代碼流總位數(shù)大大減少。無失真壓縮的特點(diǎn)是壓縮比較小，大約在2∶l至5∶l之間，主要用于文本數(shù)據(jù)、程序代碼和某些要求嚴(yán)格不丟失信息的環(huán)境中，常用的無失真壓縮編碼有如哈夫曼編碼等。

2.1.5、數(shù)據(jù)壓縮方法的分類有損壓縮,又稱熵壓縮允許一定程度的失真，會(huì)丟失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息，而且丟失的信息不可恢復(fù)，即解壓縮后并不能完全恢復(fù)成原來的數(shù)據(jù)，但是根據(jù)人的視覺和聽覺的主觀評(píng)價(jià)是可以接受的。

有損壓縮法的冗余壓縮取決于初始信號(hào)的類型、前后的相關(guān)性、信號(hào)的語義內(nèi)容等，壓縮比可以從幾到幾百倍，常用的有損壓縮編碼技術(shù)有預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、模型編碼、混合編碼方法等，主要用于壓縮圖像、聲音等信息。

常用的圖像和視頻壓縮方法如圖所示：熵的概念表示一條信息中真正需要編碼的信息量，即數(shù)據(jù)壓縮的理論極限。對(duì)于任何一種無損數(shù)據(jù)壓縮，最終的數(shù)據(jù)量一定大于信息熵，數(shù)據(jù)量越接近于熵值，說明其壓縮效果越好。2.2數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮的技術(shù)基礎(chǔ)信息熵如何計(jì)算：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是用二進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)的，現(xiàn)在要用0和1組成的二進(jìn)制數(shù)碼來為含有n個(gè)符號(hào)的某條信息編碼，假設(shè)符號(hào)Fn在整條信息中重復(fù)出現(xiàn)的概率為Pn，則該符號(hào)的熵En也即表示該符號(hào)所需的位數(shù)為：En=log2(1/Pn)=-log2(Pn)整條信息的熵E也即表示整條信息所需的位數(shù)為：E=∑En數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮方法根據(jù)不同的分類依據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)質(zhì)量有無損失可以分為兩大類：

有損壓縮（熵壓縮法）

無損壓縮（冗余壓縮法）2.3數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮方法

有損壓縮法也稱熵壓縮法，是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，解壓之后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)有所不同，但不會(huì)讓人對(duì)原始資料表達(dá)的信息造成誤解。

常用編碼有以下兩種：

預(yù)測(cè)編碼

變換編碼2.3.1、有損壓縮法預(yù)測(cè)編碼

根據(jù)離散信號(hào)之間存在著一定的相關(guān)性的特點(diǎn)，利用圖像像素的以往樣本值（前面一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)）對(duì)于新樣本值（下一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)）進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將樣本的實(shí)際值與其預(yù)測(cè)值相減得到一個(gè)誤差值(較小)，這樣可以用比較少的數(shù)碼進(jìn)行編碼得到較大的數(shù)據(jù)壓縮結(jié)果，達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的，因此預(yù)測(cè)編碼技術(shù)是一種有損壓縮方法。最常用的是差值脈沖編碼調(diào)制法，簡(jiǎn)稱為DPCM。1.脈沖編碼調(diào)制PCM均勻量化：采用相等的量化間隔處理采樣得到的信號(hào)值。非均勻量化：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)，大的輸入信號(hào)采用大的量化間隔，小的輸入信號(hào)采用小的量化間隔，這樣就可以在滿足精度要求的情況下用較少的位數(shù)來表示。2.差分脈沖編碼調(diào)制DPCM不對(duì)每一樣值都進(jìn)行量化，而是預(yù)測(cè)下一樣值，并量化實(shí)際值與預(yù)測(cè)值之間的差值進(jìn)行壓縮的方法。優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，容易硬件實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是對(duì)信道噪聲很敏感，會(huì)產(chǎn)生誤差擴(kuò)散。編碼器解碼器預(yù)測(cè)器預(yù)測(cè)器信道+-+輸出量化器接收端enen’+發(fā)送端xkek’ekx’’kx’kek’ek’x’kx’’k圖所示的是DPCM編、解碼系統(tǒng)原理圖

設(shè)xK為tK時(shí)刻的亮度取樣值，預(yù)測(cè)器根據(jù)tK時(shí)刻之前的樣本值x1，x2…，Xk-1對(duì)xK作預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值xK″，xK

與xK″之間的誤差為：

eK＝xK－xK″

（3－1）

接收端恢復(fù)的輸出信號(hào)為x’k是xK的近似值，兩者的誤差是：△xK＝xK－x’k

＝xK

–(xK″十eK″

)=xK

–(xK-eK十eK″

)＝eK－eK′（3－2）3.自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制ADPCM核心想法是：①利用自適應(yīng)的思想改變量化階的大小，即使用小的量化階(step-size)去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值，②使用過去的樣本值估算下一個(gè)輸入樣本的預(yù)測(cè)值，使實(shí)際樣本值和預(yù)測(cè)值之間的差值總是最小。變換編碼一種間接編碼方法，它將原始信號(hào)經(jīng)過數(shù)學(xué)上的正交變換后，得到一系列的變換系數(shù)，再對(duì)這些系數(shù)進(jìn)行量化、編碼、傳輸。變換編碼原理框圖變換編、解碼過程示意圖變換編碼技術(shù)技術(shù)上比較成熟，理論也比較完備，廣泛用于各種圖像數(shù)據(jù)壓縮，諸如單色圖像、彩色圖像、運(yùn)動(dòng)圖像、靜止圖像以及多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)中的電視幀內(nèi)圖像壓縮和幀間圖像壓縮等。正交變換的種類有很多種，例如傅立葉變換、沃爾什哈達(dá)瑪變換、正弦變換、余弦變換以及K-L變換等。

無損壓縮法也叫冗余壓縮法，無損壓縮是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)可以解壓縮，且解壓之后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)完全相同。

常用編碼有以下幾種：

有香農(nóng)-范諾編碼

哈夫曼編碼

行程編碼

算術(shù)編碼

詞典編碼

2.3.2、無損壓縮法香農(nóng)-范諾編碼——算法步驟：⑴將待編碼的符號(hào)按符號(hào)出現(xiàn)概率從大到小進(jìn)行排序。⑵將排好序的符號(hào)分成兩組，使這兩組符號(hào)概率和相等或盡可能的相近。⑶將第一組賦值為0，第二組賦值為1。⑷對(duì)每一組，只要不是一個(gè)符號(hào)，就重復(fù)步驟2的操作，否則操作完畢。香農(nóng)-范諾與哈夫曼編碼例2-1有一串由6個(gè)字母組成的長(zhǎng)度為50的字符串，字母分別A、B、C、D、E和F，其中A出現(xiàn)3次，B出現(xiàn)5次，C出現(xiàn)15次，D出現(xiàn)11次，E出現(xiàn)12次，F(xiàn)出現(xiàn)4次，請(qǐng)使用香農(nóng)-范諾對(duì)其進(jìn)行編碼。解題步驟：⑴使用下表列出字母在字符串中的概率統(tǒng)計(jì)

⑵首先對(duì)符號(hào)按出現(xiàn)次數(shù)的多少進(jìn)行排序，得下表所示。⑶然后對(duì)符號(hào)進(jìn)行分組，將其分為概率和最接近的兩組即為（C、E）和（D、B、F、A），其中（C、E）賦值為0，（D、B、F、A）賦值為1，依次遞歸下去。使用二叉樹左支為0，右支為1來進(jìn)行編碼，其最終實(shí)現(xiàn)如圖所示。⑷使用香農(nóng)-范諾編碼算法得到的編碼表，如下表所示。⑸總共需要4×3+3×5+2×15+2×11+2×12+4×4=119位，而如果用ASCII來進(jìn)行表示的話，至少要用到50×8=400位；如果用等長(zhǎng)碼3位二進(jìn)制來表示六個(gè)字母的話，這樣需用到50×3=150位，從這兩方面都實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。⑹再來看一看壓縮效果如何，這時(shí)就需來計(jì)算數(shù)據(jù)壓縮的極限—熵的值：哈夫曼（Huffman）編碼

在編長(zhǎng)碼中，對(duì)于出現(xiàn)概率大的信息符號(hào)編以短字長(zhǎng)的碼，對(duì)于出現(xiàn)概率小的信息符號(hào)編以長(zhǎng)字長(zhǎng)的碼，如果碼字長(zhǎng)度嚴(yán)格按照符號(hào)概率大小相反的順序排列，則平均碼字長(zhǎng)度一定小于按任何其他符號(hào)順序排列方式得到的碼字長(zhǎng)度。哈夫曼編碼

1.把事件（消息）按出現(xiàn)的概率由大到小排成一個(gè)序列。如P(1)＞P(2)＞P(3)＞…＞P(Sm-1)＞P(Sm)，即將信息源事件按概率遞減順序排列。

2.把其中兩個(gè)最小的概率P(Sm-1)，P(Sm)挑出來，且將事件“1”賦給其中最小的，即P(Sm)→1；事件“0”賦給另一稍大的即P(Sm-1)→0。哈夫曼編碼一般過程如下：3.把兩個(gè)最小概率相加作為新事件的概率，即求出P(Sm-1)，P(Sm)之和P(Si):

P(Si)=P(Sm-1)十P(Sm)

設(shè)P(Si)是對(duì)應(yīng)于一個(gè)新的消息的概率。

4.將P(Si)與上面未處理的（m－2）個(gè)消息P(Sm-2）的概率重新由大到小再排列，構(gòu)成一個(gè)新的概率序列。

5.重復(fù)步驟2），3），4），在每次合并信息源時(shí)，將被合并的信源分別賦“0”和“1”直到所有m個(gè)事件的概率均已全部合并處理為止。6.尋找從每一個(gè)信息源事件到概率總和為1處的路徑，對(duì)每一信息源事件寫出“1”、“0”序列（從樹根到信息源事件節(jié)點(diǎn)）作為碼字。

Huffman編碼的平均碼字長(zhǎng)度可以用下列公式求出：

這里的ni

，為第i個(gè)消息事件的碼字長(zhǎng)度，P(Si)為第i個(gè)消息出現(xiàn)的概率。舉一例子來說明這一編碼過程。信息源消息事件及其對(duì)應(yīng)的概率010.19010.370.50100.231010.09CBAFGEDH0.40.180.10.10.070.060.050.0410010110000010001010001000011信源符號(hào)概率Huffman碼編碼過程010.13011

根據(jù)哈夫曼的編碼規(guī)則，我們得到如表3-2所示：

由于8個(gè)消息事件A，B，C…，H的每個(gè)概率為已知，則哈夫曼碼的平均長(zhǎng)度L可按公式（3-6)計(jì)算為：L＝1×0.4十3×（0.18＋0.10）＋4×（0.10十0.06十0.07）十5×（0.05十0.04）＝2.61比特算術(shù)編碼1)算術(shù)編碼的基本原理

將編碼的信息表示成實(shí)數(shù)0和1之間的一個(gè)間隔，信息越長(zhǎng)，編碼表示它的間隔就越小，表示這一間隔所需的二進(jìn)制位數(shù)越多。2)算術(shù)編碼舉例

令high為編碼間隔的高端，low為編碼間隔的低端，range為編碼間隔的長(zhǎng)度，rangelow為編碼字符分配的間隔低端，rangehigh為編碼字符分配的間隔高端。初始high=1，low=0，range=high-low，一個(gè)字符編碼后新的low和high按下式計(jì)算：Low=low+range×rangelowHeigh=low+range×rangehigh采用靜態(tài)統(tǒng)計(jì)模型符號(hào)概率分配如下：字符：aeiou概率：0.20.30.10.20.2范圍：[0，0.2）[0.2，0.5）[0.5，0.6）[0.6，0.8）[0.8，1）設(shè)編碼的數(shù)據(jù)串為eai(1)在第一個(gè)字符e被編碼時(shí)，e的ranglow=0.2，rangehigh=0.5，因此：low=0+1×0.2=0.2high=0+1×0.5=0.5range=high-low=0.5-0.2=0.3此時(shí)分配給e的范圍為[0.2，0.5）(2)第二個(gè)字符a編碼時(shí)使用新生成范圍[0.2，0.5），a的rangelow=0，rangehigh=0.2，因此：Low=0.2+0.3×0=0.2high=0.2+0.3×0.2=0.26Range=0.06范圍變成[0.2，0.26）(3)對(duì)下一個(gè)字符i編碼，I的rangelow=0.5，rangehigh=0.6，則Low=0.2+0.06×0.5=0.23high=0.2+0.06×0.6=0.236即用[0.23，0.236）表示數(shù)據(jù)串eai。算術(shù)編碼過程的另一種表示10.20.50.60.80aeiou0.20.50.20.260.2360.23輸出:0.235算術(shù)編碼的解碼過程通過判斷哪一個(gè)符號(hào)能擁有我們已編碼的消息落在的空間來找出消息中的第一個(gè)符號(hào)。

(Number-rangelow)/range=>number上例的解碼過程:1.0.235落入[0.2,0.5)，找到第一個(gè)符號(hào)e。2.（0.235-0.2）/0.3=0.1167，落入[0，0.2），找到第二個(gè)符號(hào)a。3.（0.1167-0）/0.2=0.5335，落入[0.5，0.6），找到第三個(gè)符號(hào)i。譯碼的消息為：eai

自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)模型的算術(shù)編碼與解碼例假設(shè)某條信息中可能出現(xiàn)的字符只有a、b、c三種，要壓縮保存的信息為abba。解題步驟：在算術(shù)編碼中有幾個(gè)問題需要注意由于實(shí)際的計(jì)算機(jī)精度不可能無限長(zhǎng)，運(yùn)算中出現(xiàn)溢出是一個(gè)明顯的問題，可使用比例縮放方法解決。

算術(shù)編碼器對(duì)整個(gè)消息只產(chǎn)生一個(gè)碼字，這個(gè)碼字是在間隔[0，1]中的一個(gè)實(shí)數(shù)，因此譯碼器在接受到表示這個(gè)實(shí)數(shù)的所有位之前不能進(jìn)行譯碼。算術(shù)編碼也是一種對(duì)錯(cuò)誤很敏感的編碼方法，如果有一位發(fā)生錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)消息譯錯(cuò)。

在一幅圖像中具有許多顏色相同的圖塊。在這些圖塊中，許多行上都具有相同的顏色，或者在一行上有許多連續(xù)的像素都具有相同的顏色值。在這種情況下就不需要存儲(chǔ)每一個(gè)像素的顏色值，而僅僅存儲(chǔ)一個(gè)像素的顏色值，以及具有相同顏色的像素?cái)?shù)目即可，或者存儲(chǔ)一個(gè)像素的顏色值，以及具有相同顏色值的行數(shù)。這種壓縮編碼稱為行程長(zhǎng)度編碼，用RLE(RunLengthEncoding)表示，具有相同顏色并且是連續(xù)的像素?cái)?shù)目稱為行程長(zhǎng)度。

行程編碼對(duì)一幅兩維圖像F（i，j）作水平掃描后得到的部分像素的像素值

用RLE對(duì)這一行數(shù)據(jù)編碼后得到的碼字表：

RLE編碼壓縮編碼技術(shù)尤其適用于：

計(jì)算機(jī)生成的圖形圖像和黑白二值圖像的編碼，解壓縮速度很快。RLE的壓縮率的大小取決于圖像本身的特點(diǎn)，可以得到較大的壓縮比。對(duì)復(fù)雜的圖像不適宜用RLE進(jìn)行編碼。原始數(shù)據(jù)所需存儲(chǔ)空間:50×3B+2×3B+1×3B+9×3B+72×3B=402BRLE編碼后得到的代碼為：

50（200,30,100）2（255,255,255）1（0,5,5）9（0,0,0）72（200,30,100）編碼后需存儲(chǔ)空間（行程長(zhǎng)度值用2B表示）2B+3B+2B+3B+2B+3B+2B+3B+2B+3B=25B壓縮比率：402:25=16.08:1LZW是詞典編碼的一種?；驹硎鞘紫冉⒁粋€(gè)字符串表，把每一個(gè)第一次出現(xiàn)的字符串放入串表中，并用一個(gè)數(shù)字來表示，這個(gè)數(shù)字與此字符串在串表中的位置有關(guān)，將這個(gè)數(shù)字存入壓縮文件中，如果這個(gè)字符串再次出現(xiàn)時(shí)，即可用表示它的數(shù)字來代替，并將這個(gè)數(shù)字存入文件中。壓縮完成后將串表丟棄。詞典編碼數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的壓縮主要是指對(duì)音頻、圖像和視頻等數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的壓縮。

2.4.1音頻數(shù)據(jù)的壓縮2.4.2靜態(tài)圖像的壓縮2.4.3動(dòng)態(tài)圖像的壓縮

2.4數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的壓縮

視頻信號(hào)壓縮就是從時(shí)間域、空間域兩方面去除冗余信息，將可推知的信息去掉。動(dòng)態(tài)圖像壓縮技術(shù)幀內(nèi)編碼幀間編碼去掉圖像的空間冗余去掉圖像的時(shí)間冗余MPEG標(biāo)準(zhǔn)H.261標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)圖像壓縮及MPEG標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)圖像壓縮的基本思路

幀與幀畫面之間存在相關(guān)性，將相鄰的兩幀的相應(yīng)點(diǎn)的像素值相減（稱為差異幀），再用靜態(tài)圖像的壓縮方法進(jìn)行壓縮，得到相當(dāng)大的壓縮比。MPEG壓縮原理1.動(dòng)態(tài)圖像特點(diǎn)動(dòng)態(tài)圖像以每秒25幀播放，在如此短的時(shí)間內(nèi)，畫面通常不會(huì)有大的變化；在畫面中變化的只是運(yùn)動(dòng)的部分，靜止的部分往往占有較大的面積；即使是運(yùn)動(dòng)的部分，也多為簡(jiǎn)單的平移。壓縮原理：記錄某一幀，對(duì)于隨后的幀只記錄和前一幀不同；播放時(shí)，根據(jù)前一幀的畫面和兩幀的不同構(gòu)造出當(dāng)前畫面。2.壓縮中的問題如果只保留第一幀，其他幀采用差異幀。那么后面的每一幀都需要從前一幀計(jì)算出來，恢復(fù)時(shí)也必需一幀幀順序進(jìn)行。這樣就無法想跳到哪一點(diǎn)就從哪一點(diǎn)進(jìn)行播放。一旦某一幀數(shù)據(jù)出了問題，后面的幀更無法恢復(fù)。由于差異幀的壓縮是有損的。上述方式在壓縮和解壓縮時(shí)將發(fā)生誤差的積累，積累到一定程度勢(shì)必造成很大的失真。3.解決方法每隔若干幀（如30幀）之后記錄一幅原始（完整）幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)氖噶克惴∕PEG標(biāo)準(zhǔn)分成MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)三大部分。MPEG算法除了對(duì)單幅圖像進(jìn)行編碼外(幀內(nèi)編碼)，利用圖像序列的相關(guān)特性去除幀間圖像冗余，大大提高了動(dòng)態(tài)圖像的壓縮比。壓縮比可達(dá)到60-100倍。動(dòng)態(tài)圖像的MPEG標(biāo)準(zhǔn)

視頻圖像壓縮的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是MPEG(MovingPictureExpertsGroup)于1990年形成的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案(簡(jiǎn)稱MPEG標(biāo)準(zhǔn))。

MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7等。流行的數(shù)據(jù)壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：JPEG-靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)：

目前網(wǎng)站上80%的圖像都是采用JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

2.MPEG-運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)：

MPEG-1（常用于VCD壓縮）

MPEG-2（常用于DVD壓縮）

MPEG-4（常用于移動(dòng)通信）

3.H.261-視頻通信編碼標(biāo)準(zhǔn)：思考與練習(xí)

1.為什么要進(jìn)行數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮？2.數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性和可能性是什么？3.數(shù)字媒體數(shù)據(jù)存在的冗余種類有哪些？4.數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本原理是什么？5.音頻數(shù)據(jù)壓縮的特點(diǎn)是什么？6.MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)有哪些，各自的特點(diǎn)是什么？7.H.26L壓縮標(biāo)準(zhǔn)的基本特點(diǎn)是什么？8.什么是有損壓縮和無損壓縮，分別應(yīng)用在什么場(chǎng)合？9.數(shù)據(jù)壓縮中編碼是如何實(shí)現(xiàn)的，基于什么原則？

10.常見的無損壓縮有哪些？它們的基本思想是什么？

3.1色彩基礎(chǔ)知識(shí)3.2圖像處理基礎(chǔ)3.3圖像處理軟件PhotoshopCC第3章數(shù)字圖像信息處理3.1.2色彩模式3.1.1色彩3.1色彩基礎(chǔ)知識(shí)3.1.1色彩色彩就是當(dāng)光線照射到物體后使視覺神經(jīng)產(chǎn)生的感受。認(rèn)識(shí)色彩

色彩的產(chǎn)生重要是因?yàn)槿搜劢邮諄碜晕矬w表面或內(nèi)部對(duì)于光源的反射或透射，因此色彩是由光、物體特性與人眼視覺機(jī)構(gòu)等3大因素所涵蓋。1色彩三要素色相、明度、飽和度色相：不同波長(zhǎng)的光刺激所引起的不同顏色心理反應(yīng)。明度：光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺。飽和度：是指顏色的純度，或者說顏色的深淺程度，即摻入白光的程度。例如，當(dāng)紅色加進(jìn)白光后，由于飽和度降低，紅色被沖淡成粉紅色。2色彩三原色色彩三原色也叫三基色，是根據(jù)人眼對(duì)彩色視覺的大量實(shí)驗(yàn)得出的?；腔楠?dú)立的單色，任一基色都不能由其他兩種基色混合產(chǎn)生。選擇紅、綠、藍(lán)三種互相獨(dú)立的基色，按照不同比例組合，可以配出自然界中的各種顏色。3色彩對(duì)比色彩對(duì)比是圖像處理常用的手法，目的在于突出主題或核心文字、標(biāo)志以及陪襯出畫面的內(nèi)容和意圖等。色彩對(duì)比包括明度對(duì)比、色相對(duì)比、純度對(duì)比、冷暖對(duì)比、補(bǔ)色對(duì)比、黑白灰對(duì)比、色彩的面積大小對(duì)比等。通常情況下，色彩對(duì)比主要指色彩的冷暖對(duì)比。圖像畫面從色調(diào)上劃分，可分為冷調(diào)和暖調(diào)兩大類。紅、橙、黃為曖調(diào)，青、藍(lán)、紫為冷調(diào)，綠為中間調(diào)，不冷也不暖。圖像中暖色調(diào)有前進(jìn)感，冷色調(diào)有后退感。色彩對(duì)比的規(guī)律是：在暖色調(diào)的環(huán)境中，冷色調(diào)的主體醒目，在冷調(diào)的環(huán)境中，暖調(diào)主體最突出。4色彩情感

色彩情感指不同波長(zhǎng)色彩的光信息作用于人的視覺器官，通過視覺神經(jīng)傳入大腦后，經(jīng)過思維，與以往的記憶及經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)想，從而形成一系列的色彩心理反應(yīng)。

內(nèi)容色彩具體事物的類似性抽象心情的象征性紅火、鮮血、紅旗熱情、喜慶、幸福、革命、活力橙橙子、桔子、木瓜、晚霞、秋葉溫情、活潑、甜美、明朗、時(shí)尚黃檸檬、香蕉、油菜花、糕點(diǎn)、黃金光明、高貴、輕快、希望、智慧綠草地、森林、綠葉青春、新鮮、清爽、安靜、和平藍(lán)大海、天空平靜、理智、清潔、沉默、透明紫葡萄、茄子高貴、神秘、優(yōu)雅、尊嚴(yán)、壓迫白白云、白雪、白紙純潔、高雅、衛(wèi)生、神圣、明快黑煤炭、黑發(fā)、墨、黑夜深沉、嚴(yán)肅、死亡、剛健、冷淡灰霧霾天氣、混泥土、冬天的天空中庸、平凡、憂郁、沉默、絕望顏色色彩聯(lián)想表5顏色深度指存儲(chǔ)每個(gè)像素顏色所用的位數(shù)，決定彩色圖像的每個(gè)像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像的每個(gè)像素可能有的的灰度級(jí)別。常用的色彩深度有1位、8位、24位和32位。一個(gè)1位的圖像包含多少種顏色？一幅圖像的顏色深度為8位，則可以顯示的顏色數(shù)目是多少？一幅彩色圖像的每個(gè)像素由R、G、B三個(gè)分量表示，若每個(gè)分量用8位，則每個(gè)像素的顏色范圍是多少？3.1.2色彩模式

像素顏色的合成方法，是色彩的表達(dá)形式，用于描述和重現(xiàn)色彩。色彩模式

用于表現(xiàn)顏色的一種數(shù)學(xué)算法，是一種將顏色表示為一組數(shù)字的抽象的數(shù)學(xué)模型。不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用不同的色彩模式。幾種常見的色彩模式：RGB模式CMYK模式Lab模式HSB模式位圖模式灰度模式索引顏色模式雙色調(diào)模式多通道模式3.2.2圖像的特點(diǎn)3.2.1圖像的基本概念3.2圖像處理基礎(chǔ)3.2.3圖像的基本類型3.2.4灰度圖與彩色圖3.2.5像素與分辨率3.2.6圖像數(shù)據(jù)量3.2.7圖像文件格式3.2.1

圖像的基本概念什么是圖像？一個(gè)區(qū)域內(nèi)帶有屬性的像素點(diǎn)集合。數(shù)據(jù)來源：由輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景畫面?？臻g圖像函數(shù)的表示方法：G=f（x,y,z,λ,t）實(shí)際圖像是連續(xù)的，計(jì)算機(jī)只能處理離散的數(shù)字圖像，所以要對(duì)連續(xù)圖像采樣和量化以得到離散的數(shù)字圖像。圖像3.2.2

圖像的特點(diǎn)

圖像是由一些排列的像素組成的，在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式一般數(shù)據(jù)量比較大。它除了可以表達(dá)真實(shí)的照片外，也可以表現(xiàn)復(fù)雜繪畫的某些細(xì)節(jié)，并具有靈活、富有創(chuàng)造力等特點(diǎn)。3.2.3

圖像的基本類型

圖像，來至于主觀世界，由人主觀制造出來的作品，例如照片、圖紙和人們創(chuàng)作的各種美術(shù)作品等，對(duì)于這一類圖，只能靠使用掃描儀、數(shù)字照相機(jī)或攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)字化輸入后，才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行間接處理。3.2.4

灰度像與彩色圖

灰度圖和彩色圖灰度圖：指圖像色彩是由黑色到白色逐漸變化的灰度構(gòu)成?；叶燃?jí)：黑色到白色間的灰色分為不同的級(jí)別。常用的灰度級(jí)有二級(jí)，256級(jí)。單色圖像：只有黑白兩種顏色的圖像。彩色圖像：按顏色的數(shù)目來劃分，可分為256色和真彩色。640*480單色灰度圖像，容量為37.5kB640*480，256級(jí)灰度圖像，容量為300kB640*480真彩色圖像，容量為900kB3.2.5

像素與分辨率影響圖像的質(zhì)量?

顯示屏上能夠顯示出的像素?cái)?shù)目。屏幕能夠顯示的像素越多，說明顯示設(shè)備的分辨率越高，顯示圖像質(zhì)量也越高。例如，顯示分辨率為640*480，1920*1080，3840*2160等。

圖像中每單位打印長(zhǎng)度顯示的像素?cái)?shù)目，通常用像素/英寸表示。或是一幅圖像在橫向和縱向上的像素?cái)?shù)目乘積來表示。一幅圖的像素密度越高，則圖像的分辨率越高，圖像越逼真。例如，圖像分辨率72dpi(每英寸點(diǎn)數(shù)），1024*768顯示分辨率圖像分辨率圖像文件大小的計(jì)算公式：文件字節(jié)數(shù)=圖像分辨率*圖像深度/8例如，一幅圖像分辨率為640*480的24位真彩色圖像的文件大小為：640*480*24/8=921，600字節(jié)圖像分辨率3.2.6

圖像數(shù)據(jù)量

圖像數(shù)據(jù)量，即為圖像文件的大小，是指磁盤上存儲(chǔ)整幅圖像所占的字節(jié)數(shù)。

圖像數(shù)據(jù)大小可用下面的公式來估算：圖像數(shù)據(jù)量=圖像分辨率（寬×高）×顏色深度/8（Byte）例如，一副800×600的真彩色圖像，未壓縮的原始數(shù)據(jù)量為：800×600×24/8=1440000B=1440KB3.2.7

圖像文件格式圖像在存儲(chǔ)媒體中存儲(chǔ)的格式，稱為文件格式。圖像文件的存儲(chǔ)格式有：BMP、JPG

/JPEG、GIF、PSD、PNG、TIFF、PDF等。3.3圖像處理軟件PhotoshopCCPhotoshopCC是Adobe公司開發(fā)并不斷推陳出新的圖像處理軟件，它支持真彩色和灰度模式的圖像，可以針對(duì)圖像進(jìn)行多種操作，如復(fù)制、粘貼、修飾、色彩調(diào)整、編輯、創(chuàng)建、合成、分色與濾鏡等，并給出了許多增強(qiáng)圖像的特殊手段，可廣泛地應(yīng)用于美術(shù)設(shè)計(jì)、廣告制作、計(jì)算機(jī)圖像處理、旅游風(fēng)光展示等領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理的有力工具。3.3.2PhotoshopCC操作3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3圖像處理軟件PhotoshopCC3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3.2PhotoshopCC操作PhotoshopCC操作詳見教材：打開PhotoshopCC軟件以后，先詳細(xì)的介紹各個(gè)工具和功能模塊的使用，然后按照教材的詳細(xì)案例進(jìn)行操作。思考與練習(xí)

1.當(dāng)紅光摻入白光之后，其色相、飽和度和亮度分別有什么變化？2.什么是色彩三要素，它的基本性質(zhì)是什么？3.什么是三基色原理？任何三種顏色都可以作為基色嗎？4.構(gòu)成位圖圖像的基本單位是什么？5.什么是圖像，它的基本特點(diǎn)是什么？6.位圖圖像的主要屬性是什么？7.常用的圖像文件格式有哪些？各有什么特點(diǎn)？8.Adobe系列軟件涵蓋了所能想到的圖片處理的各種效果，而在Adobe系列軟件中，什么軟件是最適合、最專業(yè)的照片處理軟件？9.在

PhotoshopCC中可以對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小和旋轉(zhuǎn)的是什么命令？10.利用“色相/飽和度”命令可以調(diào)整整個(gè)圖像或圖像中單個(gè)顏色成分的什么？第4章數(shù)字音頻技術(shù)知識(shí)點(diǎn):4.1音頻的相關(guān)概述4.2音頻數(shù)字化技術(shù)4.3聲卡4.4音頻信息處理編輯4.5數(shù)字音頻文件格式4.6數(shù)字音頻編輯軟件

AdobeAuditionCS64.1音頻的相關(guān)概述4.1.1聲音的基本特點(diǎn)4.1.2數(shù)字音頻的音質(zhì)與數(shù)據(jù)量4.1.3道數(shù)

聲音是由空氣中分子的振動(dòng)而產(chǎn)生的。自然界的聲音是一個(gè)隨時(shí)間而變化的連續(xù)信號(hào)，可近似地看成是一種周期性的函數(shù)。通常用模擬的連續(xù)波形描述聲波的形狀，單一頻率的聲波可用一條正弦波表示，如下圖所示。

振幅周期基線聲音的概念

模擬音頻信號(hào)的兩個(gè)重要參數(shù)頻率：每秒鐘波峰所發(fā)生的數(shù)目，單位為Hz或kHz。頻率大，聲音細(xì)尖；頻率小，聲音粗低。語音信號(hào)的頻率范圍為300Hz~3000Hz。振幅：從信號(hào)的基線到波峰的距離。決定了信號(hào)的強(qiáng)弱程度，強(qiáng)度用dB表示，分貝的幅度就是音量。另外兩個(gè)概念周期：完成一次振動(dòng)所需要的時(shí)間，用T表示。帶寬：頻率覆蓋的范圍，指復(fù)合信號(hào)。

用聲音錄制軟件記錄的英文單詞“Hello”的語音實(shí)際波形1.聲音的傳播2.聲音的三要素4.１.1聲音的基本特點(diǎn)音調(diào)：人對(duì)聲波頻率的主觀屬性。音色：聲波波形的主觀屬性。純音：振幅和頻率不變的聲音信號(hào)復(fù)合音：聲音信號(hào)由不同的振幅與頻率合成而得到。語音是特殊的復(fù)合音。音強(qiáng)：聲波振幅的主觀屬性。聲音的三要素?cái)?shù)字音頻的音質(zhì)好壞，取決于采樣頻率的高低、表示聲音的基本數(shù)據(jù)位數(shù)和聲道形式。音質(zhì)越好，則該文件的數(shù)據(jù)量越大。數(shù)據(jù)量與采樣頻率、數(shù)據(jù)位數(shù)以及聲道數(shù)的關(guān)系如下：數(shù)據(jù)量=采樣頻率×數(shù)據(jù)位數(shù)×聲道數(shù)/8

1.音質(zhì)

2.數(shù)據(jù)量

3.CD-DA音頻文件4.１.2數(shù)字音頻的音質(zhì)與數(shù)據(jù)量聲音通道的個(gè)數(shù)稱為聲道數(shù)，是指一次采樣所記錄產(chǎn)生的聲音波形個(gè)數(shù)。記錄聲音時(shí)，如果每次生成一個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為單聲道；每次生成兩個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為雙聲道（立體聲）。隨著聲道數(shù)的增加，所占用的存儲(chǔ)容量也成倍增加。常用的聲道有以下三種：

1.單聲道

2.立體聲

3.四聲道環(huán)繞4.１.3聲道數(shù)4.2音頻數(shù)字化技術(shù)4.2.1數(shù)字音頻的采樣4.2.2數(shù)字音頻的量化4.2.3數(shù)字音頻的編碼4.2.4數(shù)字音頻的優(yōu)勢(shì)

聲波是隨時(shí)間而連續(xù)變化的物理量，通過能量轉(zhuǎn)換裝置，可用隨聲波變化而改變的電壓或電流信號(hào)來模擬。以模擬電壓的幅度來表示聲音的強(qiáng)弱。為使計(jì)算機(jī)能處理音頻，必須對(duì)聲音信號(hào)數(shù)字化。模擬音頻信號(hào)數(shù)字化過程如下圖所示。聲音信號(hào)數(shù)字化過程1.采樣定理——在一定的條件下，用離散序列可以完全代表一個(gè)連續(xù)函數(shù)。2.采樣過程是每隔一定時(shí)間間隔在模擬聲音的波形上取一個(gè)幅度值，把時(shí)間上的連續(xù)信號(hào)變成時(shí)間上的離散信號(hào)。3.采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本。采樣頻率越高，對(duì)波形的表示越精確。4.2.1數(shù)字音頻的采樣

采樣頻率

采樣頻率是指一秒鐘時(shí)間內(nèi)采樣的次數(shù)。在計(jì)算機(jī)多媒體音頻處理中，采樣頻率通常采用三種：11.024KHz(語音效果)、22.04KHz(音樂效果)、44.1KHz(高保真效果)。常見的CD唱盤的采樣頻率即為44.1KHz。

Nyquist采樣定律：采樣頻率至少應(yīng)該是聲音信號(hào)最大頻率的兩倍,才能保證采樣后的數(shù)字化是沒有損失的。例如，CD唱片的采樣頻率為44.1kHz，也就是能夠捕獲聲音頻率高達(dá)22050Hz的信號(hào)。量化是對(duì)聲波波形幅度的數(shù)字化表示，即用多少二進(jìn)制位來表示聲音波形的幅度，這實(shí)際上是在振幅軸上的離散化。量化過程是先將采樣后的信號(hào)按整個(gè)聲波的幅度劃分成有限個(gè)區(qū)段的集合，把落入某個(gè)區(qū)段的樣值歸為一類，并賦予相同的量化值。4.2.2數(shù)字音頻的量化

量化位數(shù) 量化位數(shù)也稱“量化精度”，是描述每個(gè)采樣點(diǎn)樣值的二進(jìn)制位數(shù)。例如，8位量化位數(shù)表示每個(gè)采樣值可以用28即256個(gè)不同的量化值之一來表示，而16位量化位數(shù)表示每個(gè)采樣值可以用216即65536個(gè)不同的量化值之一來表示。常用的量化位數(shù)為8位、16位、32位。采樣率為2000Hz，量化等級(jí)為20的采樣量化過程采樣率為4000Hz，量化等級(jí)為40的采樣量化過程采樣頻率越高，量化位數(shù)越大，聲音質(zhì)量越好，所占用的存儲(chǔ)空間也越大。

編碼是按照一定的數(shù)據(jù)格式把經(jīng)過采樣和量化得到的離散數(shù)據(jù)記錄下來，并在有用的數(shù)據(jù)中加入一些用于糾錯(cuò)、同步和控制的數(shù)據(jù)（含數(shù)據(jù)的壓縮）存放到計(jì)算機(jī)。

編碼分類

（1）波形編碼

（2）參數(shù)編碼

（3）混合編碼4.2.3數(shù)字音頻的編碼

經(jīng)采樣、量化和編碼后，模擬音頻信號(hào)變成數(shù)字音頻信號(hào)。相對(duì)于模擬音頻信號(hào)，數(shù)字音頻信號(hào)有如下優(yōu)勢(shì)。1.精度高2.無損失復(fù)制3.利于編輯4.多種存儲(chǔ)選擇5.壓縮減少數(shù)據(jù)量6.保密性強(qiáng)7.檢索方便快捷8.可靠性強(qiáng)9.易于大規(guī)模集成10.適合于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，便于信息傳遞和共享

4.2.4數(shù)字音頻的優(yōu)勢(shì)4.3聲卡4.3.1聲卡的基本功能4.3.2聲卡的工作原理和基本結(jié)構(gòu)4.3.3聲卡的分類4.3.4聲卡的安裝和使用4.3.1聲卡的基本功能

聲卡的基本功能主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.錄制回放數(shù)字聲音文件2.壓縮和解壓縮聲音數(shù)據(jù)3.語音合成與語音識(shí)別技術(shù)4.A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換5.控制各聲源的音量和混音功能6.MIDI音樂的合成4.3.2聲卡的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

1.聲卡的工作原理2.聲卡的基本結(jié)構(gòu)：

（1）聲音控制芯片

（2）數(shù)字信號(hào)處理器

（3）FM合成芯片

（4）波形合成表

（5）波表合成器芯片

（6）跳線4.3.3聲卡的分類1.板卡式聲卡2.集成式聲卡3.外置式聲卡4.3.4聲卡的安裝和使用1.內(nèi)置聲卡的安裝2.外置聲卡的安裝3.軟件的安裝1.CD格式

CD音樂格式，擴(kuò)展名CDA，其取樣頻率為44.1kHz，16位量化位數(shù)，跟WAV一樣，但CD存儲(chǔ)采用了音軌的形式，又叫“紅皮書”格式，記錄的是波形流，是一種近似無損的格式。2.WAV格式

微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，跟CD一樣，對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳播。4.4數(shù)字音頻文件格式3.MP3格式

全稱是MPEG-1AudioLayer3，它在1992年合并至MPEG規(guī)范中。MP3能夠以高音質(zhì)、低采樣率對(duì)數(shù)字音頻文件進(jìn)行壓縮。換句話說，音頻文件(主要是大型文件，比如WAV文件）能夠在音質(zhì)丟失很小的情況下(人耳根本無法察覺這種音質(zhì)損失)把文件壓縮到更小的程度。4.RA/RM/RMX格式

RA（RealAudio）是由RealNetworks公司推出的一種新型流式音頻文件格式。它包含在RealMedia中，主要適用于網(wǎng)絡(luò)上的在線播放。Real的音頻文件格式主要有RA（RealAudio）、RM（RealMedia）、RMX（RealAudioSecured）。這些格式的特定是可以隨網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同而改變聲音的質(zhì)量，在保證大多數(shù)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質(zhì)。5.MIDI格式

MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的縮寫，又稱作樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂/電子合成樂器的統(tǒng)一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。它定義了計(jì)算機(jī)音樂程序、數(shù)字合成器及其它電子設(shè)備交換音樂信號(hào)的方式，規(guī)定了不同廠家的電子樂器與計(jì)算機(jī)連接的電纜和硬件及設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，可以模擬多種樂器的聲音。MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI文件中存儲(chǔ)的是一些指令。把這些指令發(fā)送給聲卡，由聲卡按照指令將聲音合成出來。6.WMA格式

WMA（WindowsMediaAudio）是微軟在互聯(lián)網(wǎng)音頻、視頻領(lǐng)域的力作。WMA格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達(dá)到更高的壓縮率目的，其壓縮率一般可以達(dá)到1:18。7.AIFF格式

AIFF是音頻交換文件格式（AudioInterchangeFileFormat）的英文縮寫，是一種文件格式存儲(chǔ)的數(shù)字音頻（波形）的數(shù)據(jù)，是Apple蘋果電腦上面的標(biāo)準(zhǔn)音頻格式，AIFF應(yīng)用于個(gè)人電腦及其它電子音響設(shè)備以存儲(chǔ)音樂數(shù)據(jù)。AIFF支持ACE2、ACE8、MAC3和MAC6壓縮，支持16位44.1kHz立體聲。8.AU格式

這是為UNIX系統(tǒng)開發(fā)的一種音樂格式，和WAV非常相像，在大多數(shù)的音頻編輯軟件中也都支持它們這幾種常見的音樂格式。在JAVA自帶的類庫(kù)中能得到播放支持。4.5數(shù)字音頻編輯軟件AdobeAuditionCS6

AdobeAudition是集音頻錄制、混合、編輯和控制于一身的音頻處理工具軟件。它功能強(qiáng)大，控制靈活，使用它可以錄制、混合、編輯和控制數(shù)字音頻文件。也可輕松創(chuàng)建音樂、制作廣播短片、修復(fù)錄制缺陷。通過與Adobe視頻應(yīng)用程序的智能集成，還可將音頻和視頻內(nèi)容結(jié)合在一起。使用AdobeAudition軟件，將獲得實(shí)時(shí)的專業(yè)級(jí)效果。

4.5數(shù)字音頻編輯軟件AdobeAuditionCS6

4.5.2AdobeAuditionCS6操作4.5.1AdobeAuditionCS6工作界面4.5.1AdobeAuditionCS6工作界面4.5.1AdobeAuditionCS6操作AdobeAuditionCS6操作詳見教材：打開AdobeAuditionCS6軟件以后，先詳細(xì)的介紹各個(gè)工具和功能模塊的使用，然后按照教材的詳細(xì)案例進(jìn)行操作。思考與練習(xí)

1.大多數(shù)人能夠聽到的頻率范圍是多少？2.闡述聲卡應(yīng)具有哪些基本功能？

3.列舉一些常見的聲音文件格式，并簡(jiǎn)單說明比較。4.在AdobeAuditionCS6中如何分別在波形和多軌混音界面下錄音？5.在AdobeAuditionCS6中如何編輯音頻波形？6.在網(wǎng)上下載2首音樂，通過剪輯技術(shù)將其時(shí)間長(zhǎng)度改為35秒，并保存為MP3格式。7.制作一段3首以上的音樂串燒文件，并進(jìn)行淡入淡出效果的實(shí)現(xiàn)。8.準(zhǔn)備一段對(duì)話，并為對(duì)話中的不同角色配音。9.自制一段有多種聲音和朗誦的混音效果。10.為一部動(dòng)畫片制作一段背景音效。

第5章計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作技術(shù)知識(shí)點(diǎn):5.1動(dòng)畫的相關(guān)概述5.2二維動(dòng)畫制作軟件FLASHCS65.1動(dòng)畫的相關(guān)概述5.1.1動(dòng)畫的基本概念5.1.2動(dòng)畫的視覺原理5.1.2動(dòng)畫的分類5.1.3動(dòng)畫的特點(diǎn)5.1.3動(dòng)畫文件格式5.１.1動(dòng)畫的基本概念

動(dòng)畫是一種動(dòng)態(tài)藝術(shù)，是把人物的表情和動(dòng)作等變換分解成一系列內(nèi)容相關(guān)又有所不同的畫面，以一定速率連續(xù)放映，形成運(yùn)動(dòng)的畫面。5.１.2動(dòng)畫的視覺原理

醫(yī)學(xué)上已經(jīng)證明，人的眼睛具有“視覺暫留”的特性，就是說人的眼睛看到一幅畫面或一個(gè)物體后，在1/24秒內(nèi)不會(huì)消失。利用這一原理，在一幅畫面還沒有消失前播放下一幅畫面，就會(huì)給人形成一種流暢的視覺變化效果。因此，動(dòng)畫就是根據(jù)這一原理，通過連續(xù)播放一系列畫面，使人形成連續(xù)變化的視覺效果。按制作技術(shù)和手段分為：以手工繪制為主的傳統(tǒng)動(dòng)畫和以計(jì)算機(jī)制作為主的電腦動(dòng)畫按空間的視覺效果分為：二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫按播放效果分為：順序動(dòng)畫和交互式動(dòng)畫按常用動(dòng)畫軟件中用到的方法和技術(shù)分為：幀動(dòng)畫、造型動(dòng)畫、路徑動(dòng)畫、關(guān)鍵幀動(dòng)畫和變形動(dòng)畫。5.１.3動(dòng)畫的分類幀動(dòng)畫是一種容易理解但操作比較復(fù)雜的動(dòng)畫類型。要求繪制一系列運(yùn)動(dòng)圖片，然后將這些圖片導(dǎo)入到Flash中，并逐幀放置。

第1幀和第8幀是關(guān)鍵幀，其余各幀(2-7幀)可由插值算法生成

造型動(dòng)畫

造型動(dòng)畫是對(duì)每個(gè)活動(dòng)的對(duì)象分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，并構(gòu)造每一對(duì)象的特征，然后用這些對(duì)象組成完整的畫面，這些對(duì)象在設(shè)計(jì)要求下實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，最后形成連續(xù)的動(dòng)畫過程。路徑動(dòng)畫路徑動(dòng)畫就是由用戶根據(jù)需要設(shè)定好一個(gè)路徑后，使場(chǎng)景中對(duì)象沿著路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。比如模擬飛機(jī)的飛行，魚的游動(dòng)都可以使用路徑動(dòng)畫來制作。運(yùn)動(dòng)路徑是用戶畫出的動(dòng)畫對(duì)象運(yùn)動(dòng)的曲線，由關(guān)鍵點(diǎn)控制。運(yùn)動(dòng)路徑設(shè)計(jì)

關(guān)鍵幀動(dòng)畫關(guān)鍵幀技術(shù)來源于傳統(tǒng)的動(dòng)畫制作。出現(xiàn)在動(dòng)畫片中的一段連續(xù)畫面實(shí)際上是由一系列靜止的畫面來表現(xiàn)的，制作過程中并不需要逐幀繪制，只需從這些靜止畫面中選出少數(shù)幾幀加以繪制。被選出的畫面一般都出現(xiàn)在動(dòng)作變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，對(duì)這段連續(xù)動(dòng)作起著關(guān)鍵的控制作用，因此稱為關(guān)鍵幀(KeyFrame)。繪制出關(guān)鍵幀之后，再根據(jù)關(guān)鍵幀插入中間畫面，就完成了動(dòng)畫制作。

第1幀和第8幀是關(guān)鍵幀，其余各幀(2-7幀)可由插值算法生成

變形動(dòng)畫（形狀補(bǔ)間動(dòng)畫）是指元素的外形發(fā)生較大的變化。例如，圖形的移動(dòng)、縮放、形狀漸變、色彩漸變等動(dòng)畫。變形動(dòng)畫示例

5.１.4動(dòng)畫的特點(diǎn)1.動(dòng)畫的技術(shù)特性2.動(dòng)畫的工藝特性3.動(dòng)畫的審美特性4.動(dòng)畫的功能特性5.１.5動(dòng)畫文件格式1.GIF文件格式(.gif)需要強(qiáng)調(diào)的是GIF文件格式無法存儲(chǔ)聲音信息，只能形成“無聲動(dòng)畫”。2.FLC文件格式(.fli/.flc)FLC文件格式是Autodesk公司在出品的動(dòng)畫制作軟件中采用的彩色動(dòng)畫文件格式。FLI是最初基于320×200分辨率的動(dòng)畫文件格式，而FLC則是FLI的進(jìn)一步擴(kuò)展，采用更高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，其分辨率也不再局限于320×200；FLC文件格式仍然不能存儲(chǔ)聲音信息，也是一種“無聲動(dòng)畫”格式。3.SWF文件格式(.swf)SWF是一種矢量動(dòng)畫格式，由于其采用矢量圖形記錄畫面信息，因此這種格式的動(dòng)畫在縮放時(shí)不會(huì)失真，非常適合描述由幾何圖形組成的動(dòng)畫。Micromedia公司的二維動(dòng)畫制作軟件Flash，專門用于生成SWF文件格式的動(dòng)畫，由于這種格式的動(dòng)畫可以與HTML文件充分結(jié)合，并能添加音樂，形成二維“有聲動(dòng)畫”，因此被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)頁(yè)上，成為一種“準(zhǔn)”流式媒體文件。4.AVI文件格式(.avi)AVI是音頻視頻交錯(cuò)(AudioVideoInterleaved)的英文縮寫，它是Microsoft公司開發(fā)的一種符合RIFF文件規(guī)范的數(shù)字音頻與視頻文件格式，現(xiàn)在已被Windows7/8/10等多種操作系統(tǒng)直接支持。5.MOV文件格式(.mov)QuickTime是Apple計(jì)算機(jī)公司開發(fā)的一種音頻、視頻文件格式，用于保存音頻和視頻信息，具有先進(jìn)的視頻和音頻功能，被眾多計(jì)算機(jī)平臺(tái)所支持。6.DIR格式Director的動(dòng)畫格式，擴(kuò)展名為.dir

，是一種交互式的動(dòng)畫，可加入聲音，數(shù)據(jù)量較大。5.2二維動(dòng)畫制作軟件FLASHCS6Flash是由macromedia公司推出的交互式矢量圖和Web動(dòng)畫的標(biāo)準(zhǔn)，由Adobe公司收購(gòu)。是目前最為流行的且使用最廣泛的二維動(dòng)畫制作軟件。是一款用于矢量圖創(chuàng)作和矢量動(dòng)畫制作的專業(yè)軟件，主要應(yīng)用在網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)和數(shù)字媒體制作中，具有強(qiáng)大的功能且性能獨(dú)特。Flash制作的矢量圖動(dòng)畫大大增加了網(wǎng)頁(yè)和數(shù)字媒體設(shè)計(jì)的觀賞性。5.2二維動(dòng)畫制作軟件FlashCS65.2.2FlashCS6操作5.2.1FlashCS6的工作界面5.2.1FlashCS6的工作界面5.2.2FlashCS6操作FlashCS6操作詳見教材：

打開FlashCS6軟件以后，先詳細(xì)的介紹各個(gè)工具和功能模塊的使用，然后按照教材的詳細(xì)案例進(jìn)行操作。思考與練習(xí)

1.什么是動(dòng)畫？動(dòng)畫是怎樣形成的？

2.數(shù)字媒體動(dòng)畫包括哪些類型？各有什么特點(diǎn)？

3.什么是視覺暫留？視覺暫留的基本原理是什么？

4.常用的動(dòng)畫文件格式及其應(yīng)用范圍是什么？

5.矢量動(dòng)畫制作軟件FlashCS6的界面由哪幾個(gè)部分組成？各部分的基本功能是什么？

6什么是幀、關(guān)鍵幀、空白關(guān)鍵幀和普通幀？

7.簡(jiǎn)述位移動(dòng)畫、形變動(dòng)畫、逐幀動(dòng)畫、引導(dǎo)層動(dòng)畫和遮罩層動(dòng)畫，并分別創(chuàng)作一組。

8.FlashCS6源文件和影片文件的擴(kuò)展名分別是什么？

9.制作一組校園風(fēng)光MTV，要求有片頭，有控制按鈕，有音樂，至少15張圖片。10.制作一組廣告條，選材不限。第6章數(shù)字視頻技術(shù)知識(shí)點(diǎn):6.1視頻概述6.2視頻數(shù)字化技術(shù)6.3視頻卡6.4數(shù)字視頻文件格式6.5數(shù)字視頻編輯軟件AdobePremiereProCS66.1視頻概述6.1.1模擬視頻6.1.2模擬電視信號(hào)6.1.3制式

人類獲取信息70%都是通過視覺來獲取的，活動(dòng)圖形是信息量最豐富、直觀、生動(dòng)、具體的一種承載信息的媒體。視頻（Video）又叫運(yùn)動(dòng)圖像，是指內(nèi)容隨時(shí)間變化的一組動(dòng)態(tài)圖像。模擬視頻是一種用于傳輸圖像和聲音并隨時(shí)間連續(xù)變化的電信號(hào)。

1.模擬視頻的特點(diǎn)：

以模擬電信號(hào)的形式來記錄

依靠模擬條幅的手段在空間傳播。

使用錄像機(jī)以模擬信號(hào)記錄在SD卡上。6.１.1模擬視頻2.模擬視頻信號(hào)的類型：

（1）復(fù)合視頻信號(hào)

（2）分量視頻信號(hào)（3）分離視頻信號(hào)（4）射頻信號(hào)（音頻信號(hào)）

（1）復(fù)合視頻信號(hào)：將色度信號(hào)加載到亮度信號(hào)上合成為一個(gè)單獨(dú)信號(hào)，占用單倍帶寬傳輸，在復(fù)原時(shí)再將顏色分離。視頻卡一般采用復(fù)合視頻輸入端口獲取視頻信號(hào)。（2）分量視頻信號(hào)：是指每個(gè)分量都是一個(gè)單獨(dú)的單色視頻信號(hào)，3個(gè)分量完全同步?？梢缘玫阶罴训纳试佻F(xiàn)，但是占用3倍的帶寬。（3）分離視頻信號(hào)（高頻信號(hào)）：將色度信號(hào)組合后加上亮度信號(hào)共兩個(gè)信號(hào)參與傳輸。質(zhì)量?jī)?yōu)于復(fù)合視頻。（4）射頻信號(hào)：為了實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，必須把包括亮度信號(hào)、色度信號(hào)、復(fù)合同步信號(hào)和伴音信號(hào)在內(nèi)的全電視信號(hào)調(diào)制成射頻信號(hào)，每個(gè)信號(hào)占用一個(gè)頻道。計(jì)算機(jī)輸出的VGA視頻信號(hào)為分量視頻信號(hào)。掃描方式逐行掃描隔行掃描優(yōu)點(diǎn)：圖像垂直清晰度高，空間處理效果好，有利于電視轉(zhuǎn)換和制式轉(zhuǎn)換，能改善視頻壓縮效率。缺點(diǎn)：數(shù)碼效率高，行掃描頻率增高，硬件實(shí)現(xiàn)難度大優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省頻帶，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：不如逐行掃描的圖像質(zhì)量和高清晰度。目前大多電視系統(tǒng)都采用6.１.2模擬電視信號(hào)隔行掃描(interlacedscanning)逐行掃描(non-interlacedscanning)

電視信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱制式，可以簡(jiǎn)單地理解為用來實(shí)現(xiàn)電視圖像或聲音信號(hào)所采用的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。常用的制式有：

NTSC制式

SECAM制式

PAL制式6.１.3制式彩色電視的色彩原理在PAL彩色電視制式中采用YUV模型來表示彩色圖像。Y表示亮度、U和V表示色差，是構(gòu)成彩色的兩個(gè)分量。

YUV模型的優(yōu)點(diǎn)：亮度信號(hào)和色差信號(hào)是分離的，容易使彩色電視系統(tǒng)與黑白電視機(jī)亮度信號(hào)兼容。YUV6.2視頻數(shù)字化技術(shù)6.2.1數(shù)字視頻的采樣6.2.2數(shù)字視頻的量化6.2.3數(shù)字視頻的編碼6.2.4數(shù)字視頻的優(yōu)勢(shì)視頻數(shù)字化是將模擬視頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色空間變換為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)要對(duì)輸入的模擬視頻信息進(jìn)行采樣和量化，并經(jīng)編碼變成數(shù)字化圖像。電視圖像數(shù)字化常用的兩種方法：復(fù)合數(shù)字化：先將全電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后在進(jìn)行亮度和色度的分離，最后轉(zhuǎn)換成RGB模式。分量數(shù)字化：先分離出亮度信號(hào)和色度信號(hào)，然后再用3個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別進(jìn)行數(shù)字化，最后轉(zhuǎn)換成RGB模式。模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化根據(jù)電視信號(hào)的特征，亮度信號(hào)的帶寬是色度信號(hào)帶寬的兩倍。因此其數(shù)字化時(shí)可采用顏色采樣法，即對(duì)信號(hào)的色差分量的采樣率低于對(duì)亮度分量的采樣率。用Y:U:V來表示YUV三分量的采樣比例,則數(shù)字視頻的采樣