1、多多媒媒体体信信息的表息的表示示与处与处理理21.多媒体信息表示多媒体多媒体信息信息声音声音图形图形矢量图矢量图图像图像静态图静态图像像位图位图视频图像视频图像这些这些多媒多媒体体信息信息 都是都是连续连续变变化的化的 模拟模拟信息信息计算计算机能机能够够处理和处理和 存储存储的信的信息息都必须都必须 是二是二进制进制形形式式多媒多媒体信体信息息要为要为计计算机算机处处理，理，须须首先首先数数字化字化32.声音信号的数字化时间时间t声音是声音是通过空通过空气气传播的传播的一一种连续种连续的的波（声波（声波波）声波是声波是一种模拟信号一种模拟信号模拟信模拟信号号：在时在时间和间和幅幅度上度上都都
2、是连是连续续变化变化的的信号信号幅度幅度a声音信号的数字化4t要使连要使连续续变化的模拟声音信号能变化的模拟声音信号能够够被计算机处被计算机处理理，需，需要要变换为变换为数字声音。数字声音。什么是什么是数字信号？数字信号？数字数字信号信号是是指在指在时时间和间和幅幅度上度上都都是离是离散散的信号的信号I5声音信号的数字化声声音音数数字化的字化的过过程：程：采采 样样量量 化化编编 码码模拟声模拟声 音信号音信号数字声数字声 音信号音信号61 1）采样（Sampling）在某在某些特些特定定的时的时刻刻对这对这种种模拟模拟信信号进号进行行测量测量叫叫做采做采样样（SamplingSampling
3、）采样采样所得所得到到的信的信号号称为称为离离散时散时间间信号信号离散离散时间时间信信号的号的特特点：点：时间上离散时间上离散，幅，幅度度上连续上连续例如：输例如：输入入电压电压的的范围范围是是0.00.7V在在t1时时刻采刻采样样得得到到的电的电压压值可值可以以是是0.2718V72 2）量化把信把信号幅号幅度度取值取值的的数目数目加加以限以限定定，由，由有有限个限个数数值组值组成成的信的信号号就称为就称为离离 散幅散幅度信号度信号上例中在上例中在t1时时刻刻采采样得样得到到的电的电压压值值 0.2718V，量化量化后后就可就可以以近似近似为为0.3V显然：量化显然：量化后后的的数数值值位位
4、数数越越长长，精精确度就越高。确度就越高。3 3）编码编码编码用预先用预先规规定定的的方法将方法将文文字字、数字或数字或其其他他对对象编成象编成数数码码，或将信或将信息息、数据数据转换转换成成规定规定的的电脉电脉冲冲信号。信号。是用是用少量少量的的基本基本符符号，号，通通过简过简单单的组的组合合规则规则来来表示表示大大量复量复杂杂的信的信息。息。在在计算计算机内部，信息只有经过数字化编码后才能表示、存机内部，信息只有经过数字化编码后才能表示、存 放和传放和传递。递。893 3）数字声音的性能指标声音信声音信号的数号的数字字化化就是将连续变化的音频信号转换为就是将连续变化的音频信号转换为时时间和
5、幅间和幅度都是离散的数字表示的信度都是离散的数字表示的信号号。采样采样，量化量化 tI单位时间里采单位时间里采 集次数越多，集次数越多，越接近模拟值越接近模拟值表示幅值的数表示幅值的数值位数越值位数越长，长，越接近模拟值越接近模拟值采样频率采样频率采样精度采样精度编码编码采样频率采样频采样频率：率：单位单位时间里的采时间里的采样样次数次数奈奎斯奈奎斯特理论特理论（NyqustNyqust theorytheory）：）：如果如果采样频率不采样频率不低低于信号最高于信号最高频频率的两倍，率的两倍，就就能把以数字能把以数字表表达的达的 声音声音还原成原来还原成原来的的声音。声音。例：例：话音话音信
6、号的最信号的最高频高频率率为为3400Hz3400Hz，若若采样频率采样频率为为8000Hz8000Hz，就就能以数能以数 字声字声音还原原来音还原原来的的声音。声音。1011采样精度（Sampling precision）表示采表示采样点幅样点幅值值的二进的二进制制位位数数，也叫也叫样本位数样本位数或或位位深深度度。用用声音样本的位数（声音样本的位数（bitbit）表示。）表示。采样频采样频率越高，采样精度越高，信号失真度率越高，采样精度越高，信号失真度越越小，小，所所 得得数据数据占用的存储空间越大。占用的存储空间越大。声音的采样和量化134 4）声音文件的数据量声音文声音文件的数据量件的
7、数据量=采采样频率样频率 样样本本精度精度 声道声道数数 时间时间例例：设采样频率设采样频率为为8 8kHkHz z，样本精度，样本精度为为8 8位位，1 1分钟双声道声音文件的数据分钟双声道声音文件的数据量量 为：为：8 8（bitbit）*8kHz8kHz*2 2（声声道数）道数）*6060（秒秒）/8=960kB/8=960kB143.图像信息的数字化图像是图像是自然界自然界的景物通过人的视觉器官在大脑中留下的景物通过人的视觉器官在大脑中留下的的印象印象，是连续变化的信息。是连续变化的信息。空间空间坐坐标标位位置和置和景景物明物明暗暗程度程度均均是连是连续续变化的变化的计算机计算机中的图
8、中的图像像都是数都是数字字图像。图像。图像的图像的数字化过数字化过程程：采样采样量化量化编码编码15图像的数字化图像的图像的采采样样:空间空间连续连续坐坐标标（x，y）的离的离散散化化量化量化幅值幅值f（x，y）的的离离散化散化数字图像数字图像空间空间上和上和灰灰度级度级上上都离都离散散的图像的图像景物的明景物的明 暗程度或暗程度或 色彩度色彩度灰度级灰度级的整量的整量将图像将图像变为变为若若干个点干个点像素点像素点用若干用若干位二进制码表示位二进制码表示 一个像一个像素点的灰度值素点的灰度值图像的数字化例对连对连续图续图像像在在x x、y y方向方向上上均取均取N N个个等等间隔间隔的的采样
9、采样，就变就变成成N NN N个个像像素点组素点组成的成的图像图像对每对每一个一个像像素点素点的的灰度灰度（或色或色彩彩）进）进行行整量整量，就得就得到到一一个个N NN N的的数数组。组。17图像分辨率图像图像采样采样的的点数点数称称为为图图像像分辨分辨率率，用，用点点的的“行行数数 列列数数”表表示示。例：例：数数码码像像机机的的图图像像分分辨辨率率1024768、24003000等等。表示表示每个每个像像素颜素颜色色使用使用的的二进二进制制位数位数称称为为像像素素深度深度或或位深位深度度。对相对相同尺同尺幅幅的图的图像像：如果组成该如果组成该图的图的像像素数素数目目越越多多，图像图像的的
10、分辨分辨率率越高越高；像素像素深深度值度值越越大，大，能能表示的表示的 颜色数越多颜色数越多。图。图像像看起看起来来就越就越逼逼真。真。图图像文像文件件占用占用的的存储存储空空间越间越大大。常见常见的像的像素素深度深度有有：1位（位（黑白图像），黑白图像），4位（位（16色或色或16级灰度图像），级灰度图像），8位（位（256色或色或256 级灰度级灰度图像），图像），24位（真彩色图像位（真彩色图像）可以表示可以表示224种颜色。种颜色。黑白图像16色图像256色图像24位真彩色图像256级灰度级灰度单色单色图像图像24图像文件大小的估算图像的图像的分辨率和像素位深度决定了图像文件的大小。分
11、辨率和像素位深度决定了图像文件的大小。图像文图像文件的大件的大小小=位深位深度度 像素数像素数例：例：一一幅幅640480的的图图像像，位深度位深度是是24位，位，则则文件大小为：文件大小为：24(bit)/8（bit/Byte）640(列列)480（行行）=921600B(Bytes)900kB图像文件格式是图是图像数像数据据在文在文件件中的中的存存放形放形式式。主。主要要的图的图像像文件文件格格式有：式有：位图文位图文件件(Bitmap-File，BMP)一种不压缩一种不压缩的格的格式式，占，占有有较大较大存存储空储空间间，但，但图图像质像质量量较高较高，没有没有数数据损据损 失。失。GI
12、F(Graphics Interchange Format)文件文件压缩效率高压缩效率高、占、占用用的存的存储储空间空间很很小。小。适适合存合存储储颜色颜色较较少的少的卡卡通图通图像像、徽、徽标等手绘图像标等手绘图像JPEG(Joint Photographic Experts Group)文件文件相应相应的文的文件件存储存储格格式为式为jpg格式格式，适合适合存存储色储色彩彩丰富丰富的的照片。照片。25264.图形图形（图形（矢量图）矢量图）用计用计算机算机程程序来序来表表示一示一幅幅图，图，实实际上际上是是用数用数学学的方的方法法来描来描述述 一幅一幅图；图；矢量矢量图像图像文文件所件所占
13、占空间空间较较小，小，旋旋转、转、放放大、大、缩缩小、小、倾倾斜等斜等变变换操换操作容作容易易，且，且不不变形变形、不失不失真真；不存不存在采在采样样分辨分辨率率问题问题，只与只与显显示的示的尺尺寸及寸及显显示分示分辨辨率有率有关关；矢量矢量图图通通常常比位比位图图节省节省存存储空储空间间；矢量矢量图适图适合合于表于表示示简单简单的的图形。图形。27矢量图例秋之子秋之子计计算算机机中中信息处信息处理理的一般过的一般过程程29基于计算机的信息处理过程信息信息采集采集和和表示表示文字、文字、数值信息、多媒体信数值信息、多媒体信息息信息信息存储存储存储器存储器的分类、管理、访问的分类、管理、访问等等信息信息管理管理采集、采集、处理、输出处理、输出信息信息组织组织信息信息传输传输信息信息检索检索编码技术编码技术软、硬软、硬件系统构成件系统构成程序设计程序设计数据库数据库技术技术网络技术网络技术计算机中的信息表示小结理解计理解计算机为算机为什什么采用么采用二二进制进制理解计理解计算机中的数位算机中的数位理理解文解文字信息的表示与编码字信息的表示与编码了了解解多多媒体信息的表示和处理（数字化过程）媒体信息的表示和处理（数字化过程）
