第4章-多媒體硬件基礎(chǔ)1課件

回顧與補(bǔ)充：

音頻信號(hào)的數(shù)字化及壓縮技術(shù)回顧與補(bǔ)充：

音頻信號(hào)的數(shù)字化及壓縮技術(shù)14.0.1模擬音頻的數(shù)字化過(guò)程

數(shù)字化的聲音易于用計(jì)算機(jī)軟件處理，現(xiàn)在幾乎所有的專業(yè)化聲音錄制、編輯器都是數(shù)字方式。對(duì)模擬音頻數(shù)字化過(guò)程涉及到音頻的采樣、量化和編碼。

采樣和量化的過(guò)程可由A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。A/D轉(zhuǎn)換器以固定的頻率去采樣，即每個(gè)周期測(cè)量和量化信號(hào)一次。經(jīng)采樣和量化后聲音信號(hào)經(jīng)編碼后就成為數(shù)字音頻信號(hào)，可以將其以文件形式保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，這樣的文件一般稱為數(shù)字聲波文件。

4.0.1模擬音頻的數(shù)字化過(guò)程數(shù)字化的聲音易于用2

信息論的奠基者香農(nóng)（Shannon）指出：在一定條件下，用離散的序列可以完全代表一個(gè)連續(xù)函數(shù)，這是采樣定理的基本內(nèi)容。

為實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，需要把模擬音頻信號(hào)波形進(jìn)行分割，這種方法稱為采樣(Sampling)。采樣的過(guò)程是每隔一個(gè)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)。該時(shí)間間隔稱為采樣周期，其倒數(shù)為采樣頻率。采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本。

1.采樣

采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奈奎斯特（Nyquist）理論，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來(lái)的聲音。

信息論的奠基者香農(nóng)（Shannon）指出：在一定條件3

采樣只解決了音頻波形信號(hào)在時(shí)間坐標(biāo)(即橫軸)上把一個(gè)波形切成若干個(gè)等分的數(shù)字化問(wèn)題，但是還需要用某種數(shù)字化的方法來(lái)反映某一瞬間聲波幅度的電壓值大小。該值的大小影響音量的高低。我們把對(duì)聲波波形幅度的數(shù)字化表示稱之為“量化”。

量化的過(guò)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)段內(nèi)的樣值歸為一類，并賦于相同的量化值。如何分割采樣信號(hào)的幅度呢?我們還是采取二進(jìn)制的方式，以８位(bit)或16位(bit)的方式來(lái)劃分縱軸。也就是說(shuō)在一個(gè)以8位為記錄模式的音效中，其縱軸將會(huì)被劃分為8個(gè)量化等級(jí)，用以記錄其幅度大小。2.量化采樣只解決了音頻波形信號(hào)在時(shí)間坐標(biāo)(即橫軸)上4

以下圖所示的原始模擬波形為例進(jìn)行采樣和量化。假設(shè)采樣頻率為1000次/秒，即每1/1000秒A/D轉(zhuǎn)換器采樣一次，其幅度被劃分成0到9共10個(gè)量化等級(jí)，并將其采樣的幅度值取最接近0~9之間的一個(gè)數(shù)來(lái)表示，如下圖所示。圖中每個(gè)正方形表示一次采樣。

以下圖所示的原始模擬波形為例進(jìn)行采樣和量化。假設(shè)采5

D/A轉(zhuǎn)換器從上圖得到的數(shù)值中重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)，得到下圖中藍(lán)色(直線段)線段所示的波形。從圖中可以看出，藍(lán)色線與原波形(紅色線)相比，其波形的細(xì)節(jié)部分丟失了很多。這意味著重構(gòu)后的信號(hào)波形有較大的失真。

D/A轉(zhuǎn)換器從上圖得到的數(shù)值中重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)6

失真在采樣過(guò)程中是不可避免的，如何減少失真呢？可以直觀地看出，我們可以把上圖中的波形劃分成更為細(xì)小的區(qū)間，即采用更高的采樣頻率。同時(shí)，增加量化精度，以得到更高的量化等級(jí)，即可減少失真的程度。在下圖（左）中，采樣率和量化等級(jí)均提高了一倍，分別為2000次/秒和20個(gè)量化等級(jí)。在下圖（右）中，采樣率和量化等級(jí)再提高了一倍，分別達(dá)到4000次/秒和40個(gè)量化等級(jí)。從圖中可以看出，當(dāng)用D/A轉(zhuǎn)換器重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)（圖中的輪廓線），信號(hào)的失真明顯減少，信號(hào)質(zhì)量得到了提高。失真在采樣過(guò)程中是不可避免的，如何減少失真呢？73.編碼

模擬信號(hào)量經(jīng)過(guò)采樣和量化以后，形成一系列的離散信號(hào)——脈沖數(shù)字信號(hào)。這種脈沖數(shù)字信號(hào)可以已一定的方式進(jìn)行編碼，形成計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的數(shù)據(jù)。所謂編碼，就是按照一定的格式把經(jīng)過(guò)采樣和量化得到的離散數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，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)。在數(shù)據(jù)回放時(shí)，可以根據(jù)所記錄的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)判別讀出的聲音數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，如在一定范圍內(nèi)有錯(cuò)，可加以糾正。

編碼的形式比較多，常用的編碼方式是PCM——脈沖調(diào)制。脈沖編碼調(diào)制（PCM）是把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的一種調(diào)制方式，即把連續(xù)輸入的模擬信號(hào)變換為在時(shí)域和振幅上都離散的量，然后將其轉(zhuǎn)化為代碼形式傳輸或存儲(chǔ)。3.編碼

模擬信號(hào)量經(jīng)過(guò)采樣和量化以后，形成84.0.2音頻信號(hào)壓縮技術(shù)

音頻信號(hào)壓縮編碼的主要依據(jù)是人耳的聽覺(jué)特性，主要有兩點(diǎn)：1.人的聽覺(jué)系統(tǒng)中存在一個(gè)聽覺(jué)閾值電平，低于這個(gè)電平的聲音信號(hào)人耳聽不到.2.人的聽覺(jué)存在屏蔽效應(yīng)。當(dāng)幾個(gè)強(qiáng)弱不同的聲音同時(shí)存在時(shí)，強(qiáng)聲使弱聲難以聽到，并且兩者之間的關(guān)系與其相對(duì)頻率的大小有關(guān).聲音編碼算法就是通過(guò)這些特性來(lái)去掉更多的冗余數(shù)據(jù)，來(lái)達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。4.0.2音頻信號(hào)壓縮技術(shù)音頻信號(hào)壓縮編碼的主9（一）脈沖編碼調(diào)制

1．編碼的原理

它的原理框圖下圖所示

（一）脈沖編碼調(diào)制1．編碼的原理10模擬信號(hào)數(shù)字化一般有三個(gè)步驟：第一步是采樣，就是每隔一段時(shí)間間隔讀一次聲音的幅度；第二步是量化，就是把采樣得到的聲音信號(hào)幅度轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。但那時(shí)并沒(méi)有涉及如何進(jìn)行量化。量化有好幾種方法，但可歸納成兩類：一類稱為均勻量化，另一類稱為非均勻量化。采用的量化方法不同，量化后的數(shù)據(jù)量也就不同。因此，可以說(shuō)量化也是一種壓縮數(shù)據(jù)的方法；第三步是編碼，就是按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)據(jù)。

模擬信號(hào)數(shù)字化一般有三個(gè)步驟：第一步是采樣，就是每隔一段時(shí)間112．均勻量化

采用相同的“等分尺”來(lái)度量采樣得到的幅度，也稱為線性量化，如圖3-4所示。量化后的樣本值Y和原始值X的差E=Y-X稱為量化誤差或量化噪聲。

2．均勻量化采用相同的“等分尺”來(lái)度量采樣得到的幅度，也稱123．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，如圖3-5所示。

3．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13一個(gè)CD—DA采用脈沖編碼調(diào)制PCM編碼的實(shí)例

一個(gè)CD—DA采用脈沖編碼調(diào)制PCM編碼的實(shí)例14首先用一組脈沖采樣時(shí)鐘信號(hào)與輸入的模擬音頻信號(hào)相乘，相乘的結(jié)果即輸入信號(hào)在時(shí)間軸上的數(shù)字化。然后對(duì)采樣以后的信號(hào)幅值進(jìn)行量化。最簡(jiǎn)單的量化方法是均衡量化，這個(gè)量化的過(guò)程由量化器來(lái)完成。對(duì)經(jīng)量化器A/D變換后的信號(hào)再進(jìn)行編碼，即把量化的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼組，就得到了離散的二進(jìn)制輸出數(shù)據(jù)序列x(n)，n表示量化的時(shí)間序列，x(n)的值就是n時(shí)刻量化后的幅值，以二進(jìn)制的形式表示和記錄。

首先用一組脈沖采樣時(shí)鐘信號(hào)與輸入的模擬音頻信號(hào)相乘，相乘的結(jié)15（二）增量調(diào)制（DM調(diào)制）

它是一種預(yù)測(cè)編碼技術(shù)，是PCM編碼的一種變形。DM是對(duì)實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性進(jìn)行編碼，將極性變成“0”和“1”這兩種可能的取值之一。如果實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性為“正”，則用“1”表示；相反則用“0”表示，或者相反。圖3-7DM波形示意圖（二）增量調(diào)制（DM調(diào)制）

它是一種預(yù)測(cè)編碼16從上圖中可以看到，在開始階段增量調(diào)制器的輸出不能保持跟蹤輸入信號(hào)的快速變化，這種現(xiàn)象稱為增量調(diào)制器的“斜率過(guò)載”(slopeoverload)。在輸入信號(hào)緩慢變化部分，即輸入信號(hào)與預(yù)測(cè)信號(hào)的差值接近零的區(qū)域，增量調(diào)制器的輸出出現(xiàn)隨機(jī)交變的“0”和“1”。這種現(xiàn)象稱為增量調(diào)制器的粒狀噪聲(granularnoise)，這種噪聲是不可能消除的。在輸入信號(hào)變化快的區(qū)域，斜率過(guò)載是關(guān)心的焦點(diǎn)，而在輸入信號(hào)變化慢的區(qū)域，關(guān)心的焦點(diǎn)是粒狀噪聲。

從上圖中可以看到，在開始階段增量調(diào)制器的輸出不能保持跟蹤輸入17第4章多媒體硬件基礎(chǔ)本章內(nèi)容數(shù)字音頻處理接口數(shù)字視頻處理接口多媒體輸入/輸出設(shè)備多媒體存儲(chǔ)技術(shù)第4章多媒體硬件基礎(chǔ)本章內(nèi)容184.1數(shù)字音頻處理接口一、聲卡的功能與工作原理（P68）1.聲卡的功能(數(shù)字化聲音,合成音樂(lè),CD音頻)（1）播放數(shù)字音樂(lè)（2）錄音（3）語(yǔ)音通信(全雙工)（4）實(shí)時(shí)的效果器（5）接口卡(SB1394)（6）音頻解碼（7）合成器(波表)4.1數(shù)字音頻處理接口一、聲卡的功能與工作原理（P68192.聲卡的基本原理（1）結(jié)構(gòu)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路（2）組成MIDI輸入/輸出電路MIDI合成器芯片模/數(shù)轉(zhuǎn)換器壓縮芯片語(yǔ)音合成器語(yǔ)音識(shí)別電路輸出電路2.聲卡的基本原理203.聲卡的類型（1）板卡式（2）集成式（3）外置式聲卡第4章-多媒體硬件基礎(chǔ)1課件21二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范(P70)1.音樂(lè)合成與MIDI 目前，聲卡的音樂(lè)合成主要有兩種方法：一種是常用的調(diào)頻（FM）合成法；另一種就是波表（WaveTable）合成法。衡量聲卡的音樂(lè)合成器性能好壞的參數(shù)：（1）音色數(shù)目（2）發(fā)音數(shù)（3）音樂(lè)的兼容性二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范(P70)1.音樂(lè)合成與MID222.MIDI術(shù)語(yǔ)（見(jiàn)表4.1）3.MIDI接口(1)MIDIIn（輸入口）(2)MIDIOut（輸出口）(3)MIDIThru（轉(zhuǎn)發(fā)口）4.MIDI技術(shù)規(guī)范 MIDI規(guī)定合成器、音序器、微機(jī)和鼓樂(lè)等能通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口連接。二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范2.MIDI術(shù)語(yǔ)（見(jiàn)表4.1）二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)23三、語(yǔ)音合成(P73)1.概述 計(jì)算機(jī)話語(yǔ)輸出按其實(shí)現(xiàn)功能可分為：1)有限詞匯的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音輸出(報(bào)時(shí)、報(bào)站)2)基于語(yǔ)音合成技術(shù)的文字—語(yǔ)音轉(zhuǎn)換(TTS)2.合成方法1)發(fā)音器官參數(shù)語(yǔ)音合成2)聲道模型參數(shù)語(yǔ)音合成3)波形編輯語(yǔ)音合成技術(shù)三、語(yǔ)音合成(P73)1.概述24PSOLA(基音同步疊加)算法(P74)（1）對(duì)原始波形進(jìn)行分析，產(chǎn)生非參數(shù)的中間表示；（2）對(duì)中間表示進(jìn)行修改；（3）將修改過(guò)的中間表示重新合成為語(yǔ)音信號(hào)。PSOLA(基音同步疊加)算法(P74)（1）對(duì)原始波形進(jìn)行253.語(yǔ)音基元數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建（1）基元的選擇①選擇音節(jié)②選擇雙音素和三音素（2）語(yǔ)音數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式①波形存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)②參數(shù)存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)3.語(yǔ)音基元數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建（1）基元的選擇264.韻律模擬1）自然語(yǔ)言中的韻律特征2）韻律合成及方法3）韻律模擬的問(wèn)題4.韻律模擬1）自然語(yǔ)言中的韻律特征274.1.4音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

（一）CCITTG系列聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)CCITT和ISO先后提出了一系列有關(guān)語(yǔ)音數(shù)據(jù)編譯碼標(biāo)準(zhǔn),下面簡(jiǎn)要介紹幾種音頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1．電話質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率規(guī)定在300Hz～3.4kHz，采用標(biāo)準(zhǔn)的脈沖編碼調(diào)制(PCM)，當(dāng)采樣頻率為8kHz，進(jìn)行8bit量化時(shí)，所得數(shù)據(jù)速率為64kb/s，即一個(gè)數(shù)字電話。1972年CCITT為電話質(zhì)量和語(yǔ)音壓縮制定了PCM標(biāo)準(zhǔn)G.711，其速率為64Kb／s，使用非線性量化技術(shù)，主要用于公共電話網(wǎng)中。

4.1.4音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（一）CCITTG系列聲音282．調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

頻率在50Hz一7kHz范圍。G.722標(biāo)準(zhǔn)是采用16kHz采樣，14bit量化，信號(hào)數(shù)據(jù)速率為224kbit／s，采用子帶編碼方法，將輸入音頻信號(hào)經(jīng)濾波器分成高子帶和低子帶兩個(gè)部分，分別進(jìn)行ADPCM編碼，再混合形成輸出碼流，224kbit／s可以被壓縮成64kbit／s，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)插入(最高插入速率達(dá)16kbit／s)，因此利用G.722標(biāo)準(zhǔn)可以在窄帶綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)N-ISDN中的一個(gè)B信道上傳送調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻信號(hào)。

2．調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)293．高保真度立體聲音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高保真立體聲音頻信號(hào)頻率范圍是50Hz～20kHz，采用44．1kHz采樣頻率，16bit量化進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，其數(shù)據(jù)速率每聲道達(dá)705kbit／s。1991年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和CCITT開始聯(lián)合制定MPEG標(biāo)準(zhǔn)，其中ISOCDlll72-3作為“MPEG音頻”標(biāo)準(zhǔn)，成為國(guó)際上公認(rèn)的高保真立體聲音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG音頻第一和第二層次編碼是將輸入音頻信號(hào)進(jìn)行采樣頻率為48kHz，44.1kHz，32kHz的采樣，經(jīng)濾波器組將其分為32個(gè)子帶，同時(shí)利用人耳屏蔽效應(yīng)，根據(jù)音頻信號(hào)的性質(zhì)計(jì)算各頻率分量的人耳屏蔽門限，選擇各子帶的量化參數(shù)，獲得高的壓縮比。MPEG第三層次是在上述處理后再引入輔助子帶，非均勻量化和熵編碼技術(shù)，再進(jìn)一步提高壓縮比。MPEG音頻壓縮技術(shù)的數(shù)據(jù)速率為每聲道32～448kbit／s，適合于CD－DA光盤應(yīng)用。3．高保真度立體聲音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)30（二）MP3壓縮技術(shù)

MP3的全名是MPEGAudioLayer-3，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一種聲音文件的壓縮格式。ISO/MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)里包括了三個(gè)使用高性能音頻數(shù)據(jù)壓縮方法的感知編碼方案，按照壓縮質(zhì)量(每Bit的聲音效果)和編碼方案的復(fù)雜程度分別是Layer1、Layer2、Layer3。所有這三層的編碼采用的基本結(jié)構(gòu)是相同的。它們?cè)诓捎脗鹘y(tǒng)的頻譜分析和編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了子帶分析和心理聲學(xué)模型理論。也就是通過(guò)研究人耳和大腦聽覺(jué)神經(jīng)對(duì)音頻失真的敏感度，在編碼時(shí)先分析聲音文件的波形，利用濾波器找出噪音電平(NoiseLevel)，然后濾去人耳不敏感的信號(hào)，通過(guò)矩陣量化的方式將余下的數(shù)據(jù)每一位打散排列，最后編碼形成MPEG的文件。而音質(zhì)聽起來(lái)與CD相差不大。

（二）MP3壓縮技術(shù)31MPEG的層次與壓縮比率

Layer1(相當(dāng)于384kbps立體聲信號(hào))4:1Layer2(相當(dāng)于192~256kbps立體聲信號(hào))6:1~8:1Layer3(相當(dāng)于112~154kbps立體聲信號(hào))10:1~12:1MPEG的層次與壓縮比率Layer1(相當(dāng)于384kbps32（三）MP4壓縮技術(shù)MP4并不是MPEG-4或者M(jìn)PEG-1Layer4，它的出現(xiàn)是針對(duì)MP3的大眾化、無(wú)版權(quán)的一種保護(hù)格式，由美國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司開發(fā)，美國(guó)唱片行業(yè)聯(lián)合會(huì)倡導(dǎo)公布的一種新的網(wǎng)絡(luò)下載和音樂(lè)播放格式。MP4使用的是MPEG-2AAC技術(shù)也就是俗稱的a2b或AAC。其中，MPEG-2是MPEG于1994年11月針對(duì)數(shù)碼電視(數(shù)碼影像)提出的。它的特點(diǎn)就是，音質(zhì)更加完美而壓縮比更加大(1:15)。MPEG-2AAC(ISO/IEC13818-7)在采樣率為8～96KHz下提供了1～48個(gè)聲道可選范圍的高質(zhì)量音頻編碼。AAC就是AdvancedAudioCoding(先進(jìn)音頻編碼)的意思，適用于從比特率在8kbit/s單聲道的電話音質(zhì)到160kbit/s多聲道的超高質(zhì)量音頻范圍內(nèi)的編碼，并且允許對(duì)多媒體進(jìn)行編碼/解碼。

（三）MP4壓縮技術(shù)33AAC與MP3相比，增加了諸如對(duì)立體聲的完美再現(xiàn)、比特流效果音掃描、多媒體控制、降噪優(yōu)異等MP3沒(méi)有的特性，使得在音頻壓縮后仍能完美的再現(xiàn)CD音質(zhì)。AAC技術(shù)主要由以下三個(gè)部分組成。第一，AT&T的音頻壓縮技術(shù)專利。它可以將AAC壓縮比提高到20:1而不損失音質(zhì)。這樣，一首3分鐘的歌僅僅需要2.25MB，這在互聯(lián)網(wǎng)上的下載速度是很驚人的。第二、安全數(shù)據(jù)庫(kù)。它可以為你的AACMusic創(chuàng)建一個(gè)特定的密鑰，將此密鑰存于其數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，只有AAC的播放器才能播放含有這種密鑰。第三、協(xié)議認(rèn)證。這個(gè)認(rèn)證包含了復(fù)制許可、允許復(fù)制副本數(shù)目、歌曲總時(shí)間、歌曲可以播放時(shí)間以及售賣許可等信息。AAC與MP3相比，增加了諸如對(duì)立體聲的完美再現(xiàn)、比特流效果34MP4技術(shù)的優(yōu)越性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MP3，因?yàn)樗m合多媒體技術(shù)的發(fā)展以及視聽欣賞的需求。但是，MP4是一種商品，它利用改良后的MPEG-2AAC技術(shù)并強(qiáng)加上由出版公司直接授權(quán)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議作為新的標(biāo)準(zhǔn)；而MP3是一種自由音樂(lè)格式，任何人都可以自由使用。此外，MP4實(shí)際上是由音樂(lè)出版界聯(lián)合授意的官方標(biāo)準(zhǔn)；MP3則是廣為流傳的民間標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，MP3的靈活和自由度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于MP4，這使得音樂(lè)發(fā)燒友們更傾向于使用MP3。更重要的一點(diǎn)是，MP3是目前最為流行的一種音樂(lè)格式，它占據(jù)著大量的網(wǎng)絡(luò)資源，這使得MP4的推廣普及難上加難。

MP4技術(shù)的優(yōu)越性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MP3，因?yàn)樗m合多媒體技術(shù)的354.1.4MP3播放器(P75)1、MP3播放器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理DSP功能：（1）將MP3歌曲文件從中讀取出來(lái)，并讀取播放器上的信號(hào)到解碼芯片；（2）解碼芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼；（3）通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將解碼出來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；（4）把轉(zhuǎn)換后的模擬音頻放大；（5）低通濾波到輸出口，輸出后就是我們所聽到的音樂(lè)了。4.1.4MP3播放器(P75)1、MP3播放器的內(nèi)部結(jié)36嵌入式DSP處理器嵌入式DSP處理器372、MP3播放器的主要功能及性能參數(shù)（1）播放功能（2）錄制功能（3）存儲(chǔ)容量與類型（4）音樂(lè)格式（5）輸入/輸出接口2、MP3播放器的主要功能及性能參數(shù)（1）播放功能384.2數(shù)字視頻處理接口一、視頻圖像顯示1.顯卡（1）總線接口類型①PCI接口②AGP接口③PCI-E接口4.2數(shù)字視頻處理接口一、視頻圖像顯示39（2）顯示芯片性能指標(biāo)①顯示的核心頻率②公版頻率③核心代號(hào)④顯示芯片位寬⑤頂點(diǎn)著色單元⑥渲染管線⑦像素填充率（2）顯示芯片性能指標(biāo)40（3）顯存類型與性能指標(biāo)

目前，市場(chǎng)中所采用的顯存類型主要有：SDRAM、DDRSDRAM和DDRSGRAM三種。顯存的性能指標(biāo)主要包括：①顯存位寬②顯存時(shí)鐘周期③顯存容量④顯存頻率⑤顯存帶寬（3）顯存類型與性能指標(biāo)41（4）顯示接口①DVI接口②HDMI接口③VGA接口④TV-Out接口輸出到電視的接口目前主要有以下3種：1）采用VGA接口2）復(fù)合視頻接口RCA接口3）S端子接口（SeparateVideo）（4）顯示接口422.CRT顯示系統(tǒng)（1）屏幕尺寸（2）蔭罩和點(diǎn)間距（3）熒光粉類型（4）刷新（或掃描）頻率與閃爍（5）隔行和非隔行掃描（6）顯示緩沖區(qū)與顏色定義（7）模擬信號(hào)接口和數(shù)字信號(hào)接口（8）視頻BIOS2.CRT顯示系統(tǒng)433.液晶顯示系統(tǒng)（LCD）（1）工作原理（2）寬屏（3）可視角度（4）分辨率（5）點(diǎn)距（6）垂直掃描頻率（7）顯示器接口3.液晶顯示系統(tǒng)（LCD）444.投影顯示系統(tǒng)（1）LCD液晶投影機(jī)（2）DLP數(shù)字光處理器投影機(jī)（3）LCOS投影技術(shù)（4）ANSI流明與投影機(jī)的亮度（5）物理分辨率（6）最大分辨率（7）輸入/輸出端子4.投影顯示系統(tǒng)45二、視頻卡/盒1.視頻卡/盒的分類與功能簡(jiǎn)介（1）視頻采集卡①?gòu)V播級(jí)視頻采集卡②專業(yè)級(jí)視頻采集卡③民用級(jí)視頻采集卡（2）DV卡（1394卡）4.2數(shù)字視頻處理接口二、視頻卡/盒4.2數(shù)字視頻處理接口46（3）電視卡/盒（4）非線性編輯卡（5）視頻監(jiān)控卡（6）視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換器（7）壓縮卡/盒（8）字幕卡2.視頻卡/盒的主要性能參數(shù)（1）編碼方式（2）接口類型（3）視頻輸入/輸出格式（3）電視卡/盒474.3多媒體輸入/輸出設(shè)備一、掃描儀1.掃描儀的結(jié)構(gòu)原理（1）結(jié)構(gòu)（2）信息數(shù)字化原理2.掃描儀的分類（1）按掃描方式分類①手動(dòng)式掃描儀②平面式掃描儀③滾筒式掃描儀④膠片掃描儀4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備一、掃描儀48（2）按掃描幅面分類（3）按掃描分辨率分類（4）按灰度與彩色分類（5）按反射式或透射式分類3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)（1）原稿種類（2）掃描精度（3）掃描分辨率①分辨率的單位②分辨率與精度③光學(xué)分辨率和間插分辨率④光電轉(zhuǎn)換精度（2）按掃描幅面分類49（4）色彩精度（5）掃描速度（6）階調(diào)（7）灰階（8）鮮銳度（9）色彩再現(xiàn)能力（10）接口標(biāo)準(zhǔn)3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)（4）色彩精度3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)50二、數(shù)碼相機(jī)1.數(shù)碼相機(jī)的感光器件（1）電荷耦合器件圖像傳感器CCD（2）互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS2.數(shù)碼相機(jī)的主要性能參數(shù)（1）CCD/CMOS尺寸（2）光學(xué)變焦與數(shù)字變焦（3）最大像素和有效像素（4）存儲(chǔ)介質(zhì)（5）接口類型4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備二、數(shù)碼相機(jī)4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備51三、數(shù)碼攝像機(jī)（1）MiniDV（2）Digital8DV（3）DVD數(shù)碼攝像機(jī)（4）硬盤攝像機(jī)（5）高清攝像機(jī)（HDV）4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備三、數(shù)碼攝像機(jī)（1）MiniDV4.3多媒體輸入/52磁帶式數(shù)碼攝像機(jī)

光盤式數(shù)碼攝像機(jī)硬盤式數(shù)碼攝像機(jī)

磁帶式數(shù)碼攝像機(jī)光盤式數(shù)碼攝像機(jī)硬盤式數(shù)碼攝像機(jī)53四、輸入/輸出接口1.

SCSI接口（1）SCSI概述（2）SCSI接口技術(shù)2.USB接口（1）控制器（2）控制器驅(qū)動(dòng)程序（3）USB芯片驅(qū)動(dòng)程序（4）USB設(shè)備（5）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備四、輸入/輸出接口4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備54USB規(guī)定了4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：（1）等時(shí)傳輸方式（2）中斷傳輸方式（3）控制傳輸方式（4）批傳輸方式3.IEEE1394接口IEEE1394分為兩種傳輸方式：backplane模式和Cable模式。USB規(guī)定了4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：554.4多媒體存儲(chǔ)技術(shù)多媒體存儲(chǔ)技術(shù)主要是指光存儲(chǔ)技術(shù)和閃存技術(shù)。（P109）4.4多媒體存儲(chǔ)技術(shù)多媒體存儲(chǔ)技術(shù)主要是指光存儲(chǔ)技術(shù)和閃56一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類1)根據(jù)不同的存儲(chǔ)介質(zhì)和使用性能分只讀光盤

如CD-ROM、CD-DA、CD-I、CD-V、photo-CD、CD-ROM/XA一次寫可多次讀型光盤

即WORM（CD-WO）可擦寫型光盤

如相變型光盤（PCD）和磁光型光盤CD-MO（MOD）一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類1)根據(jù)不同的存儲(chǔ)介質(zhì)和使用性能57一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類2)根據(jù)光盤標(biāo)準(zhǔn)分（P112）CD-DA（紅皮書）：也叫Audio-CD，即CD唱片，存放音樂(lè)與歌曲。CD-ROM與CD-ROM/XA（黃皮書）：存放計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，其中CD-ROM/XA是擴(kuò)展形式，與CD-I兼容，是擴(kuò)展的音頻、文本和圖形混合格式。CD-I（綠皮書）：用于存放用MPEG算法壓縮的立體聲視頻信號(hào)，且具有交互能力，稱為交互CD。CD-V（藍(lán)皮書）：存放電視的模擬信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)。CD-R（橙皮書）：分為兩個(gè)部分，BOOK1定義了CD-MO，BOOK2定義了CD-R(CD-WO)。V-CD（白皮書）：存放了以MPEG-1算法壓縮的立體聲數(shù)字視頻信號(hào)。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類2)根據(jù)光盤標(biāo)準(zhǔn)分（P112）C582.光存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)（1）尺寸（2）容量（3）平均存取時(shí)間、平均尋道時(shí)間和平均等待時(shí)間（4）數(shù)據(jù)傳輸速率（5）誤碼率（6）平均無(wú)故障時(shí)間2.光存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)59一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體3.光盤的基本技術(shù)1）光盤的物理結(jié)構(gòu)2）在基片層形成凹坑3）螺旋型的軌道，凹坑和岸在軌道中形成有序的序列標(biāo)簽層保護(hù)層反射層基片層岸凹坑光驅(qū)工作原理一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體3.光盤的基本技術(shù)1）光盤的物理結(jié)構(gòu)2）在基60一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）1）基本技術(shù)編碼：凹坑到岸及岸到凹坑的轉(zhuǎn)變編碼為1，沒(méi)有變化時(shí)編碼為0，凹坑長(zhǎng)為0.3um的倍數(shù)。音頻數(shù)據(jù)率CD-DA=

16（bits/樣本）×2聲道×44100（樣本/（秒×聲道））=1,411,200比特/秒容量CD-DA=74分鐘×1,411,200（比特/秒）≈747MB一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）1）基本技61一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）2）8-14調(diào)制協(xié)議規(guī)定序列中至少有兩個(gè)岸和兩個(gè)凹坑連續(xù)地出現(xiàn)，因此兩個(gè)1之間至少有兩個(gè)0。凹坑或岸不允許太長(zhǎng)，必須保持最大間隔，至多10個(gè)0可以連在一起。8比特字編碼成14比特值，使之滿足最小、最大間隔。兩個(gè)連續(xù)地調(diào)制符號(hào)（14比特）之間插入3個(gè)附加比特，以便得到需要的最小、最大間隔。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）2）8-162一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）3）CD-DA的幀、區(qū)域、軌道和塊幀包括： 同步樣式（12個(gè)1，12個(gè)0和3個(gè)填充比特）=27bits 音頻數(shù)據(jù)=12字節(jié)×2聲道=12×(14+3)×2=408bits

錯(cuò)誤檢測(cè)=4字節(jié)=4×(14+3)=68bits

錯(cuò)誤糾正=4字節(jié)=4×(14+3)=68bits

控制和顯示字節(jié)=1×(14+3)=17bits

一幀合計(jì)共588bits一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）3）CD-63一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）3）CD-DA的幀、區(qū)域、軌道和塊CD-DA的區(qū)域組成：

a）引入?yún)^(qū)域——CD-DA目錄

b）程序區(qū)域——CD-DA上所有軌道、存放實(shí)際數(shù)據(jù)

c）引出區(qū)域——CD-DA尾部一張CD-DA最多99個(gè)不同長(zhǎng)度的軌道組成，一個(gè)軌道一首歌曲。每個(gè)軌道有幾個(gè)索引，IP0標(biāo)記每個(gè)軌道的開始，IP1定義了每個(gè)軌道中音頻數(shù)據(jù)的開始。IP0~IP1之間有兩到三秒的前置空隙。32幀（2352存儲(chǔ)字節(jié)）為一塊。CD-DA中沒(méi)有用到塊的概念。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）3）CD-64一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）1）基本知識(shí)CD-ROM軌道分成音頻類型和數(shù)據(jù)類型，通常一個(gè)軌道只能包含音頻或只能包含數(shù)據(jù)?；旌夏Ｊ奖P可將數(shù)據(jù)軌道定位在CD-ROM開始部分，后面緊跟上音頻軌道。每2352字節(jié)定義為一個(gè)物理塊，塊傳輸速率：75塊/秒。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）1）基本知65一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）2）模式①模式1：2352個(gè)字節(jié)為1塊，共333,000塊12字節(jié)用于同步4字節(jié)的頭2048字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)4字節(jié)錯(cuò)誤檢測(cè)8字節(jié)未用276字節(jié)用于錯(cuò)誤糾正分秒塊號(hào)模式指定容量CD-ROM模式1=333,000塊×2048字節(jié)/塊≈660MB數(shù)據(jù)率CD-ROM模式1=2048字節(jié)/塊×75塊/秒≈150K字節(jié)/秒一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）2）模式①66一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）2）模式②模式2：2352個(gè)字節(jié)為1塊，共333,000塊12字節(jié)用于同步4字節(jié)的頭2336字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)分秒塊號(hào)模式指定容量CD-ROM模式2=333,000塊×2336字節(jié)/塊≈742MB數(shù)據(jù)率CD-ROM模式2=2048字節(jié)/塊×75塊/秒≈175.2字節(jié)/秒一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）2）模式②67一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）3）邏輯數(shù)據(jù)格式按照ISO9660標(biāo)準(zhǔn)定義了目錄樹，包含了關(guān)于文件的所有信息。在第一軌道保留前16個(gè)扇區(qū)（邏輯塊，扇區(qū)0到15）作系統(tǒng)區(qū)域，之后是卷描述符，存放邏輯塊大小、文件系統(tǒng)長(zhǎng)度等信息。扇區(qū)大小是512字節(jié)、1024字節(jié)和2048字節(jié)。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）3）邏輯數(shù)68一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）4）CD-ROM/XA——CD-ROM擴(kuò)展結(jié)構(gòu)擴(kuò)展的目的：在一個(gè)軌道中能夠存儲(chǔ)不同媒體的塊，能做到多個(gè)媒體的并行輸出。模式（和CD-ROM比較）

模式1：將8個(gè)沒(méi)用字節(jié)用于子頭。

模式2：添加8個(gè)字節(jié)的子頭，保留4個(gè)字節(jié)的錯(cuò)誤檢測(cè)，數(shù)據(jù)字節(jié)只有2324個(gè)。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體5.光盤只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）4）CD-69一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體6.CD-WO（一次寫多次讀光盤）基底和反射層之間有記錄層，該層通過(guò)強(qiáng)熱量產(chǎn)生不可逆的修改，它改變了激光束的反射特性。另外用金膜做反射層，具有良好的抗腐蝕性和很高的廣反射率。保護(hù)層反射層（合金或金膜）硒化銻碲化鉍硒化銻基底（聚碳酸酯）記錄層將CD分為多個(gè)時(shí)間段，每段有自己的引入?yún)^(qū)和引出區(qū)以及目錄表，可以有效地解決數(shù)據(jù)分次錄入的問(wèn)題。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體6.CD-WO（一次寫多次讀光盤）基底和反70一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體6.CD-WO（一次寫多次讀光盤）綠盤——記錄層的染料采用某種綠色染料，這是最早的CD-WO使用的染料層，預(yù)計(jì)使用年限可達(dá)75年。是應(yīng)用最廣泛的CD-WO盤。金盤——Kodak推出的CD-WO盤的一種，記錄層采用金色的染料層，聲稱這種盤比綠盤具有更高的質(zhì)量，壽命可長(zhǎng)達(dá)100年，該盤面上有一個(gè)附加涂層，能更加提高耐磨度。藍(lán)盤——記錄層使用某種藍(lán)色染料，比綠色和金色染料更耐紫外線輻射，并有更低的塊錯(cuò)誤率。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體6.CD-WO（一次寫多次讀光盤）綠盤——71一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體7.可擦寫光盤相變型（PCD）光盤

采用晶體——非晶體作為制作材料，在激光束的熱力作用下產(chǎn)生非晶體態(tài)和晶體態(tài)的互換，晶體態(tài)與非晶體態(tài)、分別表示“0”和“1”。磁光型光盤（MOD）

主要由各種易于在垂直于表面方向磁化的介質(zhì)制成，該介質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下可具有一定的方向性，這種方向性在激光束的熱力作用下可發(fā)生翻轉(zhuǎn)，方向性的正負(fù)分別代表二進(jìn)制代碼“0”和“1”。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體7.可擦寫光盤相變型（PCD）光盤

采用晶728.DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)（1）DVD盤片的物理結(jié)構(gòu)(P116)（2）幾種DVD光驅(qū)(P117)8.DVD光存儲(chǔ)系統(tǒng)（1）DVD盤片的物理結(jié)構(gòu)(P116)73二、閃存與閃存卡(P118)1、閃存：主要分為NOR型和NAND型兩類2、閃存卡1）CF卡2）MMC卡3）SD卡4）SM卡5）XD卡6）記憶棒二、閃存與閃存卡(P118)1、閃存：主要分為NOR型和NA74第7章多媒體人-機(jī)交互技術(shù)一、基本概念（P178）人-機(jī)交互（HCI）人-機(jī)界面二、人-機(jī)界面的發(fā)展歷史手工操作命令語(yǔ)言圖形用戶界面（WIMP）第7章多媒體人-機(jī)交互技術(shù)一、基本概念（P178）75三、多媒體交互設(shè)備筆輸入（1）手寫板和手寫筆（2）圖形輸入板（3）數(shù)碼紙筆指點(diǎn)設(shè)備（1）觸摸屏（2）觸摸板（3）光筆（4）手寫液晶屏三、多媒體交互設(shè)備76四、多媒體用戶界面的特點(diǎn)（P193）桌面隱喻所見(jiàn)即所得直接操縱四、多媒體用戶界面的特點(diǎn)（P193）桌面隱喻77五、多媒體用戶界面設(shè)計(jì)原則一致性原則易用性原則容錯(cuò)性原則易學(xué)性原則美觀性原則媒體使用原則五、多媒體用戶界面設(shè)計(jì)原則一致性原則78回顧與補(bǔ)充：

音頻信號(hào)的數(shù)字化及壓縮技術(shù)回顧與補(bǔ)充：

音頻信號(hào)的數(shù)字化及壓縮技術(shù)794.0.1模擬音頻的數(shù)字化過(guò)程

數(shù)字化的聲音易于用計(jì)算機(jī)軟件處理，現(xiàn)在幾乎所有的專業(yè)化聲音錄制、編輯器都是數(shù)字方式。對(duì)模擬音頻數(shù)字化過(guò)程涉及到音頻的采樣、量化和編碼。

采樣和量化的過(guò)程可由A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。A/D轉(zhuǎn)換器以固定的頻率去采樣，即每個(gè)周期測(cè)量和量化信號(hào)一次。經(jīng)采樣和量化后聲音信號(hào)經(jīng)編碼后就成為數(shù)字音頻信號(hào)，可以將其以文件形式保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，這樣的文件一般稱為數(shù)字聲波文件。

4.0.1模擬音頻的數(shù)字化過(guò)程數(shù)字化的聲音易于用80

信息論的奠基者香農(nóng)（Shannon）指出：在一定條件下，用離散的序列可以完全代表一個(gè)連續(xù)函數(shù)，這是采樣定理的基本內(nèi)容。

為實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，需要把模擬音頻信號(hào)波形進(jìn)行分割，這種方法稱為采樣(Sampling)。采樣的過(guò)程是每隔一個(gè)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)。該時(shí)間間隔稱為采樣周期，其倒數(shù)為采樣頻率。采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本。

1.采樣

采樣頻率與聲音頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奈奎斯特（Nyquist）理論，只有采樣頻率高于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍時(shí)，才能把數(shù)字信號(hào)表示的聲音還原成為原來(lái)的聲音。

信息論的奠基者香農(nóng)（Shannon）指出：在一定條件81

采樣只解決了音頻波形信號(hào)在時(shí)間坐標(biāo)(即橫軸)上把一個(gè)波形切成若干個(gè)等分的數(shù)字化問(wèn)題，但是還需要用某種數(shù)字化的方法來(lái)反映某一瞬間聲波幅度的電壓值大小。該值的大小影響音量的高低。我們把對(duì)聲波波形幅度的數(shù)字化表示稱之為“量化”。

量化的過(guò)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)段內(nèi)的樣值歸為一類，并賦于相同的量化值。如何分割采樣信號(hào)的幅度呢?我們還是采取二進(jìn)制的方式，以８位(bit)或16位(bit)的方式來(lái)劃分縱軸。也就是說(shuō)在一個(gè)以8位為記錄模式的音效中，其縱軸將會(huì)被劃分為8個(gè)量化等級(jí)，用以記錄其幅度大小。2.量化采樣只解決了音頻波形信號(hào)在時(shí)間坐標(biāo)(即橫軸)上82

以下圖所示的原始模擬波形為例進(jìn)行采樣和量化。假設(shè)采樣頻率為1000次/秒，即每1/1000秒A/D轉(zhuǎn)換器采樣一次，其幅度被劃分成0到9共10個(gè)量化等級(jí)，并將其采樣的幅度值取最接近0~9之間的一個(gè)數(shù)來(lái)表示，如下圖所示。圖中每個(gè)正方形表示一次采樣。

以下圖所示的原始模擬波形為例進(jìn)行采樣和量化。假設(shè)采83

D/A轉(zhuǎn)換器從上圖得到的數(shù)值中重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)，得到下圖中藍(lán)色(直線段)線段所示的波形。從圖中可以看出，藍(lán)色線與原波形(紅色線)相比，其波形的細(xì)節(jié)部分丟失了很多。這意味著重構(gòu)后的信號(hào)波形有較大的失真。

D/A轉(zhuǎn)換器從上圖得到的數(shù)值中重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)84

失真在采樣過(guò)程中是不可避免的，如何減少失真呢？可以直觀地看出，我們可以把上圖中的波形劃分成更為細(xì)小的區(qū)間，即采用更高的采樣頻率。同時(shí)，增加量化精度，以得到更高的量化等級(jí)，即可減少失真的程度。在下圖（左）中，采樣率和量化等級(jí)均提高了一倍，分別為2000次/秒和20個(gè)量化等級(jí)。在下圖（右）中，采樣率和量化等級(jí)再提高了一倍，分別達(dá)到4000次/秒和40個(gè)量化等級(jí)。從圖中可以看出，當(dāng)用D/A轉(zhuǎn)換器重構(gòu)原來(lái)信號(hào)時(shí)（圖中的輪廓線），信號(hào)的失真明顯減少，信號(hào)質(zhì)量得到了提高。失真在采樣過(guò)程中是不可避免的，如何減少失真呢？853.編碼

模擬信號(hào)量經(jīng)過(guò)采樣和量化以后，形成一系列的離散信號(hào)——脈沖數(shù)字信號(hào)。這種脈沖數(shù)字信號(hào)可以已一定的方式進(jìn)行編碼，形成計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的數(shù)據(jù)。所謂編碼，就是按照一定的格式把經(jīng)過(guò)采樣和量化得到的離散數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，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)。在數(shù)據(jù)回放時(shí)，可以根據(jù)所記錄的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)判別讀出的聲音數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，如在一定范圍內(nèi)有錯(cuò)，可加以糾正。

編碼的形式比較多，常用的編碼方式是PCM——脈沖調(diào)制。脈沖編碼調(diào)制（PCM）是把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的一種調(diào)制方式，即把連續(xù)輸入的模擬信號(hào)變換為在時(shí)域和振幅上都離散的量，然后將其轉(zhuǎn)化為代碼形式傳輸或存儲(chǔ)。3.編碼

模擬信號(hào)量經(jīng)過(guò)采樣和量化以后，形成864.0.2音頻信號(hào)壓縮技術(shù)

音頻信號(hào)壓縮編碼的主要依據(jù)是人耳的聽覺(jué)特性，主要有兩點(diǎn)：1.人的聽覺(jué)系統(tǒng)中存在一個(gè)聽覺(jué)閾值電平，低于這個(gè)電平的聲音信號(hào)人耳聽不到.2.人的聽覺(jué)存在屏蔽效應(yīng)。當(dāng)幾個(gè)強(qiáng)弱不同的聲音同時(shí)存在時(shí)，強(qiáng)聲使弱聲難以聽到，并且兩者之間的關(guān)系與其相對(duì)頻率的大小有關(guān).聲音編碼算法就是通過(guò)這些特性來(lái)去掉更多的冗余數(shù)據(jù)，來(lái)達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。4.0.2音頻信號(hào)壓縮技術(shù)音頻信號(hào)壓縮編碼的主87（一）脈沖編碼調(diào)制

1．編碼的原理

它的原理框圖下圖所示

（一）脈沖編碼調(diào)制1．編碼的原理88模擬信號(hào)數(shù)字化一般有三個(gè)步驟：第一步是采樣，就是每隔一段時(shí)間間隔讀一次聲音的幅度；第二步是量化，就是把采樣得到的聲音信號(hào)幅度轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。但那時(shí)并沒(méi)有涉及如何進(jìn)行量化。量化有好幾種方法，但可歸納成兩類：一類稱為均勻量化，另一類稱為非均勻量化。采用的量化方法不同，量化后的數(shù)據(jù)量也就不同。因此，可以說(shuō)量化也是一種壓縮數(shù)據(jù)的方法；第三步是編碼，就是按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)據(jù)。

模擬信號(hào)數(shù)字化一般有三個(gè)步驟：第一步是采樣，就是每隔一段時(shí)間892．均勻量化

采用相同的“等分尺”來(lái)度量采樣得到的幅度，也稱為線性量化，如圖3-4所示。量化后的樣本值Y和原始值X的差E=Y-X稱為量化誤差或量化噪聲。

2．均勻量化采用相同的“等分尺”來(lái)度量采樣得到的幅度，也稱903．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，如圖3-5所示。

3．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91一個(gè)CD—DA采用脈沖編碼調(diào)制PCM編碼的實(shí)例

一個(gè)CD—DA采用脈沖編碼調(diào)制PCM編碼的實(shí)例92首先用一組脈沖采樣時(shí)鐘信號(hào)與輸入的模擬音頻信號(hào)相乘，相乘的結(jié)果即輸入信號(hào)在時(shí)間軸上的數(shù)字化。然后對(duì)采樣以后的信號(hào)幅值進(jìn)行量化。最簡(jiǎn)單的量化方法是均衡量化，這個(gè)量化的過(guò)程由量化器來(lái)完成。對(duì)經(jīng)量化器A/D變換后的信號(hào)再進(jìn)行編碼，即把量化的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼組，就得到了離散的二進(jìn)制輸出數(shù)據(jù)序列x(n)，n表示量化的時(shí)間序列，x(n)的值就是n時(shí)刻量化后的幅值，以二進(jìn)制的形式表示和記錄。

首先用一組脈沖采樣時(shí)鐘信號(hào)與輸入的模擬音頻信號(hào)相乘，相乘的結(jié)93（二）增量調(diào)制（DM調(diào)制）

它是一種預(yù)測(cè)編碼技術(shù)，是PCM編碼的一種變形。DM是對(duì)實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性進(jìn)行編碼，將極性變成“0”和“1”這兩種可能的取值之一。如果實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性為“正”，則用“1”表示；相反則用“0”表示，或者相反。圖3-7DM波形示意圖（二）增量調(diào)制（DM調(diào)制）

它是一種預(yù)測(cè)編碼94從上圖中可以看到，在開始階段增量調(diào)制器的輸出不能保持跟蹤輸入信號(hào)的快速變化，這種現(xiàn)象稱為增量調(diào)制器的“斜率過(guò)載”(slopeoverload)。在輸入信號(hào)緩慢變化部分，即輸入信號(hào)與預(yù)測(cè)信號(hào)的差值接近零的區(qū)域，增量調(diào)制器的輸出出現(xiàn)隨機(jī)交變的“0”和“1”。這種現(xiàn)象稱為增量調(diào)制器的粒狀噪聲(granularnoise)，這種噪聲是不可能消除的。在輸入信號(hào)變化快的區(qū)域，斜率過(guò)載是關(guān)心的焦點(diǎn)，而在輸入信號(hào)變化慢的區(qū)域，關(guān)心的焦點(diǎn)是粒狀噪聲。

從上圖中可以看到，在開始階段增量調(diào)制器的輸出不能保持跟蹤輸入95第4章多媒體硬件基礎(chǔ)本章內(nèi)容數(shù)字音頻處理接口數(shù)字視頻處理接口多媒體輸入/輸出設(shè)備多媒體存儲(chǔ)技術(shù)第4章多媒體硬件基礎(chǔ)本章內(nèi)容964.1數(shù)字音頻處理接口一、聲卡的功能與工作原理（P68）1.聲卡的功能(數(shù)字化聲音,合成音樂(lè),CD音頻)（1）播放數(shù)字音樂(lè)（2）錄音（3）語(yǔ)音通信(全雙工)（4）實(shí)時(shí)的效果器（5）接口卡(SB1394)（6）音頻解碼（7）合成器(波表)4.1數(shù)字音頻處理接口一、聲卡的功能與工作原理（P68972.聲卡的基本原理（1）結(jié)構(gòu)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路（2）組成MIDI輸入/輸出電路MIDI合成器芯片模/數(shù)轉(zhuǎn)換器壓縮芯片語(yǔ)音合成器語(yǔ)音識(shí)別電路輸出電路2.聲卡的基本原理983.聲卡的類型（1）板卡式（2）集成式（3）外置式聲卡第4章-多媒體硬件基礎(chǔ)1課件99二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范(P70)1.音樂(lè)合成與MIDI 目前，聲卡的音樂(lè)合成主要有兩種方法：一種是常用的調(diào)頻（FM）合成法；另一種就是波表（WaveTable）合成法。衡量聲卡的音樂(lè)合成器性能好壞的參數(shù)：（1）音色數(shù)目（2）發(fā)音數(shù)（3）音樂(lè)的兼容性二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范(P70)1.音樂(lè)合成與MID1002.MIDI術(shù)語(yǔ)（見(jiàn)表4.1）3.MIDI接口(1)MIDIIn（輸入口）(2)MIDIOut（輸出口）(3)MIDIThru（轉(zhuǎn)發(fā)口）4.MIDI技術(shù)規(guī)范 MIDI規(guī)定合成器、音序器、微機(jī)和鼓樂(lè)等能通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口連接。二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)范2.MIDI術(shù)語(yǔ)（見(jiàn)表4.1）二、音樂(lè)合成和MIDI接口規(guī)101三、語(yǔ)音合成(P73)1.概述 計(jì)算機(jī)話語(yǔ)輸出按其實(shí)現(xiàn)功能可分為：1)有限詞匯的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音輸出(報(bào)時(shí)、報(bào)站)2)基于語(yǔ)音合成技術(shù)的文字—語(yǔ)音轉(zhuǎn)換(TTS)2.合成方法1)發(fā)音器官參數(shù)語(yǔ)音合成2)聲道模型參數(shù)語(yǔ)音合成3)波形編輯語(yǔ)音合成技術(shù)三、語(yǔ)音合成(P73)1.概述102PSOLA(基音同步疊加)算法(P74)（1）對(duì)原始波形進(jìn)行分析，產(chǎn)生非參數(shù)的中間表示；（2）對(duì)中間表示進(jìn)行修改；（3）將修改過(guò)的中間表示重新合成為語(yǔ)音信號(hào)。PSOLA(基音同步疊加)算法(P74)（1）對(duì)原始波形進(jìn)行1033.語(yǔ)音基元數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建（1）基元的選擇①選擇音節(jié)②選擇雙音素和三音素（2）語(yǔ)音數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式①波形存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)②參數(shù)存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)3.語(yǔ)音基元數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建（1）基元的選擇1044.韻律模擬1）自然語(yǔ)言中的韻律特征2）韻律合成及方法3）韻律模擬的問(wèn)題4.韻律模擬1）自然語(yǔ)言中的韻律特征1054.1.4音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

（一）CCITTG系列聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)CCITT和ISO先后提出了一系列有關(guān)語(yǔ)音數(shù)據(jù)編譯碼標(biāo)準(zhǔn),下面簡(jiǎn)要介紹幾種音頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1．電話質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率規(guī)定在300Hz～3.4kHz，采用標(biāo)準(zhǔn)的脈沖編碼調(diào)制(PCM)，當(dāng)采樣頻率為8kHz，進(jìn)行8bit量化時(shí)，所得數(shù)據(jù)速率為64kb/s，即一個(gè)數(shù)字電話。1972年CCITT為電話質(zhì)量和語(yǔ)音壓縮制定了PCM標(biāo)準(zhǔn)G.711，其速率為64Kb／s，使用非線性量化技術(shù)，主要用于公共電話網(wǎng)中。

4.1.4音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（一）CCITTG系列聲音1062．調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

頻率在50Hz一7kHz范圍。G.722標(biāo)準(zhǔn)是采用16kHz采樣，14bit量化，信號(hào)數(shù)據(jù)速率為224kbit／s，采用子帶編碼方法，將輸入音頻信號(hào)經(jīng)濾波器分成高子帶和低子帶兩個(gè)部分，分別進(jìn)行ADPCM編碼，再混合形成輸出碼流，224kbit／s可以被壓縮成64kbit／s，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)插入(最高插入速率達(dá)16kbit／s)，因此利用G.722標(biāo)準(zhǔn)可以在窄帶綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)N-ISDN中的一個(gè)B信道上傳送調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻信號(hào)。

2．調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1073．高保真度立體聲音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高保真立體聲音頻信號(hào)頻率范圍是50Hz～20kHz，采用44．1kHz采樣頻率，16bit量化進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，其數(shù)據(jù)速率每聲道達(dá)705kbit／s。1991年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和CCITT開始聯(lián)合制定MPEG標(biāo)準(zhǔn)，其中ISOCDlll72-3作為“MPEG音頻”標(biāo)準(zhǔn)，成為國(guó)際上公認(rèn)的高保真立體聲音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG音頻第一和第二層次編碼是將輸入音頻信號(hào)進(jìn)行采樣頻率為48kHz，44.1kHz，32kHz的采樣，經(jīng)濾波器組將其分為32個(gè)子帶，同時(shí)利用人耳屏蔽效應(yīng)，根據(jù)音頻信號(hào)的性質(zhì)計(jì)算各頻率分量的人耳屏蔽門限，選擇各子帶的量化參數(shù)，獲得高的壓縮比。MPEG第三層次是在上述處理后再引入輔助子帶，非均勻量化和熵編碼技術(shù)，再進(jìn)一步提高壓縮比。MPEG音頻壓縮技術(shù)的數(shù)據(jù)速率為每聲道32～448kbit／s，適合于CD－DA光盤應(yīng)用。3．高保真度立體聲音頻壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)108（二）MP3壓縮技術(shù)

MP3的全名是MPEGAudioLayer-3，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一種聲音文件的壓縮格式。ISO/MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)里包括了三個(gè)使用高性能音頻數(shù)據(jù)壓縮方法的感知編碼方案，按照壓縮質(zhì)量(每Bit的聲音效果)和編碼方案的復(fù)雜程度分別是Layer1、Layer2、Layer3。所有這三層的編碼采用的基本結(jié)構(gòu)是相同的。它們?cè)诓捎脗鹘y(tǒng)的頻譜分析和編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了子帶分析和心理聲學(xué)模型理論。也就是通過(guò)研究人耳和大腦聽覺(jué)神經(jīng)對(duì)音頻失真的敏感度，在編碼時(shí)先分析聲音文件的波形，利用濾波器找出噪音電平(NoiseLevel)，然后濾去人耳不敏感的信號(hào)，通過(guò)矩陣量化的方式將余下的數(shù)據(jù)每一位打散排列，最后編碼形成MPEG的文件。而音質(zhì)聽起來(lái)與CD相差不大。

（二）MP3壓縮技術(shù)109MPEG的層次與壓縮比率

Layer1(相當(dāng)于384kbps立體聲信號(hào))4:1Layer2(相當(dāng)于192~256kbps立體聲信號(hào))6:1~8:1Layer3(相當(dāng)于112~154kbps立體聲信號(hào))10:1~12:1MPEG的層次與壓縮比率Layer1(相當(dāng)于384kbps110（三）MP4壓縮技術(shù)MP4并不是MPEG-4或者M(jìn)PEG-1Layer4，它的出現(xiàn)是針對(duì)MP3的大眾化、無(wú)版權(quán)的一種保護(hù)格式，由美國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司開發(fā)，美國(guó)唱片行業(yè)聯(lián)合會(huì)倡導(dǎo)公布的一種新的網(wǎng)絡(luò)下載和音樂(lè)播放格式。MP4使用的是MPEG-2AAC技術(shù)也就是俗稱的a2b或AAC。其中，MPEG-2是MPEG于1994年11月針對(duì)數(shù)碼電視(數(shù)碼影像)提出的。它的特點(diǎn)就是，音質(zhì)更加完美而壓縮比更加大(1:15)。MPEG-2AAC(ISO/IEC13818-7)在采樣率為8～96KHz下提供了1～48個(gè)聲道可選范圍的高質(zhì)量音頻編碼。AAC就是AdvancedAudioCoding(先進(jìn)音頻編碼)的意思，適用于從比特率在8kbit/s單聲道的電話音質(zhì)到160kbit/s多聲道的超高質(zhì)量音頻范圍內(nèi)的編碼，并且允許對(duì)多媒體進(jìn)行編碼/解碼。

（三）MP4壓縮技術(shù)111AAC與MP3相比，增加了諸如對(duì)立體聲的完美再現(xiàn)、比特流效果音掃描、多媒體控制、降噪優(yōu)異等MP3沒(méi)有的特性，使得在音頻壓縮后仍能完美的再現(xiàn)CD音質(zhì)。AAC技術(shù)主要由以下三個(gè)部分組成。第一，AT&T的音頻壓縮技術(shù)專利。它可以將AAC壓縮比提高到20:1而不損失音質(zhì)。這樣，一首3分鐘的歌僅僅需要2.25MB，這在互聯(lián)網(wǎng)上的下載速度是很驚人的。第二、安全數(shù)據(jù)庫(kù)。它可以為你的AACMusic創(chuàng)建一個(gè)特定的密鑰，將此密鑰存于其數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，只有AAC的播放器才能播放含有這種密鑰。第三、協(xié)議認(rèn)證。這個(gè)認(rèn)證包含了復(fù)制許可、允許復(fù)制副本數(shù)目、歌曲總時(shí)間、歌曲可以播放時(shí)間以及售賣許可等信息。AAC與MP3相比，增加了諸如對(duì)立體聲的完美再現(xiàn)、比特流效果112MP4技術(shù)的優(yōu)越性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MP3，因?yàn)樗m合多媒體技術(shù)的發(fā)展以及視聽欣賞的需求。但是，MP4是一種商品，它利用改良后的MPEG-2AAC技術(shù)并強(qiáng)加上由出版公司直接授權(quán)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議作為新的標(biāo)準(zhǔn)；而MP3是一種自由音樂(lè)格式，任何人都可以自由使用。此外，MP4實(shí)際上是由音樂(lè)出版界聯(lián)合授意的官方標(biāo)準(zhǔn)；MP3則是廣為流傳的民間標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，MP3的靈活和自由度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于MP4，這使得音樂(lè)發(fā)燒友們更傾向于使用MP3。更重要的一點(diǎn)是，MP3是目前最為流行的一種音樂(lè)格式，它占據(jù)著大量的網(wǎng)絡(luò)資源，這使得MP4的推廣普及難上加難。

MP4技術(shù)的優(yōu)越性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MP3，因?yàn)樗m合多媒體技術(shù)的1134.1.4MP3播放器(P75)1、MP3播放器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理DSP功能：（1）將MP3歌曲文件從中讀取出來(lái)，并讀取播放器上的信號(hào)到解碼芯片；（2）解碼芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼；（3）通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將解碼出來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；（4）把轉(zhuǎn)換后的模擬音頻放大；（5）低通濾波到輸出口，輸出后就是我們所聽到的音樂(lè)了。4.1.4MP3播放器(P75)1、MP3播放器的內(nèi)部結(jié)114嵌入式DSP處理器嵌入式DSP處理器1152、MP3播放器的主要功能及性能參數(shù)（1）播放功能（2）錄制功能（3）存儲(chǔ)容量與類型（4）音樂(lè)格式（5）輸入/輸出接口2、MP3播放器的主要功能及性能參數(shù)（1）播放功能1164.2數(shù)字視頻處理接口一、視頻圖像顯示1.顯卡（1）總線接口類型①PCI接口②AGP接口③PCI-E接口4.2數(shù)字視頻處理接口一、視頻圖像顯示117（2）顯示芯片性能指標(biāo)①顯示的核心頻率②公版頻率③核心代號(hào)④顯示芯片位寬⑤頂點(diǎn)著色單元⑥渲染管線⑦像素填充率（2）顯示芯片性能指標(biāo)118（3）顯存類型與性能指標(biāo)

目前，市場(chǎng)中所采用的顯存類型主要有：SDRAM、DDRSDRAM和DDRSGRAM三種。顯存的性能指標(biāo)主要包括：①顯存位寬②顯存時(shí)鐘周期③顯存容量④顯存頻率⑤顯存帶寬（3）顯存類型與性能指標(biāo)119（4）顯示接口①DVI接口②HDMI接口③VGA接口④TV-Out接口輸出到電視的接口目前主要有以下3種：1）采用VGA接口2）復(fù)合視頻接口RCA接口3）S端子接口（SeparateVideo）（4）顯示接口1202.CRT顯示系統(tǒng)（1）屏幕尺寸（2）蔭罩和點(diǎn)間距（3）熒光粉類型（4）刷新（或掃描）頻率與閃爍（5）隔行和非隔行掃描（6）顯示緩沖區(qū)與顏色定義（7）模擬信號(hào)接口和數(shù)字信號(hào)接口（8）視頻BIOS2.CRT顯示系統(tǒng)1213.液晶顯示系統(tǒng)（LCD）（1）工作原理（2）寬屏（3）可視角度（4）分辨率（5）點(diǎn)距（6）垂直掃描頻率（7）顯示器接口3.液晶顯示系統(tǒng)（LCD）1224.投影顯示系統(tǒng)（1）LCD液晶投影機(jī)（2）DLP數(shù)字光處理器投影機(jī)（3）LCOS投影技術(shù)（4）ANSI流明與投影機(jī)的亮度（5）物理分辨率（6）最大分辨率（7）輸入/輸出端子4.投影顯示系統(tǒng)123二、視頻卡/盒1.視頻卡/盒的分類與功能簡(jiǎn)介（1）視頻采集卡①?gòu)V播級(jí)視頻采集卡②專業(yè)級(jí)視頻采集卡③民用級(jí)視頻采集卡（2）DV卡（1394卡）4.2數(shù)字視頻處理接口二、視頻卡/盒4.2數(shù)字視頻處理接口124（3）電視卡/盒（4）非線性編輯卡（5）視頻監(jiān)控卡（6）視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換器（7）壓縮卡/盒（8）字幕卡2.視頻卡/盒的主要性能參數(shù)（1）編碼方式（2）接口類型（3）視頻輸入/輸出格式（3）電視卡/盒1254.3多媒體輸入/輸出設(shè)備一、掃描儀1.掃描儀的結(jié)構(gòu)原理（1）結(jié)構(gòu)（2）信息數(shù)字化原理2.掃描儀的分類（1）按掃描方式分類①手動(dòng)式掃描儀②平面式掃描儀③滾筒式掃描儀④膠片掃描儀4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備一、掃描儀126（2）按掃描幅面分類（3）按掃描分辨率分類（4）按灰度與彩色分類（5）按反射式或透射式分類3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)（1）原稿種類（2）掃描精度（3）掃描分辨率①分辨率的單位②分辨率與精度③光學(xué)分辨率和間插分辨率④光電轉(zhuǎn)換精度（2）按掃描幅面分類127（4）色彩精度（5）掃描速度（6）階調(diào)（7）灰階（8）鮮銳度（9）色彩再現(xiàn)能力（10）接口標(biāo)準(zhǔn)3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)（4）色彩精度3.掃描儀的技術(shù)指標(biāo)128二、數(shù)碼相機(jī)1.數(shù)碼相機(jī)的感光器件（1）電荷耦合器件圖像傳感器CCD（2）互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS2.數(shù)碼相機(jī)的主要性能參數(shù)（1）CCD/CMOS尺寸（2）光學(xué)變焦與數(shù)字變焦（3）最大像素和有效像素（4）存儲(chǔ)介質(zhì)（5）接口類型4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備二、數(shù)碼相機(jī)4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備129三、數(shù)碼攝像機(jī)（1）MiniDV（2）Digital8DV（3）DVD數(shù)碼攝像機(jī)（4）硬盤攝像機(jī)（5）高清攝像機(jī)（HDV）4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備三、數(shù)碼攝像機(jī)（1）MiniDV4.3多媒體輸入/130磁帶式數(shù)碼攝像機(jī)

光盤式數(shù)碼攝像機(jī)硬盤式數(shù)碼攝像機(jī)

磁帶式數(shù)碼攝像機(jī)光盤式數(shù)碼攝像機(jī)硬盤式數(shù)碼攝像機(jī)131四、輸入/輸出接口1.

SCSI接口（1）SCSI概述（2）SCSI接口技術(shù)2.USB接口（1）控制器（2）控制器驅(qū)動(dòng)程序（3）USB芯片驅(qū)動(dòng)程序（4）USB設(shè)備（5）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備四、輸入/輸出接口4.3多媒體輸入/輸出設(shè)備132USB規(guī)定了4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：（1）等時(shí)傳輸方式（2）中斷傳輸方式（3）控制傳輸方式（4）批傳輸方式3.IEEE1394接口IEEE1394分為兩種傳輸方式：backplane模式和Cable模式。USB規(guī)定了4種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：1334.4多媒體存儲(chǔ)技術(shù)多媒體存儲(chǔ)技術(shù)主要是指光存儲(chǔ)技術(shù)和閃存技術(shù)。（P109）4.4多媒體存儲(chǔ)技術(shù)多媒體存儲(chǔ)技術(shù)主要是指光存儲(chǔ)技術(shù)和閃134一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類1)根據(jù)不同的存儲(chǔ)介質(zhì)和使用性能分只讀光盤

如CD-ROM、CD-DA、CD-I、CD-V、photo-CD、CD-ROM/XA一次寫可多次讀型光盤

即WORM（CD-WO）可擦寫型光盤

如相變型光盤（PCD）和磁光型光盤CD-MO（MOD）一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類1)根據(jù)不同的存儲(chǔ)介質(zhì)和使用性能135一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類2)根據(jù)光盤標(biāo)準(zhǔn)分（P112）CD-DA（紅皮書）：也叫Audio-CD，即CD唱片，存放音樂(lè)與歌曲。CD-ROM與CD-ROM/XA（黃皮書）：存放計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，其中CD-ROM/XA是擴(kuò)展形式，與CD-I兼容，是擴(kuò)展的音頻、文本和圖形混合格式。CD-I（綠皮書）：用于存放用MPEG算法壓縮的立體聲視頻信號(hào)，且具有交互能力，稱為交互CD。CD-V（藍(lán)皮書）：存放電視的模擬信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)。CD-R（橙皮書）：分為兩個(gè)部分，BOOK1定義了CD-MO，BOOK2定義了CD-R(CD-WO)。V-CD（白皮書）：存放了以MPEG-1算法壓縮的立體聲數(shù)字視頻信號(hào)。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體1.光盤分類2)根據(jù)光盤標(biāo)準(zhǔn)分（P112）C1362.光存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)（1）尺寸（2）容量（3）平均存取時(shí)間、平均尋道時(shí)間和平均等待時(shí)間（4）數(shù)據(jù)傳輸速率（5）誤碼率（6）平均無(wú)故障時(shí)間2.光存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)137一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體3.光盤的基本技術(shù)1）光盤的物理結(jié)構(gòu)2）在基片層形成凹坑3）螺旋型的軌道，凹坑和岸在軌道中形成有序的序列標(biāo)簽層保護(hù)層反射層基片層岸凹坑光驅(qū)工作原理一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體3.光盤的基本技術(shù)1）光盤的物理結(jié)構(gòu)2）在基138一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）1）基本技術(shù)編碼：凹坑到岸及岸到凹坑的轉(zhuǎn)變編碼為1，沒(méi)有變化時(shí)編碼為0，凹坑長(zhǎng)為0.3um的倍數(shù)。音頻數(shù)據(jù)率CD-DA=

16（bits/樣本）×2聲道×44100（樣本/（秒×聲道））=1,411,200比特/秒容量CD-DA=74分鐘×1,411,200（比特/秒）≈747MB一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）1）基本技139一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）2）8-14調(diào)制協(xié)議規(guī)定序列中至少有兩個(gè)岸和兩個(gè)凹坑連續(xù)地出現(xiàn)，因此兩個(gè)1之間至少有兩個(gè)0。凹坑或岸不允許太長(zhǎng)，必須保持最大間隔，至多10個(gè)0可以連在一起。8比特字編碼成14比特值，使之滿足最小、最大間隔。兩個(gè)連續(xù)地調(diào)制符號(hào)（14比特）之間插入3個(gè)附加比特，以便得到需要的最小、最大間隔。一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）2）8-1140一、光學(xué)存儲(chǔ)媒體4.CD-DA光盤（數(shù)字音頻光盤）3）CD-DA的幀、區(qū)域、軌道和塊幀包括： 同步樣式（12個(gè)1，12個(gè)0和3個(gè)填充比特）=27bits 音頻數(shù)據(jù)=12字節(jié)×