南大專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)(內(nèi)部資料)計(jì)算機(jī)第5章

第5章數(shù)字媒體及應(yīng)用5.1文本與文本處理5.2圖像與圖形5.3數(shù)字聲音及應(yīng)用5.4數(shù)字視頻及應(yīng)用字符、字符集及其編碼表文字的基本元素是字母和符號(hào)，統(tǒng)稱為“字符”(character)，它包括：字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、符號(hào)等字符集：一組特定字符的集合不同的字符集包含的字符數(shù)目與內(nèi)容不同，如：中文字符集、西文字符集、日文字符集等字符的編碼：字符集中每個(gè)字符的二進(jìn)位表示，稱為該字符的編碼或代碼(code)不同的字符其編碼各不相同字符集中所有字符的編碼的一覽表，稱為該字符集的碼表復(fù)習(xí)：西文字符的編碼——ASCII碼西文是表音文字(拼音文字)，它由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)以及一些特殊符號(hào)所組成美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(ASCII碼)：ASCII字符集包含96個(gè)可打印字符和32個(gè)控制字符采用7個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼計(jì)算機(jī)中使用1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)1個(gè)ASCII字符存在問題：字符集太小（只有128個(gè)字符）不同國(guó)家和地區(qū)使用不同的字符集及其編碼，互不兼容東亞地區(qū)使用的大字符集無(wú)法編碼0XXXXXXX漢字如何編碼？漢字是記錄漢語(yǔ)（國(guó)語(yǔ)，華語(yǔ)）的文字，屬于表意文字，它用符號(hào)直接表達(dá)詞或詞素，有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用（中、日、韓、新、馬······）漢字的特點(diǎn)數(shù)量大；字形復(fù)雜，同音字多，異體字多如何編碼？確定收入多少字、哪些字？在字符集中如何排列？使用多少個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼？常用的漢字編碼字符集國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-1980漢字?jǐn)U充規(guī)范GBK國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18030-2005臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集CNS11643(BIG5，俗稱“大五碼”)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集JISX0208-90韓國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字字符集KSC5601-87UCS/Unicode多文種大字符集一級(jí)漢字（3755個(gè)）二級(jí)漢字（3008個(gè)）（擴(kuò)充使用）字母、數(shù)字和各種符號(hào) ………………19423位號(hào)…………191655568794區(qū)號(hào)(按漢語(yǔ)拼音排列)(按偏旁部首排列)GB2312漢字編碼字符集1980年頒布《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》——GB2312-1980GB2312字符集由三個(gè)部分構(gòu)成：拉丁字母、俄文、日文平假名與片假名、希臘字母、漢語(yǔ)拼音等共682個(gè)共6763個(gè)漢字和682個(gè)符號(hào)，每個(gè)漢字和符號(hào)都有一個(gè)確定位置GB2312漢字的編碼每一個(gè)GB2312漢字使用16位(2個(gè)字節(jié))表示為了與ASCII字符相區(qū)別，每個(gè)字節(jié)的最高位均為“1”例如：“南”字的代碼是1100010011001111（用十六進(jìn)制表示為C4CF）

11第1字節(jié)第2字節(jié)XXXXXXXXXXXXXXGBK漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范GB2312的不足：漢字字?jǐn)?shù)太少，缺少繁體字,無(wú)法滿足人名、地名、古籍整理、古典文獻(xiàn)研究等應(yīng)用的需要；與ASCII碼不兼容GBK漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范（1995）：在GB2312基礎(chǔ)上，增加了1萬(wàn)多漢字(包括繁體字)和符號(hào)共有21003個(gè)漢字和883個(gè)圖形符號(hào)，如“計(jì)算機(jī)”、冃、冄、円、冇等繁體字和生僻字與GB8312保持向下兼容，也使用雙字節(jié)表示，第1字節(jié)最高位必須為“1”：1

X第1字節(jié)第2字節(jié)XXXXXXXXXXXXXX標(biāo)準(zhǔn)名稱GB2312GBKGB18030UCS-2(Unicode)字符集6763個(gè)漢字(簡(jiǎn)體字)21003個(gè)漢字（包括GB2312漢字在內(nèi)）近3萬(wàn)漢字(包括GBK漢字和CJK及其擴(kuò)充中的漢字)包含10萬(wàn)多字符，其中的漢字與GB18030相同編碼方法雙字節(jié)存儲(chǔ)和表示，每個(gè)字節(jié)的最高位均為“1”雙字節(jié)存儲(chǔ)和表示，第1個(gè)字節(jié)的最高位必為“1”部分雙字節(jié)、部分4字節(jié)表示，雙字節(jié)表示方案與GBK相同UTF-8采用單字節(jié)可變長(zhǎng)編碼UTF-16采用雙字節(jié)可變長(zhǎng)編碼兼容性編碼不兼容！幾種漢字編碼的對(duì)比編碼保持向下兼容文字符號(hào)輸入計(jì)算機(jī)的方法1.聯(lián)機(jī)手寫輸入優(yōu)點(diǎn)：自然，流暢;小型化，適合移動(dòng)計(jì)算不足：識(shí)別速度和正確性還需提高;書寫要求還要降低2.鍵盤輸入(1)數(shù)字編碼,如電報(bào)碼、區(qū)位碼等,(2)字音編碼,如智能ABC等(3)字形編碼，如五筆字形和表形碼等(4)形音編碼基于統(tǒng)計(jì)和學(xué)習(xí)功能的以詞語(yǔ)(短語(yǔ))或句子作為輸入單位的輸入方法3.語(yǔ)音輸入優(yōu)點(diǎn)：自然，方便，適合移動(dòng)計(jì)算不足：對(duì)說(shuō)話人、說(shuō)話方式、說(shuō)話內(nèi)容的適應(yīng)能力要大大增強(qiáng);識(shí)別速度和正確性還需大大提高4.印刷體識(shí)別功能:簡(jiǎn)、繁體字混合識(shí)別;中文、西文混合識(shí)別;文字、表格混合識(shí)別;智能校對(duì)功能5.手寫體識(shí)別文字符號(hào)輸入計(jì)算機(jī)的方法印刷體識(shí)別手寫體識(shí)別鍵盤輸入聯(lián)機(jī)手寫輸入語(yǔ)音輸入自動(dòng)識(shí)別輸入字符信息的輸入人工輸入簡(jiǎn)單文本(純文本)

本書由南京大學(xué)出

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版社(Publishing

B0E6C9E7285075626C697368696E67

HouseofNanjin

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gUniversity)出版

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文本的內(nèi)容文本在計(jì)算機(jī)中的表示沒有字體、字號(hào)的變化，不能插入圖片、表格，也不能建立超鏈接，其文件后綴名是.txt由一串用于表達(dá)正文內(nèi)容的字符編碼所組成，幾乎不包含任何其他的格式信息和結(jié)構(gòu)信息舉例：豐富格式文本本書由南京大學(xué)出版社(PublishingHouseofNanjingUniversity)出版有字體字號(hào)等屬性變化、設(shè)置了段落和頁(yè)面排版格式的文本稱為“豐富格式文本”豐富格式文本中，除了正文內(nèi)容之外，還使用了許多“標(biāo)記”來(lái)描述字符的屬性和格式的設(shè)置。舉例：下面標(biāo)題的格式為：中文用黑體，西文用ArialBlack體，居中使用HTML語(yǔ)言描述為：<palign="center"><fontface="黑體">本書由南京大學(xué)出版社</font><fontface="ArialBlack">(PublishingHouseofNanjingUniversity)</font><fontface="黑體">出版</font></p>用一對(duì)<>指出的是標(biāo)記，如<fontface=“黑體”>和</font>等，用于說(shuō)明排版的格式和文字屬性，它們不屬于正文內(nèi)容正文內(nèi)容超文本若干文本或文本中的各個(gè)部分可按照其內(nèi)容的關(guān)系互相鏈接起來(lái)，從而形成“超文本”ABCDEFGHa1a2b2c2f1d1c1b1e1g1h1a3“超鏈”實(shí)際上就是一個(gè)指針，用于指向其他文本塊，也可以指向同一文本塊中的其他部分

超鏈?zhǔn)怯邢虻模瘘c(diǎn)位置稱為鏈源，它可以是文本塊中的一個(gè)標(biāo)題、一句句子、一個(gè)關(guān)鍵詞、一幅畫、一個(gè)圖標(biāo)等文本塊可以是一個(gè)網(wǎng)頁(yè)，一個(gè)文檔，一段文字，也可以是一張圖片，甚至一段聲音或視頻

小結(jié)：文本的分類文本類型特點(diǎn)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示文件擴(kuò)展名用途簡(jiǎn)單文本沒有字體、字號(hào)和版面格式的變化，文本在頁(yè)面上逐行排列，也不含圖片和表格由一連串與正文內(nèi)容對(duì)應(yīng)的字符的編碼所組成，幾乎不包含任何其他的格式信息和結(jié)構(gòu)信息.txt網(wǎng)上聊天短信文字錄入OCR輸入豐富格式文本(線性文本)有字體、字號(hào)、顏色等變化，文本在頁(yè)面上可以自由定位和布局，還可插入圖片和表格除了與正文對(duì)應(yīng)的字符編碼之外，還使用某種“標(biāo)記語(yǔ)言”所規(guī)定的一些標(biāo)記來(lái)說(shuō)明該文本的文字屬性和排版格式等.doc.rtf.htm.html.pdf公文論文書稿網(wǎng)頁(yè)豐富格式文本(超文本)除上述特征外，文本中還含有超鏈，使文本呈現(xiàn)為一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)同上，但還應(yīng)包含用于指出“鏈源”和“鏈宿”的標(biāo)記.doc.rtf.htm.html.pdf.hlp同上，以及軟件的聯(lián)機(jī)文檔(幫助文件)圖像的獲取過(guò)程掃描模擬圖像取樣取樣取樣數(shù)字圖像分色量化量化量化從現(xiàn)實(shí)世界中獲得數(shù)字圖像的過(guò)程稱為圖像的“獲取”常用的圖像獲取設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、攝像機(jī)等圖像獲取過(guò)程：將畫面劃分為M×N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)取樣點(diǎn)將彩色圖像取樣點(diǎn)的顏色分解成R，G，B三個(gè)基色測(cè)量每個(gè)取樣點(diǎn)的每個(gè)分量（基色）的亮度值對(duì)取樣點(diǎn)每個(gè)分量的亮度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，使用數(shù)字整型量表示

數(shù)字(取樣)圖像的組成數(shù)字取樣圖像由M(列)×N(行)個(gè)取樣點(diǎn)組成取樣點(diǎn)是組成數(shù)字取樣圖像的基本單位，稱為“像素”彩色圖像的像素通常由3個(gè)彩色分量組成灰度圖像和黑白圖像的像素只包含1個(gè)亮度分量Red分量Green分量Blue分量像素?cái)?shù)字(取樣)圖像的主要參數(shù)圖像大?。▓D像分辨率）：用來(lái)表示組成該圖像的行列數(shù)目，亦即圖像所包含的像素?cái)?shù)目使用水平分辨率x垂直分辨率表示對(duì)圖像清晰度和在屏幕上顯示出來(lái)的大小有影響顏色空間的類型，指彩色圖像所使用的顏色描述方法，如：RGB(紅、綠、藍(lán))模型，顯示器使用CMYK(青、品紅、黃、黑)模型，彩色打印機(jī)使用HSB(色彩、飽和度、亮度)模型，用戶界面中使用YUV(亮度、色度)模型，彩色電視信號(hào)傳輸時(shí)使用像素深度，即像素的所有顏色分量的二進(jìn)位數(shù)目之和圖像類型像素的組成像素深度(位數(shù))顏色空間單色圖像黑白圖像僅1個(gè)分量1位不使用灰度圖像僅1個(gè)分量2～12位不使用彩色圖像彩色圖像3個(gè)分量以上8～36位RGB，CMY，YUV等數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式（以字節(jié)為單位）：

數(shù)據(jù)量=水平分辨率×垂直分辨率×像素深度／8

幾種常用格式的圖像的數(shù)據(jù)量：圖像大小8位(256色)16位(65536色)24位(真彩色)640×480300KB600KB900KB1024×768768KB1.5MB2.25MB1280×10241.25MB2.5MB3.75MB例：數(shù)字圖像傳輸時(shí)間的計(jì)算 假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速率為56kb/s（電話上網(wǎng)），則傳輸一幅分辨率為640×480的6.5萬(wàn)種顏色的未壓縮圖像的最小時(shí)間為：

(640x480x16)/56000=87.8秒數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)壓縮圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性：節(jié)省存儲(chǔ)數(shù)字圖像所需要的存儲(chǔ)器容量提高圖像的傳輸速度，減少通信費(fèi)用

圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性：數(shù)字圖像中有大量的數(shù)據(jù)冗余人眼視覺有局限性，允許圖像有一些失真圖像數(shù)據(jù)壓縮的兩種類型：無(wú)損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來(lái)的圖像沒有任何誤差有損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來(lái)的圖像有一定的誤差壓縮編碼方法的評(píng)價(jià)壓縮倍數(shù)的高低（壓縮比大?。┲亟▓D像的質(zhì)量（有損壓縮時(shí)）壓縮算法的復(fù)雜程度數(shù)字圖像的常用文件格式不同的圖象文件格式采用了不同的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)組織方法，有不同的應(yīng)用常用的圖像文件格式有：名稱壓縮編碼方法性質(zhì)典型應(yīng)用開發(fā)公司(組織)BMPRLE(行程長(zhǎng)度編碼)無(wú)損Windows應(yīng)用程序MicrosoftTIFRLE,LZW(字典編碼)無(wú)損桌面出版Aldus，MicrosoftGIFLZW無(wú)損因特網(wǎng)CompuServeJPEGDCT(離散余弦變換)，Huffman編碼大多數(shù)為有損因特網(wǎng),數(shù)碼相機(jī)等ISO/IECJP2小波變換，算術(shù)編碼無(wú)損/有損因特網(wǎng),數(shù)碼相機(jī)等ISO/IEC圖像文件格式例1：BMP格式BMP圖像格式是Windows操作系統(tǒng)下使用的一種標(biāo)準(zhǔn)圖像格式支持單色、16色、256色、真彩色圖像一個(gè)文件一幅圖像，可以進(jìn)行無(wú)損壓縮，也可不壓縮非壓縮的BMP文件是一種通用的圖像文件格式，幾乎所有Windows應(yīng)用軟件都能支持圖像文件格式例2：GIF圖像顏色數(shù)目不超過(guò)256色，適合用作插圖、剪貼畫等色彩數(shù)要求不高的場(chǎng)合，文件特別小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸GIF圖像格式具有累進(jìn)顯示功能，適合網(wǎng)絡(luò)瀏覽器觀看GIF圖像格式能支持透明背景（JPEG不支持）GIF圖像格式能支持動(dòng)畫透明背景圖像文件格式例3：JPEG圖像JPEG是靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)的圖像文件擴(kuò)展名是.jpgJPEG特別適合各種連續(xù)色調(diào)的彩色或灰度圖像，在計(jì)算機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中已得到廣泛應(yīng)用JPEG的最新標(biāo)準(zhǔn)是JPEG2000（圖像文件擴(kuò)展名是.jp2），它采用更先進(jìn)的技術(shù)，可取得更好的效果，目前在醫(yī)學(xué)圖像處理中使用什么是計(jì)算機(jī)圖形(graphics)通過(guò)計(jì)算機(jī)和軟件對(duì)景物的結(jié)構(gòu)、形狀與外貌進(jìn)行描述(稱為“建?！?，然后根據(jù)該描述和選定的觀察位置及光線狀況，生成該景物的圖形(稱為“繪制”或“圖像合成”)計(jì)算機(jī)圖形也稱為計(jì)算機(jī)合成圖像計(jì)算機(jī)制作圖形的步驟如下：建模/造型(Modeling)景物的模型(model)景物的視圖繪制(Rendering)(ImageSynthesis)數(shù)字波形聲音的獲取步驟：2.量化（quantization，模數(shù)轉(zhuǎn)換)3.編碼（encoding）1.取樣（sampling）取樣模擬聲音信號(hào)取樣的目的是把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散的信號(hào)量化量化是把每個(gè)樣本從模擬量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量(8位或16位整數(shù)表示)數(shù)字聲音01100011001···編碼將所有樣本的二進(jìn)制代碼組織在一起，并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮聲音的重建與播放計(jì)算機(jī)輸出聲音分為兩步：1聲音的重建：把聲音從數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)形式，由聲卡完成2聲音播放：將模擬聲音信號(hào)經(jīng)處理和放大后送到音箱(揚(yáng)聲器)關(guān)于音箱：普通音箱接收的是重建的模擬聲音信號(hào)數(shù)字音箱直接接收數(shù)字聲音信號(hào)，失真更小數(shù)字聲音011010011101…插值數(shù)模轉(zhuǎn)換解碼把壓縮編碼的數(shù)字聲音恢復(fù)為壓縮編碼前的狀態(tài)把聲音樣本從數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量把時(shí)間上離散的一組樣本轉(zhuǎn)換成在時(shí)間上連續(xù)的模擬聲音信號(hào)重建的模擬聲音信號(hào)聲卡的功能與邏輯組成波形聲音的獲取與編碼波形聲音的重建與播放MIDI消息的輸入MIDI音樂的合成DSPDMA接口PC總線取樣，量化D/A重建，濾波聲音輸出聲音輸入音樂合成器mixerMIDI接口聲卡的主要功能數(shù)字波形聲音的表示及其參數(shù)數(shù)字波形聲音是使用二進(jìn)位表示的一種串行比特流，其數(shù)據(jù)按時(shí)間順序進(jìn)行組織，文件擴(kuò)展名為“.wav”數(shù)字波形聲音的主要參數(shù)有：取樣頻率：語(yǔ)音的取樣頻率低，一般為8k~16kHz全頻帶聲音(如音樂)取樣頻率高，一般為44.1k~48kHz量化位數(shù)：通常為8位、12位或16位聲道數(shù)目：?jiǎn)温暤罏?，雙聲道為2碼率(比特率)，每秒鐘的數(shù)據(jù)量數(shù)字波形聲音碼率的計(jì)算未壓縮時(shí)數(shù)字波形聲音的碼率計(jì)算公式碼率=取樣頻率

×

量化位數(shù)

×

聲道數(shù)

例：聲音類型聲音信號(hào)帶寬(Hz)取樣頻率(kHz)量化位數(shù)(bits)聲道數(shù)未壓縮時(shí)的碼率數(shù)字語(yǔ)音300～340088164kb/sCD立體聲20～2000044.11621411.2(kb/s)壓縮編碼之后數(shù)字波形聲音的碼率為：壓縮后的碼率=未壓縮時(shí)的碼率/壓縮倍數(shù)

例：上面CD唱片的立體聲音樂壓縮為MP3后，若壓縮倍數(shù)是12倍，則該MP3音樂的碼率是：118kb/s左右數(shù)字波形聲音的數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮的必要性：為了降低存儲(chǔ)成本和提高在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸效率數(shù)據(jù)壓縮的可能性：聲音中包含有大量冗余信息；人耳靈敏度有限，允許有一定失真而不易察覺數(shù)字波形聲音壓縮編碼的方法：全頻帶聲音：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG；工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DolbyAC-3數(shù)字語(yǔ)音：固定電話使用ADPCM編碼手機(jī)使用高效率的混合編碼技術(shù)所謂“MP3音樂”，它是一種采用MPEG-1層3編碼的高質(zhì)量數(shù)字聲音,壓縮比大約10～12倍，使一張普通CD光盤上可以存儲(chǔ)大約100首MP3歌曲，可連續(xù)播放10小時(shí)。選講：

MP3播放器的結(jié)構(gòu)與原理程序存儲(chǔ)器閃爍存儲(chǔ)器液晶顯示D/A轉(zhuǎn)換嵌入式處理器及DSP聲音輸出控制按鍵USB接口嵌入式處理器用于運(yùn)行控制程序，控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作：它接收控制按鍵的操作命令，從閃爍存儲(chǔ)器讀取MP3音樂數(shù)據(jù)送到DSP去解碼；顯示播放器的工作狀態(tài)；負(fù)責(zé)與主機(jī)連接并交換數(shù)據(jù)等等數(shù)字信號(hào)處理器DSP完成MP3數(shù)據(jù)流的解碼操作，并輸出波形格式的數(shù)字音頻信號(hào)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大之后，用戶即可聽到聲音存放MP3音樂數(shù)據(jù)，容量越大，可存放的歌曲數(shù)目就越多

固定存放MP3播放器的控制程序顯示MP3播放器的工作狀態(tài)和歌曲的歌詞波形聲音的文件類型及其應(yīng)用文件類型開發(fā)者編碼類型效果主要應(yīng)用WAV微軟公司未壓縮聲音達(dá)到CD品質(zhì)支持多種采樣頻率和量化位數(shù)，獲得廣泛支持FLACXiph.Org基金會(huì)無(wú)損壓縮壓縮比為2:1左右高品質(zhì)數(shù)字音樂APEMatthewT.Ashland無(wú)損壓縮壓縮比為2:1左右高品質(zhì)數(shù)字音樂M4A蘋果公司無(wú)損壓縮壓縮比為2:1左右QuickTime,iTunes,iPod，RealPlayerMP3ISO有損壓縮MPEG-1audio層3壓縮比為8:1～12:1因特網(wǎng)，MP3音樂WMA微軟公司有損壓縮壓縮比高于MP3使用數(shù)字版權(quán)保護(hù)因特網(wǎng)，音樂AC3、AAC美國(guó)Dolby公司有損壓縮壓縮比可調(diào)，支持5.1、7.1聲道DVD,數(shù)字電視，家庭影院等什么是流媒體？在因特網(wǎng)上收聽(看)音(視)頻節(jié)目的2種方式：下載存儲(chǔ)方式：先下載存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，下載完畢后再播放（缺點(diǎn)：需要等待很長(zhǎng)時(shí)間，并需要較大的存儲(chǔ)容量）流式傳輸方式：邊下載、邊播放（優(yōu)點(diǎn)：只需要下載一部分?jǐn)?shù)據(jù)之后,就可以開始一邊播放一邊下載，等待時(shí)間短、存儲(chǔ)需求?。┝髅襟w就是一種允許在網(wǎng)絡(luò)上讓用戶一邊下載一邊收看(聽)音視頻媒體的媒體分發(fā)(delivery)技術(shù)目前流行的主要有3個(gè)公司的流媒體技術(shù)：RealNetworks公司的RealMedia（RealAudio和RealVideo）微軟公司的WindowsMediaServices(WMA、WMV和ASF)蘋果公司的QuickTime選講：

流媒體是如何工作的？流媒體播放軟件

Web服務(wù)器Web瀏覽器流媒體專用服務(wù)器

音頻(視頻)流媒體文件

網(wǎng)頁(yè)

（客戶計(jì)算機(jī)）http協(xié)議3點(diǎn)擊流媒體節(jié)目，啟動(dòng)流媒體播放程序RTSP/TCPRTP/UDP6播放器可以邊播放邊接收數(shù)據(jù)，并可以控制播放、暫停、快進(jìn)、快倒等5將音(視)頻節(jié)目傳輸給客戶計(jì)算機(jī)RTCP/UDPHTML網(wǎng)頁(yè)1請(qǐng)求網(wǎng)頁(yè)2服務(wù)器送回網(wǎng)頁(yè)4向流媒體服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求波形聲音編輯軟件的功能主要功能：1編輯聲音：如聲音剪輯、復(fù)制、調(diào)節(jié)音量2聲音的效果處理：如混響、回聲、淡入、淡出等3錄音4聲音的格式轉(zhuǎn)換5播放聲音數(shù)字聲音的參數(shù)左聲道信號(hào)波形右聲道信號(hào)波形淡入淡出時(shí)間刻度播放標(biāo)尺聲音編輯軟件的典型用戶界面例：計(jì)算機(jī)合成的語(yǔ)音Hello，everybody（1）你好，我是貝爾實(shí)驗(yàn)室的中文語(yǔ)音合成系統(tǒng)（BellTTS1）南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系2002年招收了202名本科生，22名博士生，130多名碩士生。（中科大訊飛公司）

（Bell）安徽中科大訊飛信息科技有限公司是專門從事中文語(yǔ)音及語(yǔ)言技術(shù)軟件（訊飛）我們都是同行，我們一路同行，去參加人參培植研討會(huì)（訊飛）

（Bell）需要進(jìn)一步提高之處：發(fā)音和斷句要正確，提高自然度，豐富表現(xiàn)力計(jì)算機(jī)合成音樂（MIDI）音樂合成器音樂MIDI文件媒體播放器MIDI消息計(jì)算機(jī)合成音樂需要三個(gè)要素：樂器、樂譜和“演奏員”聲卡上的音樂合成器能像電子琴一樣模仿幾十種不同的樂器發(fā)出聲音，它按照MIDI消息合成出不同音色和音調(diào)的音符，通過(guò)揚(yáng)聲器播放出音樂來(lái)

樂譜在計(jì)算機(jī)中使用一種叫做MIDI的音樂描述語(yǔ)言來(lái)表示。使用MIDI描述的音樂稱為MIDI音樂。一首樂曲對(duì)應(yīng)一個(gè)MIDI文件，其文件擴(kuò)展名為.MID或.MIDI媒體播放器軟件相當(dāng)于“演奏員”。播放MIDI音樂時(shí)，它先從磁盤上讀入.MID文件，解釋其內(nèi)容，然后以MIDI消息的形式向聲卡上的音樂合成器發(fā)出各種指令選講：

音樂合成器PC機(jī)聲卡一般都帶有MIDI音源（音樂合成器）MIDI音源有兩種：調(diào)頻合成器（一種受控的電子振蕩器）。音色單調(diào)，效果較差，已很少使用波表合成器。音色豐富，效果很好，可擴(kuò)展，現(xiàn)廣泛使用波表合成器的原理預(yù)先將真實(shí)樂器演奏的各個(gè)音符的波形數(shù)字化，把它們組織成一個(gè)個(gè)波表文件存放在存儲(chǔ)器中播放時(shí)合成器軟件根據(jù)樂器類型和音符參數(shù)等將相應(yīng)的波形數(shù)據(jù)修飾成所要求的音強(qiáng)和時(shí)長(zhǎng)，然后合成、加工后播放低通濾波采樣、量化加工處理樂器演奏波表文件錄音例：計(jì)算機(jī)合成的MIDI音樂例1音樂之聲（6KB）例2軍港之夜（7KB）MIDI的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量極?。ū菴D立體聲少3個(gè)數(shù)量級(jí)，比MP3少3個(gè)數(shù)量級(jí)）易于制作和編輯修改可以與波形聲音同時(shí)播放MIDI的不足：只能合成音樂，不能合成歌曲和語(yǔ)言音質(zhì)與硬件設(shè)備相關(guān)彩色電視信號(hào)的發(fā)送與接收彩色電視信號(hào)的發(fā)送與接收：PAL制彩色電視信號(hào)的顏色不使用RGB表示，而是使用亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色度信號(hào)U、V來(lái)表示為進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸必須進(jìn)行調(diào)制RGBRGBYUV復(fù)合調(diào)制攝像機(jī)話筒發(fā)射天線RGBYUV分路解調(diào)接收天線RGB將Y、U、V信號(hào)轉(zhuǎn)換成為R、G、B信號(hào)，然后再進(jìn)行顯示使用Y、U，V彩色空間的原因：①與黑白電視保持兼容②利用人的視覺特性來(lái)節(jié)省電視信號(hào)的帶寬和發(fā)射功率數(shù)字視頻信號(hào)的獲取

視頻信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程:

與圖像、聲音的數(shù)字化過(guò)程相仿，但更復(fù)雜一些(8-10bits)濾波取樣量化編碼數(shù)字視頻信息模擬視頻信號(hào)VUYUVY數(shù)字視頻的獲取設(shè)備：

視頻采集卡（簡(jiǎn)稱視頻卡）數(shù)字?jǐn)z像頭，通過(guò)光學(xué)鏡頭和CCD或CMOS采集動(dòng)態(tài)圖像，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入PC機(jī)脫機(jī)獲取設(shè)備：數(shù)碼攝像機(jī)視頻捕獲(采集)卡的功能從多種視頻源中選擇一種作為視頻輸入;支持不同的電視制式;能同時(shí)處理圖像信號(hào)的伴音;可在顯示器上監(jiān)看輸入的視頻信號(hào),其位置及大小可調(diào);能將計(jì)算機(jī)生成的圖像/圖形/文本與視頻圖像迭加處理;可隨時(shí)凍結(jié)(定格)一幅畫面,并按指定格式保存;可實(shí)時(shí)壓縮與存儲(chǔ)視頻及其伴音信息;可實(shí)時(shí)解壓縮并播放視頻及其伴音信息,輸出設(shè)備可選(VGA監(jiān)視器、電視機(jī)、錄相機(jī)等)視頻卡、顯卡與主機(jī)的關(guān)系視頻捕獲器視頻緩沖器疊加/轉(zhuǎn)換器TV編碼器圖形控制器顯示存儲(chǔ)器內(nèi)存CPUDSP處理器PCI總線視頻信號(hào)顯示器TV機(jī)硬盤硬盤（主機(jī)）視頻信號(hào)數(shù)字化并存入硬盤在屏幕上監(jiān)看視頻信號(hào)計(jì)算機(jī)圖形文字輸出在電腦上播放視頻在電視機(jī)上播放視頻視頻卡顯示卡數(shù)字?jǐn)z像頭分辨率為352×288～640×480速度一般在30fps（每秒30幀）左右鏡頭的視角可達(dá)到45-60度支持USB接口或IEEE1394（火線）接口成像器件采用CMOS或CCD數(shù)碼攝像機(jī)提供480線以上的分辨率，清晰度高自動(dòng)對(duì)焦，自動(dòng)曝光使用MPEG-2進(jìn)行壓縮編碼，然后記錄在硬盤上具有錄音功能數(shù)據(jù)量很大，采用USB接口或IEEE1394接口數(shù)字視頻的壓縮編碼視頻數(shù)據(jù)壓縮的必要性：數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量大得驚人，1分鐘的數(shù)字電視圖像未壓縮時(shí)其數(shù)據(jù)量可超過(guò)1GB，對(duì)存儲(chǔ)、傳輸和處理都有很大的困難視頻數(shù)據(jù)壓縮的可能性：視頻信息的每個(gè)畫面內(nèi)部有很多信息冗余相鄰畫面的內(nèi)容有高度的連貫性人眼的視覺靈敏度有限，允許畫面有一定失真結(jié)論：數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量可壓縮幾十倍甚至幾百倍數(shù)字視頻的三類編碼標(biāo)準(zhǔn)ITU-T國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：H.261(Px64)標(biāo)準(zhǔn)、H.263標(biāo)準(zhǔn)等ISO/IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)（等同于ITU-TH.262），用于低分辨率、低碼率視頻應(yīng)用的MPEG-4ASP，代表當(dāng)前技術(shù)水準(zhǔn)的MPEG-4AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（等同于ITU-TH.264）,在HDTV、藍(lán)光盤、XBOX、iPod、iPhone等眾多領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。公司標(biāo)準(zhǔn)：Intel公司的Indeo?Video，蘋果公司在QuickTime中使用過(guò)的Cinepak，RealNetwork公司的RealVideo，微軟公司的WMV，Adobe公司Flash播放器中使用的VP6等目前流行的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)名

稱圖像格式壓縮后的碼率主要應(yīng)用MPEG-1360×288大約1.2Mb/s~1.5Mb/s適用于VCD、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等H.261360×288或180×144Px64kb/s(P=1、2時(shí)，只支持180×144格式，P≥6時(shí)，可支持360×288格式)應(yīng)用于視頻通信，如可視電話、會(huì)議電視等MPEG-2(MP@ML)720×5765Mb/s~15Mb/s用途最廣,如DVD、衛(wèi)星電視直播、數(shù)字有線電視等MPEG-2高清格式1440×11521920×115280Mb/s~100Mb/s高清晰度電視（HDTV）領(lǐng)域MPEG-4ASP分辨率較低的視頻格式與MPEG-1，MPEG-2相當(dāng)，但最低可達(dá)到64kb/s在低分辨率低碼率領(lǐng)域應(yīng)用，如監(jiān)控、IPTV、手機(jī)、MP4播放器等MPEG-4AVC多種不同的視頻格式采用多種新技術(shù)，編碼效率比MPEG-4ASP顯著減少已在多種領(lǐng)域應(yīng)用，如HDTV、藍(lán)光盤、IPTV、XBOX、iPod、iPhone等背景材料：

什么是MPEG-4ASP和MPEG-4AVCMPEG-4是數(shù)字音視頻壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4分成23個(gè)部分，其中part2和part10是視頻編碼為了適應(yīng)不同應(yīng)用對(duì)視頻圖像大小和質(zhì)量的不同要求，每種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都分成若干level和profile：MPEG-4Part2分成21個(gè)profile，ASP（AdvancedSimpleProfile）是其中之一，其技術(shù)特點(diǎn)是：畫面分辨率較低，最低碼率僅64kb/s左右，但畫面質(zhì)量好，復(fù)雜度中等MPEG-4Part10又稱為MPEG-4AVC(AdvancedVideoCoding).它是目前技術(shù)最先進(jìn)的視頻編碼案，分成7個(gè)profile，可用于HDTV資料:編碼標(biāo)準(zhǔn)與編/解碼器(Codec)編碼標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)現(xiàn)稱為編碼器/解碼器（Coder/Decoder，Codec）Codec可以是硬件，也可以是軟件同一種編碼標(biāo)準(zhǔn)可以有許多不同的Codec產(chǎn)品，例如實(shí)現(xiàn)MPEG-4ASP的Codec有：DivX(DigitalVideoExpress)，能以較少的數(shù)據(jù)和較高的質(zhì)量對(duì)視頻信息進(jìn)行編/解碼，在網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用、MP4播放器和Xbox360、SonyPlayStation3游戲機(jī)中得到了較好應(yīng)用Xvid(自由軟件)，功能與DivX相當(dāng)，某些性能甚至還更好一些VideoCodec有很多種，它們實(shí)現(xiàn)的編碼標(biāo)準(zhǔn)不同，性能和技術(shù)各有特色，用途也有差異，相互間通常不一定兼容資料：Codec與文件格式經(jīng)過(guò)編碼處理后的信息均以數(shù)據(jù)文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸！視頻數(shù)據(jù)通?？偘殡S有與之同步的音頻數(shù)據(jù)（稱為音像文件）影音數(shù)據(jù)文件的格式往往設(shè)計(jì)成一種“容器”（container）形式，即：文件中既有視頻數(shù)據(jù)，也有音頻數(shù)據(jù)，甚至還有文字(字幕)等其它信息視頻、音頻或文字信息所采用的編碼標(biāo)準(zhǔn)可以不止一種舉例：微軟公司的.AVI格式和.ASF格式文件（后者適合流媒體應(yīng)用）蘋果公司的.MOV格式文件RealNetwork公司的.RM格式和.RMVB格式文件（.RMVB格式是.RM的擴(kuò)充，它采用MPEG-4AVC的算法，增加了可變碼率編碼的功能，性能優(yōu)于DivX和Xvid）編碼器解碼器數(shù)據(jù)文件播放初始數(shù)據(jù)音像文件與播放器播放器(Plaper)實(shí)際上就是一種解碼器，但通常既可以解碼多種類型的信息（音頻、視頻、圖片、···），還能解碼多種不同類型的音像文件格式。PC上使用的是軟件播放器，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以安裝多個(gè)不同的播放器：微軟公司的“MicrosoftMediaPlayer”，蘋果公司的QuickTimePlayer和iTunes，Real公司的RealPlayer(簡(jiǎn)稱RealOne播放器)“全能”播放器：StormPlayer（暴風(fēng)影音）、TheKMPlayer、絢彩魅影、變色龍萬(wàn)能播放器（PPStream）、豪杰超級(jí)解霸，等等硬件播放器（便攜式）：MP3播放器：以播放MP3格式的音頻信息為主，也能收聽廣播、觀看文本和圖片，功能更強(qiáng)一些的還能播放視頻信息MP4播放器：以播放視頻為主，國(guó)外叫做PVP（個(gè)人視頻播放器）或PMP（便攜式媒體播放器），LCD屏幕較大，價(jià)格較高附：什么是MP4？MP4播放器是一種能夠播放視頻的便攜式設(shè)備，也叫做PVP（個(gè)人視頻播放器）或PMP（便攜式媒體播放器）功能：看錄像（電影）播放音樂瀏覽文本和圖片甚至還可以上網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)：自帶2～5英寸的LCD屏存儲(chǔ)容量達(dá)幾十GB例：簡(jiǎn)單的視頻編輯軟件

——WindowsMovieMaker由微軟公司開發(fā)，在WindowsXP平臺(tái)上運(yùn)行功能：通過(guò)攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像頭或其他視頻源將音頻和視頻捕獲到計(jì)算機(jī)中打開已有的音頻、視頻或靜止圖片，對(duì)音頻與視頻內(nèi)容進(jìn)行編輯（包括添加片頭、使用視頻過(guò)渡或特技效果等）將制作的視頻保存到硬盤中，或刻錄在CD或DVD光盤上，供“媒體播放器”進(jìn)行播放5.4.4合成視頻——

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫什么是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫？計(jì)算機(jī)動(dòng)畫——使用計(jì)算機(jī)生成一系列內(nèi)容連續(xù)的畫面供實(shí)時(shí)演播的一種技術(shù)，它是一種計(jì)算機(jī)合成的數(shù)字視頻，而不是用攝像機(jī)拍攝的“自然視頻”上世紀(jì)九十年代開始，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)應(yīng)用于電影特技，如電影“侏羅紀(jì)公園”、《玩具總動(dòng)員》、《泰坦尼克》等，取得轟動(dòng)效應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域：影視和廣告領(lǐng)域：電影特技、動(dòng)畫片、電視廣告制作等教育和培訓(xùn)領(lǐng)域：輔助教學(xué)、駕駛員訓(xùn)練等科技領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算可視化，復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬軍事領(lǐng)域：軍事訓(xùn)練、作戰(zhàn)模擬等游戲選講：

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的制作過(guò)程計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作包括：在計(jì)算機(jī)中建立景物的模型、描述它們的運(yùn)動(dòng)、生成一系列逼真的圖像三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作過(guò)程分以下幾個(gè)階段：（1）描述景物的形狀與結(jié)構(gòu)（建模）（2）確定景物的顏色和材質(zhì)（紋理）（3）設(shè)置燈光和確定虛擬攝像機(jī)的位置（4）描述場(chǎng)景中物體的運(yùn)動(dòng)和攝像機(jī)的移動(dòng)（5）繪制一系列的圖像（6）輸出動(dòng)畫結(jié)果互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)畫：GIF和FlashGIF動(dòng)畫(參見5.2節(jié))：Adobe(Macromedia)公司的Flash動(dòng)畫畫面大小可任意調(diào)節(jié)，用戶可控制播放過(guò)程既可生成自動(dòng)可執(zhí)行文件(*.exe)，還可生成用Flash播放器播放的文件(*.SWF)；既可做成單獨(dú)的動(dòng)畫，也可以嵌入網(wǎng)頁(yè)文件采用流式傳輸方式，可以邊下載邊進(jìn)行播放演示什么是VCD,什么是DVD?VideoCD（簡(jiǎn)稱VCD）：按MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)將60分鐘的音頻/視頻節(jié)目記錄在一張CD光盤上，圖像質(zhì)量