第1章 多媒體概述課件

第一章多媒體概述30十月2024第1章多媒體概述課程簡介類型：專業(yè)課課時：32學時教材：詳見《多媒體通信技術》教學大綱授課人：沈晉原電話：郵箱地址：fjshen2024/10/302第1章多媒體概述第一章多媒體概述

第0章多媒體發(fā)展簡史第五章流媒體技術

《多媒體通信技術》《多媒體通信技術》課時安排第四章

圖像壓縮編碼標準

第三章音頻壓縮編碼標準

第二章多媒體編碼技術

2024/10/303第1章多媒體概述《多媒體通信技術》學時分配2024/10/304第1章多媒體概述實驗安排

根據(jù)本課程的特點,編制了六個實驗,分別是

Huffman編碼算術編碼

LZW編碼

MP3編解碼

DCT變換算法

JPEG壓縮算法2024/10/305第1章多媒體概述本章目錄

什么是多媒體和多媒體技術？多媒體技術包含哪些方面內(nèi)容？多媒體技術主要有哪些應用領域？

2024/10/306第1章多媒體概述第一章多媒體概述

多媒體的概念數(shù)據(jù)壓縮的基本概念

習題2024/10/307第1章多媒體概述多媒體的概念媒體的概念

多媒體的概念多媒體技術的概念多媒體技術的基本特征多媒體技術的應用領域

多媒體的關鍵技術

2024/10/308第1章多媒體概述媒體的概念什么是媒體?

媒體是表示和傳輸信息的載體。

——媒體是承載信息的載體,是信息的表示形式,媒體客觀的表現(xiàn)了自然界和人類活動中的原始記錄。

——我們所熟悉的報紙、雜志、電影、廣播等，都是以他們各自的媒體進行傳播的，這就是們常說的大眾媒體。2024/10/309第1章多媒體概述感覺媒體

——PerceptionMedium（P）表示媒體——RepresentationMedium（R）表現(xiàn)媒體——PresentationMedium（Pre-M）存儲媒體——StorageMedium（Sto-M）傳輸媒體——TransmissionMedium（Tra-M）能直接作用于人們的感覺器，從而能使人產(chǎn)生直接感覺的媒體。如語音、音樂、各種圖、動畫、文本等。為了傳送感覺媒體而人為研究出來的媒體。借助于此種媒體，便能更有效的存儲或傳送感覺媒體。如語言編碼、電報碼等。用于通信中使電信號和感覺媒體之間產(chǎn)生轉換用的媒體。如輸入、輸出設施，鍵盤鼠標器、顯示器、打印機等。用于傳輸某些媒體的媒體，如電話線、電纜光纖等。用于存放某種媒體的媒體如紙張、磁鼓、磁盤、光盤等。國際電聯(lián)（ITU,InternationalTelecommunicationsUnion）對媒體分類：

2024/10/3010第1章多媒體概述計算機主機（CPU、RAM）紙質(zhì)圖片聲音視頻遠程計算機網(wǎng)絡交換文本感覺媒體存儲媒體表現(xiàn)媒體表示媒體表現(xiàn)媒體傳輸媒體紙質(zhì)圖片聲音視頻文本感覺媒體磁盤、光盤等媒體與計算機系統(tǒng)輸入設備輸出設備媒體及其分類2024/10/3011第1章多媒體概述例.視音頻信息媒體傳遞過程中的五類medium：圖像聲音捕獲處理傳輸處理呈現(xiàn)圖像聲音記錄/重放控制存儲存儲處理處理記錄/重放控制音頻、視頻信息媒體的傳遞過程(P)(P)(R)(R)(R)(R)(Pre-M)(Pre-M)(Tra-M)(Sto-M)(Sto-M)2024/10/3012第1章多媒體概述例.計算機信息媒體傳遞過程中的五類medium：存儲計算機顯示輸入設備顯示存儲輸入設備計算機傳輸（文本、圖形、動畫、數(shù)據(jù)）

計算機信息媒體的傳遞過程（文本、圖形、動畫、數(shù)據(jù)）(Pre-M)(Pre-M)(Pre-M)(Pre-M)(Sto-M)(Sto-M)(Tra-M)(P)(P)(R)(R)(R)(R)2024/10/3013第1章多媒體概述

一般說來，我們所指的媒體是狹義的說法，指的就是感覺媒體，而且歸根結底可分為三種最基本的媒體形式：聲音、圖像、文字。而用于存儲、呈現(xiàn)或傳輸信息的這三大類媒體狹義來說應該都屬于媒介的范疇。2024/10/3014第1章多媒體概述●“多媒體”一詞源自“Multimedia”，由Multiple和media復合而成，指融合兩種以上的媒體，并具有交互性?！窳硪环N解釋就是：多媒體的含義應將“多”、“媒”、“體”三個詞的含義都體出來，即“多”是多種媒體表現(xiàn)，多種設備、多種學科；“媒”是媒介；“體”是綜合、集成一體化。

多媒體的概念2024/10/3015第1章多媒體概述●

總之，“多媒體”不僅應含有信息的表現(xiàn)媒體，還應該包括那些能對信息進行傳輸、存儲的媒介，如電磁波、光纖、磁盤、光盤等，而且應該是多種媒體的有機統(tǒng)一的綜合。多媒體的概念2024/10/3016第1章多媒體概述將教學內(nèi)容以文字、聲音、圖像、動畫等形式存儲到磁盤、光盤上（信息）（媒體）（媒介）（Learningmaterial）（medium）（medium）媒體——表現(xiàn)信息的載體媒介——存儲媒體的物理介質(zhì)例如：2024/10/3017第1章多媒體概述信息、媒體、媒介三者關系信息只有通過某一種或幾種媒體形式才能表達出來;媒體是信息的載體，感覺媒體和經(jīng)過處理后的表示媒體均屬于媒體的范疇;媒介是用于存儲、呈現(xiàn)或傳輸媒體的設備或物理介質(zhì)，存儲媒介、傳輸媒介和呈現(xiàn)媒介都屬于媒介的范疇。2024/10/3018第1章多媒體概述

信息、媒體和媒介三者關系，與電子信息領域中信息、信號和信道三者關系是對應。

信息總是通過某種信號形式表現(xiàn)出來的，如電視領域中視頻信號、音頻信號，計算機領域中的各種格式的數(shù)據(jù)信號等。信號只能在其規(guī)定的信道中傳送，如錄像機中的視頻通道、音頻通道、計算機中的各種總線等。2024/10/3019第1章多媒體概述多媒體的歷史背景

“多媒體”一詞出現(xiàn)于1990年前后，從20世紀80年代初期至今，共經(jīng)歷了三個階段：孕育階段（20世紀80年代初期——90年代初期）問世階段（20世紀90年代初期——

中期）發(fā)展階段（20世紀90年代中期——

今）2024/10/3020第1章多媒體概述

1、孕育階段（20世紀80年代初期——90年代初期）

重要歷程：①1984年蘋果（Apple）公司研制了Macintosh計算機，其中引入了位圖（bitmap）、窗口（window）、圖符（icon）等技術，并創(chuàng)建了圖形用戶界面（GUI）②1985年微軟（Microsoft）公司也推出了Windows操作系統(tǒng)，并且不斷更新版本2024/10/3021第1章多媒體概述③1986年索尼（Sony）公司和飛利浦（Philips）公司聯(lián)合推出的交互式光盤系統(tǒng)（CD-I）稱其為“電視計算機”（Teleputer）④1989年Inter公司推出的交互式數(shù)字視頻（DVI）技術稱其為“計算機電視”(Compuvision)⑤1990年以后，光盤的IV產(chǎn)品如CD-G、CD-V、CD-IFMV、K-CD等等，幾乎可以形成一個光盤家族，有人揚言“八十年代是磁帶的時代，而九十年代是光盤的時代。”

2024/10/3022第1章多媒體概述

重要歷程：①1990年10月，由美國微軟公司發(fā)起組建的多媒體個人計算機MPC（MultimediaPersonalComputer），提出了多媒體計算機技術規(guī)格：MPC1.0。1993年提出了MPC2.0，1995年提出了MPC3.0。

2、問世階段（20世紀90年代初期——中期）

2024/10/3023第1章多媒體概述②1992年及以后的幾年間，計算機、電視、微電子和通信等領域的專業(yè)人員進行了全方位的技術合作，主要是圍繞解決上述兩大難題和提高MPC的處理能力，使多媒體技術取得了舉世矚目的進展。2024/10/3024第1章多媒體概述③20世紀90年代中期的多媒體產(chǎn)品的兩種類型代表：非線性編輯系統(tǒng)（NonlinearEditingSystem）——DVI技術的延伸

VCD（VideoCompactDisc）——CD-I技術的延伸2024/10/3025第1章多媒體概述結論：

由此可以看出，問世階段的多媒體技術已日趨成熟，計算機與視頻設備之間的界限已經(jīng)模糊，兩個領域的媒體已被有機地融為一體。2024/10/3026第1章多媒體概述（流行）叫法：“3C（Computer,Consumer,Communication）一體化”或“信息家電”

內(nèi)涵：計算機、廣播電視和通信等領域正在互相滲透，趨于融合特點：信息家電化、家電智能化、三網(wǎng)（計算機網(wǎng)、通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)）互相滲透

3、發(fā)展階段（20世紀90年代中期——今）

2024/10/3027第1章多媒體概述

多媒體技術是從電視、計算機和通信三個領域發(fā)展而形成的。多媒體技術從問世之日起，便一直伴隨著一些相關的技術在不斷地發(fā)展和完善。多媒體技術沒有統(tǒng)一、嚴格的定義。

多媒體技術的概念2024/10/3028第1章多媒體概述各種對多媒體技術的描述：“多媒體技術是指能綜合處理多種媒體信息，如文字、聲音、圖形、圖像、動畫等，使多種信息建立邏輯連接，并且集成為一個具有交互性的計算機系統(tǒng)?！?/p>

“多媒體技術是傳統(tǒng)的計算機（如文本、圖形、圖像、動畫等）與視頻、音頻相結合，且為了知識創(chuàng)造和表達的交互式應用的結合體?！?/p>

2024/10/3029第1章多媒體概述

“多媒體技術是指能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和呈現(xiàn)兩個以上不同類型信息媒體的技術，這些信息媒體包括文本、圖像、圖形、動畫和活動圖像等。”換句話說,“多媒體技術提供了三種新的能力，即在通信中結合電視的音像能力、出版發(fā)行能力和計算機交互處理能力?！?/p>

“多媒體技術是基于計算機技術的綜合技術，包括數(shù)字信號處理技術、音頻和視頻技術、計算機硬件和軟件技術、人工智能和模式識別技術、通信和圖像技術。它是正處于發(fā)展過程中的一門綜合性的高新技術。”

2024/10/3030第1章多媒體概述結論：多媒體技術幾乎覆蓋了計算機技術和數(shù)字視頻、音頻技術的絕大部分領域，而且隨著科學技術水平的不斷提高和社會需求的不斷增長，其覆蓋范圍和應用領域還會繼續(xù)擴大。2024/10/3031第1章多媒體概述

多媒體技術的基本特性1.多樣性——指計算機處理媒體信息的多樣化，它使人與計算機之間的交互不再局限于順序的、單調(diào)的、狹小的范圍，而有充分自由的余地和更靈活的方式。

2.交互性——是指人與計算機之間進行信息交換的一種特性，也稱人機對話。交互性是多媒體技術的關鍵特征。在多媒體系統(tǒng)中，除了操作上控制自如之外，在媒體的綜合處理上也可以隨心所欲。2024/10/3032第1章多媒體概述3.集成性——指處理媒體信息載體集合的能力。包括兩方面：一方面是指多媒體技術能將各種不同的媒體信息有機地進行同步組合，形成一個完整的多媒體信息；另一方面是指把不同的媒體設備集成在一起，形成多媒體系統(tǒng)。

4.非線性——是指采用超文本鏈接的方法使用用戶可以任意讀寫多媒體信息.5.實時性——是指聲音、動態(tài)圖像(視頻)能實時地隨時間變化。即當用戶給出操作命令時，相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。2024/10/3033第1章多媒體概述各類文字和符號文字和符號多媒體多媒體多媒體多媒體技術所處理的對象如何從事多媒體教學2024/10/3034第1章多媒體概述通過計算而描述的矢量圖形文字圖形矢量圖形對象2024/10/3035第1章多媒體概述用像素點描述的自然影像圖像的大?。ㄗ止?jié)）=高×寬×灰度位數(shù)/8文字圖形圖像位圖圖像對象2024/10/3036第1章多媒體概述單畫面矢量動畫和多畫面幀動畫文字圖形圖像動畫多畫面幀動畫單畫面矢量動畫FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07動畫對象2024/10/3037第1章多媒體概述音頻數(shù)字信號、壓縮音頻信號文字圖形圖像動畫音頻●midi音頻●

wav音頻●

mp3壓縮音頻音頻對象2024/10/3038第1章多媒體概述視頻數(shù)字信號AVI、壓縮視頻信號MPG文字圖形圖像動畫音頻視頻音頻+視頻AudioVedioInformation視頻對象END2024/10/3039第1章多媒體概述多媒體技術的應用領域1.教育（形象教學、模擬展示）●

計算機輔助訓練●

多媒體課件輔助教學●

網(wǎng)絡多媒體教學2024/10/3040第1章多媒體概述2.商業(yè)（特技合成、大型演示）●影視商業(yè)廣告●

公共招貼廣告●大型顯示屏廣告●平面印刷廣告2024/10/3041第1章多媒體概述Internet國際互聯(lián)網(wǎng)3.醫(yī)療（遠程診斷、遠程手術）●

網(wǎng)絡多媒體技術●

網(wǎng)絡遠程診斷●

網(wǎng)絡遠程操作(手術)2024/10/3042第1章多媒體概述4.電子出版物●

以軟盤\光盤作為載體●

在網(wǎng)絡上發(fā)行2024/10/3043第1章多媒體概述5.多媒體通信●

信息的地域性限制被突破●

人們通過網(wǎng)絡進行通信2024/10/3044第1章多媒體概述6.娛樂（電影特技、變形效果）●

電視/電影/卡通混編特技●

三維成像模擬特技●

演藝界MTV特技制作●仿真游戲、賭博游戲2024/10/3045第1章多媒體概述主要包括三個方面：多媒體計算機圖形與圖像處理技術數(shù)字音頻、視頻處理技術多媒體網(wǎng)絡通信技術流媒體技術多媒體的關鍵技術2024/10/3046第1章多媒體概述

多媒體計算機圖形與圖像處理技術是研究如何借助于數(shù)學的方法和多媒體硬件技術的支持，在計算機上生成、處理和顯示圖形與圖像的一門技術。

多媒體計算機圖形與圖像處理技術

2024/10/3047第1章多媒體概述

1.圖形處理技術

圖形處理的具體內(nèi)容主要包括：幾何變換，如平移、旋轉、縮放、透視和投影等；曲線和曲面擬合；建模或造型；隱線、隱面消除；陰暗處理；紋理產(chǎn)生；配色等。另外計算機動畫處理還要在此基礎上附加橫搖、豎搖、變焦、扭轉、淡入、淡出、溶暗、卷切等動態(tài)處理。2024/10/3048第1章多媒體概述

2.數(shù)字圖像處理技術圖像處理的具體內(nèi)容主要包括：如放大、縮小、平移、坐標軸旋轉、透視圖制作、位置重合、幾何校正、r校正、灰度線制作、圖像增強和復原、圖像變換、圖像編碼壓縮、圖像重建、圖像分割、圖像識別、局部圖像選出或去除，輪廓周長計算、面積計算以及各種正交變換等。2024/10/3049第1章多媒體概述?

圖形處理與圖像處理的區(qū)別：圖形處理著重研究怎樣將數(shù)據(jù)和幾何模型變成可視的圖形。圖像處理側重于將客觀世界中原來存在的物體映像處理成新的數(shù)字化圖像。2024/10/3050第1章多媒體概述

3.圖、圖像處理中的虛擬現(xiàn)實技術虛擬現(xiàn)實（Virtual形Reality）技術是將并不存在的事物和環(huán)境，通過各種技術虛擬出來，讓用戶感覺到如同真實世界一樣。圖形、圖像處理中的虛擬現(xiàn)實技術是用計算機模擬三維環(huán)境，用戶可以走進這個環(huán)境（用鼠標控制瀏覽方向），并且操縱場景中的對象，實現(xiàn)了在虛擬場景中的人機“可交互性"。

2024/10/3051第1章多媒體概述數(shù)字音頻、視頻技術特征：在多媒體技術中的音頻、視頻技術采用的是全數(shù)字技術。

數(shù)字音頻、視頻處理技術

2024/10/3052第1章多媒體概述

數(shù)字音頻、視頻處理技術的主要組成：

1.模擬音頻、視頻信號的數(shù)字化編碼（模/數(shù)轉換A/D）

A/D轉換是將人所能接受的模擬音頻、視頻信號轉換為計算機能夠識別的數(shù)字信息，它是數(shù)字音頻、視頻處理技術中的基礎

數(shù)字音頻、視頻處理技術

2024/10/3053第1章多媒體概述2.

數(shù)字音頻、視頻信息的壓縮編碼（信源編碼）信源編碼則是將數(shù)字化后的音頻、視頻信號的數(shù)據(jù)根據(jù)不同的應用，按照不同的標準及其算法進行壓縮處理，從而達到降低碼率的目的，它是數(shù)字音頻、視頻處理技術的關鍵

2024/10/3054第1章多媒體概述3.數(shù)字音頻、視頻信息的存儲與傳輸編碼（信道編碼）信道編碼是將壓縮后的音頻、視頻數(shù)據(jù)根據(jù)存儲與傳輸?shù)慕橘|(zhì)不同進行相應的調(diào)制，使其符合該介質(zhì)的要求或者達到提高頻率資源利用率的目的；信道編碼的另一個作用就是對存儲與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行容錯技術處理，以確保重放數(shù)據(jù)的準確性，因此信道編碼是數(shù)字音頻、視頻處理技術的保證2024/10/3055第1章多媒體概述流媒體技術

流媒體(StreamingMedia)又叫流式媒體，就是應用流技術在網(wǎng)絡上傳輸多媒體文件，而流技術就是把連續(xù)的影象和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放上網(wǎng)站服務器，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等整個壓縮文件下載到自己機器后才可以觀看的網(wǎng)絡傳輸技術。這種技術使時間延續(xù)大大減少。流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式和技術，而不是一種新的媒體。流媒體系統(tǒng)包括編碼工具（用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式）、流媒體數(shù)據(jù)、服務器（存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)）、網(wǎng)絡、播放器（供用戶端瀏覽流媒體文件），這5個部分有些是服務器需要的，有些是用戶端需要的。2024/10/3056第1章多媒體概述流媒體技術的特點：1、時間大大縮短2、對系統(tǒng)緩存容量的需求大大降低流式傳輸技術分兩種：1、順序流式傳輸：順序流式傳輸就是順序下載，在下載文件的同時用戶可以觀看，但是，用戶的觀看與服務器上的傳輸并不是同步進行的，用戶是在一段延時后才能看到服務器上傳出來的信息，或者說用戶看到的總是服務器在若干時間以前傳出來的信息。在這過程中，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能要求跳到還未下載的部分。順序流式傳輸比較適合高質(zhì)量的短片段，因為它可以較好地保證節(jié)目播放的最終質(zhì)量。它適合于在網(wǎng)站上發(fā)布的供用戶點播的音視頻節(jié)目。2、實時流式傳輸。2024/10/3057第1章多媒體概述課內(nèi)習題一、選擇題1-1．媒體中的_____是為了加工、處理和傳輸感覺媒體而人為構造出來的一種媒體，借助于此種媒體，便能更有效的存儲或傳送感覺媒體。如語言編碼、電報碼等。

(A)感覺媒體(B)表示媒體

(C)顯示媒體(D)存儲媒體1-2．多媒體技術的主要特性有________。(1)多樣性(2)集成性(3)交互性(4)實時性(A)僅(1)(B)(1)+(2)(C)(1)+(2)+(3)(D)全部

參答案:1-1.B

1-2.D2024/10/3058第1章多媒體概述1-3.請根據(jù)多媒體的特性判斷以下哪些屬于計算機多媒體的范疇？（1）交互式視頻游戲（2）有聲圖書（3）彩色畫報（4）彩色電視（A）僅（1）(B)(1)+(2)(C)(1)+(2)+(3)（D）全部1-4．一般認為，多媒體技術研究的興起，從__________開始。(A)1972年，Philips展示播放電視節(jié)目的激光視盤。(B)1984年，美國Apple公司推出Macintosh系列機。(C)1986年,Philips和Sony公司宣布發(fā)明了交互式光盤系統(tǒng)CD-I(D)1987年,美國RCA公司展示了交互式數(shù)字影像系統(tǒng)DVI。

參考答案:1-3.B

1-4.B2024/10/3059第1章多媒體概述1-5．多媒體技術未來發(fā)展的方向是：（1）高分辨率,提高顯示質(zhì)量;(2）高速度化，縮短處理時間；（3）簡單化，便于操作；（4）智能化，提高信息識別能力。(A)(1)+(2)+(3)(B)(1)+(2)+(4)(C)(1)+(3)+(4)（D）全部1-6．下列哪些說法正確?(1)多媒體技術促進了通信、娛樂和計算機的融合。(2)多媒體技術可用來制作V-CD及影視音響、卡拉OK機。(3)多媒體技術極大地改善了人一機界面。(4)利用多媒體是計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

(A)(1)+(2)+(3)(B)(1)+(2)+(4)(C)(2)+(3)+(4)(D)全部參考答案:1-5.D

1-6.D2024/10/3060第1章多媒體概述1-7．下列哪些說法正確?媒體之間的關系也代表著信息任何媒體之間都可直接進行相互轉換不同的媒體所表達信息的程度不同有格式的數(shù)據(jù)才能表達信息的含義

(A)(1)+(2)+(3)(B)(1)+(2)+(4)(C)(1)+(3)+(4)(D)全部

參考答案:1-7.C

2024/10/3061第1章多媒體概述二、填空題1-8．媒體有兩種含義，即表示信息的載體和_________。1-9．多媒體技術是將_______融合在一起的新技術。1-10．多媒體技術交互式應用的高級階段是_______。1-11.按照CCITT(ITU)對媒體的分類，用于存放某種媒體的媒體如紙張、磁盤、光盤等的媒體叫

。

參考答案:1-8.存儲信息的實體1-9.計算機技術、電視技術和通信技術1-10．虛擬現(xiàn)實1-11.存儲媒體

2024/10/3062第1章多媒體概述(1)多媒體的媒體種類有哪些？(2)試歸納敘述多媒體關鍵特性以及這些特性之間的關系。

(3)簡述多媒體技術的主要應用領域。課外作業(yè)2024/10/3063第1章多媒體概述何謂ITU

?

ITU——InternationalTelecommunicationUnion國際電信聯(lián)盟

ITU是電信界最權威的標準制訂機構，成立于1865年5月17日，1947年10月15日成為聯(lián)合國的一個專門機構，總部設在瑞士日內(nèi)瓦。由三個部門分別組成，它們是：國際電信聯(lián)盟標準化部門（ITU-T）、國際電信聯(lián)盟無線電通信部門（ITU-R）和國際電信聯(lián)盟電信發(fā)展部門（ITU-D）。

返回ITUTelecommunicationStandardizationSectorITURadiocommunicationSectorITUTelecommunicationDevelopmentSector2024/10/3064第1章多媒體概述對數(shù)據(jù)進行壓縮是為了使（）。A、解決字符信息的交互問題B、數(shù)據(jù)不失真C、解決可靠性問題D、減少存儲、處理和傳輸?shù)某杀疽陨夏莻€是最根本的出發(fā)點？2024/10/3065第1章多媒體概述?What?Why?How

為什么要進行數(shù)據(jù)壓縮？如何進行數(shù)據(jù)壓縮？

什么是數(shù)據(jù)壓縮？數(shù)據(jù)壓縮的基本概念2024/10/3066第1章多媒體概述為什么要進行數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮的對象是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)和信息有著不同的概念。數(shù)據(jù)用來記錄和傳送信息，是信息的載體。真正有用的不是數(shù)據(jù)本身，而是數(shù)據(jù)所攜帶的信息。數(shù)據(jù)壓縮的目的是：在傳送和處理信息時，盡量減少數(shù)據(jù)量。2024/10/3067第1章多媒體概述為什么要進行數(shù)據(jù)壓縮多媒體技術是所有計算機應用領域中信息量最大的領域，音頻、文本和圖像都是動輒幾十兆甚至上百兆字節(jié)的大文件，多媒體技術所面臨的最大難題就是海量數(shù)據(jù)問題，如果不采用數(shù)據(jù)壓縮技術，將在很大程度上限制多媒體技術的發(fā)展，也不可能具備良好的應用前景。2024/10/3068第1章多媒體概述數(shù)據(jù)冗余

一、冗余的基本概念冗余是指信息所具有的各種性質(zhì)中多余的無用空間，其多余的程度叫做“冗余度”，一般而言，圖像和語音的數(shù)據(jù)冗余度很大。下式表示了信息量、數(shù)據(jù)量和冗余量之間的關系：I=D-du

式中I代表信息量，D表示數(shù)據(jù)量，du是冗余量，冗余量du包含在D中，冗余量du應在數(shù)據(jù)進行存儲和傳輸之前去掉。2024/10/3069第1章多媒體概述

播音員的播音語速一般為每分鐘180字，由于計算機中用兩個字節(jié)表示一個漢字，因此，播音員一分鐘閱讀的漢字共占用360個字節(jié)。為了把播音員的聲音數(shù)字化，需要以高出播音員聲音頻率一倍的頻率進行采樣。這就是說，一般播音員的播音頻率為4KHz，采樣頻率即為8KHz。當采用8bit的采樣精度進行采樣時，得到的一秒鐘數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)量為：8KHz×8bit＝64kb/s

則一分鐘的數(shù)據(jù)量為：64kb/s×60s/min=3840kb/min

比較一下，播音員一分鐘閱讀的漢字共占用360個字節(jié)，折合0.36KB，兩者的數(shù)據(jù)量相差一千余倍，可見數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象的嚴重。2024/10/3070第1章多媒體概述二、冗余分類

對于多媒體數(shù)據(jù)來說，有著很大的壓縮潛力。因為，多媒體數(shù)據(jù)中存在著多種數(shù)據(jù)冗余。信息中數(shù)據(jù)冗余的現(xiàn)象比較普遍，數(shù)據(jù)冗余的種類也不盡相同。歸納起來，一般有以下幾種。2024/10/3071第1章多媒體概述二、冗余分類

1.空間冗余2.時間冗余

3.信息熵冗余4.結構冗余5.知識冗余6.感知冗余7.其他冗余

2024/10/3072第1章多媒體概述1、空間冗余

規(guī)則物體的表面具有物理相關性，將其表面數(shù)字化后表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余。例如，一面白墻，上面掛著一幅畫，拍成數(shù)字照片后，墻面上除了掛畫的地方，其余的地方全部是相同的顏色（白色）。這就是說，墻面所有象素與相鄰顏色信息完全相同，在統(tǒng)計上是冗余的。冗余的象素數(shù)據(jù)可以壓縮，甚至相鄰顏色極為接近的象素數(shù)據(jù)也可以壓縮，只要掌握適度就可以保證圖像良好的視覺效果。2024/10/3073第1章多媒體概述2、時間冗余

視頻信號和動畫等有序排列的圖像很容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象。在播放有序排列圖像時，相鄰畫面中同一位置的內(nèi)容有變化，則這一位置的內(nèi)容是“活動”的。而相鄰畫面中的其余內(nèi)容沒有變化，畫面視覺效果相對靜止，這時，相鄰畫面無變化的內(nèi)容構成了時間上的冗余。2024/10/3074第1章多媒體概述

信息熵的定義為： 式中E為信息熵，k為數(shù)據(jù)類數(shù)或碼元的個數(shù)，Pi為發(fā)生概率。

一般數(shù)據(jù)量D的值必然大于信息熵E，產(chǎn)生信息熵冗余。3、信息熵冗余2024/10/3075第1章多媒體概述4、結構冗余

在數(shù)字化圖像中，具有規(guī)則紋理的表面、大面積相互重疊的相同圖案，規(guī)則有序排列的圖形等結構，都存在數(shù)據(jù)冗余，這種結構上的冗余叫做“結構冗余”。2024/10/3076第1章多媒體概述5、知識冗余

知識是人類獨有的，是認知自然、總結規(guī)律而得到的。人類一旦掌握了知識，憑借經(jīng)驗就可辨別事物，無須進行全面的比較和辨別。圖像的理解與某些基礎知識有關。

例:人臉的圖像有同樣的結構：嘴的上方有鼻子，鼻子上方有眼睛，鼻子在中線上……2024/10/3077第1章多媒體概述

例如：人類的視覺敏感度一般小于圖像的表現(xiàn)力，圖像的微小色彩變化、亮度層次的細膩變化以及輪廓的細微差別不易察覺，這就是感知冗余。6、感知冗余2024/10/3078第1章多媒體概述如何進行數(shù)據(jù)壓縮

數(shù)據(jù)壓縮的核心是計算方法。

數(shù)據(jù)冗余類型和數(shù)據(jù)壓縮算法是對應的，一般根據(jù)不同的的冗余類型采用不同的編碼形式。2024/10/3079第1章多媒體概述字形點陣及代碼

0123456789101112131415

十六進制碼0

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03001

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03002

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03003

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03004●●●●●●●●●●●●●●●

FFFE5

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03006

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03007

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03008

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03009

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038010

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064011

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0C2012

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183013

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101814

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200C15●●

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C0072024/10/3080第1章多媒體概述什么是數(shù)據(jù)壓縮？數(shù)據(jù)壓縮是按照某種數(shù)學方法對計算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，去除冗余的④實體②對象③目標①手段算法2024/10/3081第1章多媒體概述圖像的數(shù)據(jù)量

圖像數(shù)據(jù)量＝圖像水平分辨率×圖像垂直分辨率×像