多媒体技术原理及应用(马华东第二版)第二章

《多媒体技术原理及应用(马华东第二版)第二章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章多媒体数据压缩技术数字音频编码数字图像编码数字视频编码常用的数据压缩技术多媒体数据转换2.1数字音频编码音频的基本特性声音是由振动的声波所组成，在任一时刻t，声波可分解为一系列正弦波线性叠加：f(t)=ΣAnsin(nωt+φn)其中,ω称为基频或基音，它决定声音的高低；nω称为ω的n次谐波分量或称为泛音，与声音的音色有关;An是振幅,表示声音的强弱；φn是n次谐波的初相位。音频数字化波形音频是以数字方式表示音波。它是用声卡(包含ADC和DAC)来录制与执行播出声音的。计算机对声音表示主要通过采样产生一系列声音数据。事实上,声波按频

2、率可分为4类,其中多媒体系统仅处理人类的听力所接受的频率范围的声音，我们称之为音频,这个频率范围的音波称之为声音信号。声音的频率分类声音分类频率范围亚声波0～20Hz人类的听力所接受的频率20Hz～20kHz超声波20kHz～1GHz超高声波1GHz～10THz通过规则时间间隔测出音波振动幅度从而产生一系列声音数据。这种测出数据方法称之为采样,一秒内采样次数叫采样率。采样的离散音频数据要转换成计算机能够表示的数据范围,这个过程称之为量化。量化后数字音频存储量计算公式音频数据存储量(字节)=采样率(Hz)×量化位数(位)×声道数×音频长度(

3、秒)/8MIDI1980年制定一项工业标准,目的是让音乐及合成音可以经由一串消息在不同的设备上交流传输。MIDI提供了计算机外部的电子乐器与计算机内部之间的连接器接口。这种连接接口定义物理连接与电子乐器沟通的协议。MIDI也定义音频的形态与存储的方法。MIDI音频是以消息的方式而非波形的方式组成。MIDI有三种连接器(In、Out、Thru)。In为输入,Out为输出,而Thru是用来扩充MIDI与其它设备连接用的。序器可以将音乐等声音以一种序列来储存。所谓序列便是一连串的音符加上系统事件的命令。MIDI适配器是用来改变频道、路径与按键的

4、。当电子琴的键盘与一般的MIDI规格不一致时可以经由适配器来修正使两者一致。MIDI音频文件MIDI音频文件是一串时序命令,它记录音乐的行为。命令消息分为频道消息(频道声音消息、频道模式消息)和系统消息(系统实时消息、系统通用消息与系统专用消息)。它是以某种乐器的发声为其数据记录的基础。它的文件占用很少存储器空间,且可以做细部的修改，如修改节拍等。其声音效果不会因改变节拍而变调。MIDI不适合编制口语旁白的音频。数字音频可从麦克风、录音带、CD、电视及其它来源获取。它把声音转换成储存体中数字信息。数字音频较为稳定,容易保持一致性,音频品质

5、也较易获得保证。缺点是记录非常详尽,数据量极大,文件较MIDI音频大出200倍以上。要修改数字音频细节非常困难,大大地增加了CPU的负担。它可以适合任何一种音响,包括人的口语在内,故大多数节目仍采用这种音频。3D音频3D音效可分为以下几类：（1）扩展式立体声。（2）环绕立体声。（3）交互式音效。支持3D音频API种类:DirectXDirectSound3D;Aureal3D;EAX;Sensaura;Qsound;杜比AC-3;数字化影院系统DTS2.2数字图像编码2.2.1彩色空间常见模型：RGB彩色空间HSI彩色空间YUV彩色空间Y

6、IQ彩色空间RGB彩色空间R、G、B是彩色最基本表示模型,也是计算机系统中所使用的彩色模型。RGB5:5:5方式用2个字节表示一个象素，具体位分配。RGB5:5:5方式RGB8:8:8方式R、G、B三个分量各占一个字节。T(1b)R(5b)G(5b)B(5b)HSI彩色空间这种模型中,用H(Hue,色调)、S(Saturation,饱和度)、I(Intensity,光强度)3个分量来表示一种颜色,这种表示更适合人的视觉特性。YUV彩色空间Y为亮度信号,U、V是色差信号(B-Y,R-Y)。PAL制式彩色空间即为YUV。优点是亮度和色差信号分

7、离,容易使彩色电视系统与黑白电视信号兼容。国际无线电咨询委员会根据实验认为采用双倍度采样4:2:2方案效果较好,提出CCIR601标准。变换公式（YUV<--->RGB）Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B;U=-0.169*R-0.332*G+0.500*B;V=0.500*R+0.419*G-0.081*BYIQ彩色空间广播电视系统另一种常用的亮度与色差分离的模型。NTSC制式彩色空间即为YIQ。这里Y是亮度,I和Q共同描述图象的色调和饱和度。变换公式(YIQ<--->RGB)Y=0.299*R+0.587*G+0.11

8、4*B;I=0.211*R-0.523*G+0.312*B;Q=0.596*R-0.275*G-0.322*B2.2.2数字图象文件格式TIFPCXGIF、TGA、BMP、DVI、JPEG等T