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1、第一章多媒体基础1、媒体声音媒体图像媒体2、数据压缩理论数据冗余数据压缩分类1.1媒体媒体是信息表示和传输的载体。多媒体(multimedia)是融合两种以上媒体的人机交互式信息交流和传播媒体。ITU-TI.374建议将媒体划分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5类。通常认为多媒体中的连续媒体(声音和电视图像)是人与机器交互的最自然的媒体。多媒体技术是将计算机技术、通信技术和电视技术三种技术融合在一起的新技术，俗称“3C合一”。声音信号的频率1）小于20Hz的信号称为亚音信号或次音信号2）20Hz～20kHz的信号称为音
2、频信号3）高于20kHz的信号称为超音频信号或称超声波信号4）300～3000Hz称为话音信号人的听觉器官能感知的声音频率大约在20～20000Hz之间。在这种频率范围里感知的声音幅度大约在0～120dB之间声音媒体声音的质量主要体现在音调与声音的频率有关音强与波形震动的幅度（声波压力）有关音色与基音和谐音的组合有关等响曲线人类的听觉特性曲线，是反映人们对声音振幅范围心理因素的曲线，每条曲线上对应于不同频率的声压级是不相同的，但人耳感觉到的响应却是一样，因此称为等响曲线，每条曲线上注有一个数字，为响度单位。又称为Fletcher-Mun
3、son(弗莱彻—芒森曲线)曲线。等响曲线掩蔽效应一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象称为掩蔽效应。掩蔽可分成：时域掩蔽频域掩蔽图像的颜色模型常见模型：RGB彩色模型CMY彩色模型YUV彩色模型YIQ彩色模型HSI彩色模型RGB彩色空间颜色＝R(红色百分比)＋G(绿色百分比)＋B(蓝色百分比)一幅彩色图像可以看成是由许多点组成的图像中的每个点称为像素点（pixel）每个像素点都有一个像素值，表示特定的颜色强度像素值往往用R、G、B三个分量表示CMY彩色空间Cyan(青色),Magenta(品红),Yellow(黄)-CMY
4、任何一种颜色都可以用三种基本颜料按一定的比例混合得到。用这种方法产生的颜色称为相减色CMY主要用于印刷和打印系统图1-2YUV彩色空间由广播电视需求的推动而开发的彩色空间，主要目的是为了压缩色度信息以便有效的播送彩色电视图像。Y为亮度信号，U、V是色差信号（B-Y,R-Y） U和V构成彩色的两个分量。PAL模拟彩色电视采用的彩色空间。优点是亮度和色差信号分离，容易使彩色电视系统与黑白电视信号兼容。YIQ彩色空间NTSC制式的模拟彩色电视采用的彩色空间Y是亮度，I和Q是两个彩色分量，共同描述图象的色调和饱和度。亮度与色差分离，可以更有效的
5、压缩图像的数据量HSI彩色空间用H(Hue,色调)、S(Saturation,饱和度)、I(Intensity,光强度)表示一种颜色一种直观的颜色模型，更适合人的视觉特性。HSL(Hue,Saturation,Lightness)HSI(HSL)RGB1.2数据压缩理论数据能够进行压缩的两个原因：1）数据中存在大量的冗余（相关性），如空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余及纹理统计冗余。2）对于图像、音频和视频等，人的感知可容忍某些细节信息的丢失（失真）。（感知冗余）1)空间冗余这是图像数据中经常存在的一种冗余。在同一幅图像中,规则
6、物体和规则背景的表面物理特性具有相关性,这些相关性的光成像结构在数字化图像中就表现为数据冗余。2)结构冗余在有些图像的纹理区，图像的像素值存在着明显的分布模式。我们称此为结构冗余；已知分布模式，可以通过某一过程生成图像；例如布纹图像和草席图像；3)时间冗余这是序列图像和语音数据中所经常包含的冗余；图像序列中的两幅相邻的图像之间有较大的相关性,这反映为时间冗余；在语言中,由于人在说话时发音的音频是一连续的渐变过程,而不是一个完全时间上独立的过程,因而存在时间冗余。4)视觉冗余人类视觉系统并不是对任何图像的变化都很敏感，人眼对于图像的注意是
7、非均匀的；事实上人类视觉系统一般分辨能力约为26灰度等级，而一般图像量化采用28灰度等级，这类冗余我们称为视觉冗余；例如，人的视觉对于边缘的急剧变化不敏感，且人眼对图像的亮度信息敏感，对颜色的分辨率弱等。5)知识冗余有许多图像的理解与某些基础知识有相当大的相关性。例如，人脸的图像有固定的结构。比如说嘴的上方有鼻子,鼻子的上方有眼睛,鼻子位于正脸图像的中线上等等。这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，我们称此类冗余为知识冗余。除了以上冗余外，还有一些其他方面的冗余。空间冗余和时间冗余反应了信号的统计特性，有时把这两种冗余称为统计冗余
8、。它们也是多媒体数据处理中两种最主要的数据冗余。数据压缩分类按照其作用域在空间域或频率域上分为空间方法、变换方法和混合方法；根据是否自适应分为自适应性编码和非自适应性编码。根据质量有无损失可分为有损失编码和
