第3章音频、视频的信息处理.ppt

第三章第三章 音频、视频的信息处理音频、视频的信息处理v多媒体计算机中产生声音的方式主要有三种：由外部声音源进行录制和重放，MIDI音乐和CD-Audio。在Windows中，分别称为Wave波形音频、MIDI音频和CD音频。不同的音频数字信息存储在计算机中时，所使用的格式是不同的，常见的声音文件格式有：WAV文件、MID文件和MP3文件等。其中Wave是波形文件，MP3是压缩格式的音频文件。第一节 音频信号的处理一、Wave音频文件v波形音频的特征：波形音频是多媒体计算机获得声音最直接、最简便的方式。在这种方式下，通常以麦克风、立体声录音机或CD激光唱盘等作为声音信号的输入源，声卡以一定的采样频率和量化级别对输入的声音进行数字化采样，将其以模拟信号转换为数字信号（模/数转换，也称A/D转换），然后以适当的格式存储。由于扬声器只能接受模拟信号，记录下来的声音在重放时，需要由声卡将文件中的数字信号还原成模拟信号（数/模转换，也称D/A转换），经混声器混合后由扬声器输出。Windows自带的录音机通常用Windows PCM格式的Wave文件来保存所录制的声音。Wave文件有三个参数，分别是：采样频率、量化位数和声道数。采样频率：每秒从模拟声波中选择多少个点的声音样本，一般为11.025kHz(每秒采集声音样本11025次，电话音质)、22.05kHz(广播音质)、44.1kHz和48kHz(CD音质)等。采样频率越高，获得的声音质量越好，相应占用的存储空间就越大。量化位数一般有8、16、32等，位数越多，则计算机对声音波形描述的精度就越高，声音还原后的质量也越好。声道数有单声道和立体声之分。vWave文件所占存储容量的公式：存储量=(采样频率量化位数声道)时间(秒)8举例：立体声双声道采样频率为44.1kHz，量化位数为8位，一分钟这样的音乐所需要的存储量为多少？存储量(字节数)=（44.1100082)608 位数vWave音频文件 Windows所使用的标准数字音频是Wave波形文件，文件的扩展名是wav，记录了对实际声音进行采样的数据。Wave音频文件的主要缺点是文件太长，不适合长时间记录。v音频文件的制作工具：录音机二、MIDI合成声音 MIDI是音乐与计算机结合的产物。MIDI是乐器数字接口的缩写。标准的多媒体PC平台能够通过内部合成器或连接到计算机MIDI端口的外部合成器播放MIDI文件。v合成器vMIDI音乐产生原理三、音频处理 声音的处理包括录音、剪辑、去除杂音、混音、合成等等。v录音机 创建或修改成.wav格式的波形文件文件菜单：v新建文件：v打开文件v另存为：以不同的属性保存，利用“更改”按钮，可改变声音质量，保存属性（采样频率，声道数等）编辑菜单：v插入文件：在当前处插入文件，原来的内容后移。v与文件混音：在当前处插入文件，并和原文件混音，原内容不后移。v删除当前位置以后的内容v删除当前以前的内容效果菜单：v添加回音v反转v加速v减速v加大音量v降低音量举例1：利用录音机录制一段声音（5秒左右），并添加一些效果，以“11.025kHz、8位、立体声”的PCM格式保存在ex1.wav中。举例2：打开ex2.wav，留下前10秒钟的声音，在2秒钟后混入文件ex2-2.wav，以收音质量格式原名保存。v利用Windows Media Player播放音乐的同时，用录音机将.rmi声音文件转换为.wav文件。首先对录音机进行设置：“编辑”“音频属性”“录音”“音量”“选项”“属性”“录音”“波形输出混音”“确定”“波形输出混音”打勾 关闭打开Windows Media Player，播放音乐单击录音机录音按钮，进行录音结束录音并保存举例3：将甜蜜幻想之舞.rmi中的10秒钟音乐转换成wav格式的文件，文件名为ex3.wav。(请记录步骤)vGoldWave GoldWave可以对多种格式的声音文件进行处理，也可以进行不同声道的操作。添加许多声音效果，比如淡入、淡出等。文件菜单：v新建：确定单声道或立体声，选择采样频率，设置初始化长度（默认值为1分钟）v打开：v另存为：可调整属性编辑菜单：v复制：v粘贴：v删除：v静音：将选择区域改为静音v插入静音：在选择区域内插入一段静音，原内容后移v声道：左声道、右声道、双声道效果菜单：v音量：淡入、淡出等举例4：为诗朗诵古都的秋.wav配上具有淡入淡出效果的音乐，音乐取自“音乐.mp3”，最后得到具有立体声效果的配乐朗诵文件ex4.wav，其中左声道为朗诵，右声道为音乐。v举例4操作步骤：打开GoldWave 打开古都的秋.wav和ex3.mp3 选择古都的秋.wav窗口(看到长度为2分钟)“编辑”“复制”“文件”“新建”“声道数”为“立体声”“初始化长度”为2分钟“确定”“编辑”“声道”“左声道”“粘贴”选择“音乐.mp3”窗口选择2分钟长度音乐(原长度为3分35秒)“编辑”“声道”“右声道”“复制”选择新建窗口“编辑”“声道”“右声道”“粘贴”“编辑”“声道”“双声道”选择2分钟以后的区域“Del”“编辑”“声道”“右声道”“选取前1秒钟“淡入”选取后1秒钟“淡出”恢复双声道保存(ex4.wav)习题操作题：实验六（16）原始文件和样张在“实验六”文件夹中。视频是多媒体系统中主要的媒体形式之一。视频信息的处理包括视频画面的剪辑、合成、叠加、转换和配音等。第二节 视频信息的处理技术一、数字视频文件格式v数字视频文件的格式一般取决于视频的压缩标准。Windows系统中标准的视频格式为AVI，Mactonish计算机的视频标准格式则为MOV。而VCD、DVD和MPEG标准又有各自的专有格式。总体而言，视频格式一般分成影像格式(video format)和流格式(stream video format)两大类。1、AVI系列 标准AVI格式(audio video interleaved,即音频视频交错格式)是指可以将视频和音频交织在一起进行同步播放，这是一种Windows系统中比较通用的视频格式。AVI格式最大的优点是兼容性好、调用方便、图像质量好。缺点是文件尺寸大。由于某些扩展名为avi的视频文件采用了不同的压缩标准，实际上他们的格式是不同的。所以有时候会出现不能播放的情况，应考虑通过下载相应的解码器来解决。2、MOV格式 MOV(movie digital video technolegy)MOV格式的优点是能够跨平台使用、存储空间小，支持25位彩色，支持领先的集成压缩技术。3、MPEG系列MPEG格式：扩展名为mpg或mpeg。MPEG格式是运动图像压缩算法的国际标准。MPEG格式采用有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息从而达到高压缩比的目的。MPEG标准包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统(视频、音频同步)三个部分。这种格式的优点是相对于AVI文件有较高的压缩率，影片质量高而文件小。DAT格式：是Video CD(VCD)数据文件的扩展名，DAT格式也是基于MPEG压缩方法的一种文件格式，是标准的VCD影碟里的视频文件。4、ASF格式5、ASF格式6、WMV格式7、RMVB格式二、视频信息压缩的基本原理 压缩就是通过消除信息中的冗余成分来减少数据量，即保留不确定的信息，去除确定的、可推知的信息。v图像压缩编码v空间冗余编码v时间冗余编码 三、视频信息的获取和视频处理软件v视频信息的获取视频信号的记录有两种：模拟方式和数字方式。如果原始资料存储在模拟设备中，首先就需要将模拟信号转换为数字信号，这个过程称为A/D转换。A/D转换是通过“视频捕捉卡”之类的视频捕获设备来完成的。视频捕捉卡 视频捕捉卡的功能主要是对视频输入端的模拟视频信号进行采集，量化成数字信号，然后压缩编码成数字视频序列。数码摄像机和数字摄像头v 数码摄像机(DV)也是用磁带来记录信息的，但记录格式是DV数码格式。所谓的DV数码格式(IEEE1394标准)是世界上多数厂家都采用的标准格式，并且解码芯片与编码芯片是同一标准的。目前的DV设备普遍采用IEEE1394接口保存数字化的视频及其伴音信息。v 数字摄像头是一种相对简易的数码摄像装置，通常采用USB接口，直接连接到计算机上。v视频信息的处理方法视频信息的处理包括视频画面的剪辑、合成、叠加、转换、配音等。视频编辑方法分为两大类：线性编辑和非线性编辑。非线性编辑是在计算机技术的支持下，利用合适的编辑软件，对视频素材在“时间线”上任意进行修改、拼接、渲染、特效等处理。常用的视频编辑处理软件有Video For Windows、Adobe Premiere Pro、Quick Time、Ulead Video Editoe等。另外，Windows Movie Maker是Windows XP操作系统中内置的数字电影编辑软件。四、用Windows Movie Maker创建和编辑电影文件 Windows Movie Maker允许用户对视频文件进行处理，添加背景音乐、声音效果和画外音叙述。在视频编辑制作过程中，一般可以分为4个步骤：获取素材、编辑项目、预览和剪辑、发送作品。vWindows Movie Maker的界面Windows Movie Maker的主界面由工具栏、收藏区、素材区、监视区和操作区组成。收藏区主要用于管理图片或电影文件，确定电影文件的生成位置。还可以设置视频效果和视频过渡。工作区主要用于对当前打开或导入的图像文件进行简单的调整。操作区(情节提要框)则可以建立一些关键帧。v对一次未完成的制作，可以将其保存为“MSWMM”类型的项目文件，下次打开Windows Movie Maker后通过打开项目打开该文件，继续制作。v文件菜单：新建项目（项目文件为MSWMM类型）打开项目保存项目将项目另存为导入到收藏：导入电影素材文件.wmv或.mpeg，或导入照片.jpg保存电影文件：可以选择四种保存选项v我的电脑v可写入的CDvWebvDV摄像机捕获视频：通过DV摄像机等属性v编辑菜单：清除情节提要/清除时间线（时间线与情节提要之间的转换）v查看菜单：时间线/情节提要工具栏状态栏收藏：视频效果、视频过渡、分类收藏任务窗格：可以捕获视频、编辑电影(制作电影片头/片尾)、电影制作提示等v工具菜单：自动电影片头/片尾视频效果视频过渡添加旁白时间线：可以利用话筒录制旁白v剪辑菜单：音频：静音、淡入、淡出、音量视频：视频效果、淡入、淡出拆分、合并属性v播放菜单：播放剪辑/暂停剪辑停止播放时间线倒回时间线上一帧：本片段的上一帧下一帧：本片段的下一帧前进：向前一个片段后退：后退一个片段v情节提示框上的按钮：设置音频级别旁白时间线放大时间线缩小时间线显示情节提要框/显示时间线v电影文件的编辑步骤：导入视频文件利用时间线编辑电影添加旁白等使用视频过渡/视频效果/片头/片尾等添加旁白保存电影v举例1：制作一个视频，该视频由6张静止风光照片组成，在每张风景照片更替时出现各种切换效果，并在视频前增加一个片头。“收藏”“照片”“任务栏”“导入图片”选择图片 “导入”“工具”“选项”“高级”修改“图片持续时间”“确定”将6张图片拖入“情节提要”窗口中“视频效果”将视频效果拖入图片上“视频过渡”将视频过渡拖入2张图片之间“工具”“片头和片尾”“在电影开头添加片头”输入文本“璀璨的鲜花”“更改文本字体和颜色”“更改片头动画效果”“完成，为电影添加片头”“文件”“保存电影文件”“我的电脑”“下一步”设置“保存”v举例2：将“71.mpeg”的三段视频画面合成在一起，然后去除原素材中嘈杂的背景声音。最后给整段画面配上“背景音.wav”中的音乐，将编辑后的、影片保存为“美丽的漓江.wmv”。“收藏”“视频”“文件”“导入到收藏”选择影片内容“71.mpeg”“导入”选择3个片段拖入“情节提要”栏中“显示时间线”选择“音频”行上所有音频线“剪辑”“音频”“静音”“音乐”“导入到收藏”选择音乐“背景音.wav”“导入”将“背景音”拖入到“音频/音乐”轨道中拖动“背景音”的尾部，调整音乐的长度右单击“背景音”“淡入”“淡出”“文件”“保存电影文件”“我的电脑”“下一步”“确定”习题1.书225页 一/（15、7、914、1718、20）三/（4、68、10）2.操作题：实验六（78）原始文件和样张在“实验六”文件夹中。