第1讲信息与媒体优秀课件.ppt

第1讲信息与媒体基础篇 第1讲 信息与媒体 1第1页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体2 信息(information)是指数据的含义，对人有用的数据。数据经过解释并赋予一定的意义后便成为信息(ISO定义)。数据信息 数据(data)是指可由计算机进行处理的，对事实、概念或指令的一种特殊表示形式(ISO定义)。数据包括数字、字符、符号、文字、语言、表格、声音以及图形、图像等。数据 信息抽象表象 1.1 1.1 信息信息数据与信息第2页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 3信息分类音频信息规则声音不规则声音超视声频 信息超视频信息超声频信息其它信息触觉信息嗅觉信息心灵感应其它信息视频信息静态信息动态信息 文本：数字信息、文字信息 静图：图像信息、图形信息 视频动画:语音、音效、音乐:噪音:红外、紫外:超声、亚声 1.11.1 信息信息第3页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 4信息单位 位(bit)是二进制数中的一个数位，计算机最小信息单位。字节(Byte)由八位二进制数组成的单元，计算机基本存储单位。1B=8bits 1KB=210B=1024B 1MB=220B=024KB 1GB=230B=1024MB 1TB=240B=1024GB 1PB=250B=1024TB1EB=260B=1024PB 1ZB=270B=1024EB 1YB=280B=1024ZB1NB=290B=1024YB 1DB=2100B=1024NB 字(word)由若干字节组成的单元，计算机数据存储或处理的计算单元。字长(word)是CPU直接处理和计算的二进制位数，计算机性能指标。位字节字、字长 1.11.1 信息信息第4页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体5媒体 媒体(Media)是存储信息的实体(如纸张、磁盘、磁带、光盘等)，或承载信息的载体(如文字、声音、图形、图像、动画、视频等)。以空间为基础的不随时间变化的媒体(如文字、图形、图像等)，其内容不随时间变化而变化，但可按一定的时序显示。媒体分类 以时间为基础或依赖于时间的媒体(如声音、视频、动画等)。若时序发生改变，则媒体的含义也发生了变化。媒体按与时间关系分类：离散媒体连续媒体 1.21.2 媒体 媒体第5页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体6 数字媒体是指采用数字编码和不同格式描述的表示媒体。文本(text)信息包括语言文字和符号字符，如ASCII码、汉字编码存储的文件。文本信息是数字媒体系统中主要的使用最频繁的媒体。文本一般分为非格式化文本和格式化文本。文本信息特点是：信息量大，但占用存储空间很小。数字媒体文本信息 1.21.2 媒体 媒体 图像(image)信息和图形(graph)。图像是客观世界物体的反映，以数字化方式记录的模拟影像，如照片、精细图画等；图形由线条和色块构成，由计算机生成，如线形图画、工程制图、美术字等。静图信息第6页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 7 视频(video)和动画(animation)。视频也称影像，其每帧画面由实时摄取的自然景观或活动对象转换的数字形式；动画是运动图画，由计算机生成的连续图形序列。人类听觉所感受到的声音(20Hz20KHz)，包括语音、音乐和音效。语音表示为文字意义或旁白；音乐表示背景音乐以营造整体气氛；音效大多用来配合动画，表现动态效果。动图信息音频信息 1.21.2 媒体媒体第7页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 8 数字媒体艺术基于数字媒体，集艺术、技术为一体，融合计算机图形学、多媒体技术、视觉艺术、设计学等学科，属于视觉艺术和视听艺术范畴。艺术表现形式为：数字媒体艺术 1.2 1.2 媒体媒体视觉艺术雕塑、绘画、摄影、工艺、建筑听觉艺术音乐、歌曲视听艺术舞蹈、戏曲、电影、电视、动画视觉想象艺术文学、诗歌第8页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 9 多媒体(Multimedia)是指综合多种媒体，将多种实体和多种载体上的信息、计算机技术以及通信技术集成在同一个数字环境中，以协同表示更丰富更复杂的信息。多媒体集成性 在综合处理多种媒体信息过程中各种技术的集成，包括多种媒体信息的集成和多种媒体所用设备的集成。交互性 实现媒体信息的双向处理，即用户与计算机的多种媒体进行交互式操作，从而提供更有效控制和使用信息的手段。多样性 通过多种媒体信息载体的共同作用下，通过视、听、触、嗅、味等感觉器官使人们得到和产生更为广泛、更为自由的信息空间。1.31.3 多媒体 多媒体第9页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体10 信息时代以信息数字化为特征，带来了信息爆炸。海量的数字化信息，给存储器容量、计算机处理速度以及通信传输都提出了更高的要求。压缩目的 1页B5篇幅文件：若扫描仪以300dpi分辨率采样，则数据量为6.6MB/页。一片650MB的CD-ROM可存储98页。1秒钟双通道立体声CD-A音乐：若以44.1kHz采样频率、16位量化采样，则数据量为1.41Mb/s。一片650MB的CD-ROM可存储1小时音乐。1帧数字视频图象：若采用NTSC制式、彩色、4:4:4采样，则数据量为7.603MB/s。一片650MB的CD-ROM可存储1226帧，可播发1.42分钟；若采用PAL制式、彩色、4:4:4采样，则其数据量为31.3MB/s。一片650MB的CD-ROM可存储524帧，可播发20.9秒钟。1.41.4 信息压缩 信息压缩存在问题第10页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体11 压缩信息量，并以压缩形式存储和传输。这样既可节约存储空间，提高传输速率，也利于计算机对数字信息的实时处理。1幅陆地卫星图像：若分辨率为2340和3240、4波段、采样精度为7位，则数据量为212Mb。按每天30幅计算，一天的数据量为6.35Gb，一年的数据量为2300Gb。提高计算机硬件系统性能；对数字化信息采用压缩技术。压缩原理 图像数据中存在着大量的冗余，通过去除这些冗余数据可以使原始图像数据极大地减少。1.41.4 信息压缩 信息压缩解决途径第1 1页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体 12 静态图像中存在的最主要的一种冗余。因同一景物表面上各采样点的颜色之间存在着空间连贯性而产生空间冗余。可通过改变颜色像素存储方式来利用空间连贯性，以达到减少数据量的目的。序列图像(如视频和动画)中包含冗余。在图像序列中，位于时间轴区间内的一组连续画面，其中相邻帧图像之间常常包含相同的背景和移动物体，只是物体所在位置略有不同。因此前、后帧的数据许多共同的内容，即具有共同性。图像的像素值存在明显的分布模式结构产生的数据冗余。可通过某一过程生成图像。空间冗余时间冗余结构冗余 1.4 1.4 信息压缩信息压缩第12页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体13 人眼的视觉系统对图像场视觉的敏感和不敏感同等对待而产生了更多数据冗余。在编码时，若将图像分解为视觉特性通道，则可获得较大的压缩比。某些图像的理解与某些知识具有很大的相关性。根据已有知识和规律性结构可通过先验知识和背景知识得到冗余。将某些图像中的物体构造其基本模型，并创建各种特征的图像库，因而图像的存储只需要保存一些特征参数，可大大减少数据量。视觉冗余知识冗余 1.4 1.4 信息压缩信息压缩第13页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体14 无损压缩也称不失真压缩，是去掉或减少数据的冗余进行压缩。这些冗余值可重新插入数据中实现原始数据的完全恢复而不失真。但该压缩方法压缩比受到统计理论的限制，一般为2:1-5:1。主要适用于：文本、数据、程序和应用场合的图像数据的压缩。无损压缩 有损压缩也称失真压缩，是减少信息量(压缩熵)来进行压缩。这种压缩是不可逆的。一般是利用人的视觉和听觉对图像或声音中的不敏感性进行压缩。虽损失一些信息且不能完全恢复原始数据，但换取了高的压缩比。该压缩方法主要适用于：语音数据、图像数据和视频数据的压缩。有损压缩压缩方式 根据有无熵损失分为：1.41.4 信息压缩信息压缩第14页，本讲稿共15页基础篇 第1讲 信息与媒体15压缩技术指标 压缩前、后所需的信息存储量之比要大。实现数据压缩的算法要简单，压缩解压的速度要快。解压后的恢复效果要好，要尽可能地恢复原始数据。压缩比(%)=压缩后图像数据量/压缩前图像数据量压缩比压缩和解压速度恢复效果 1.41.4 信息压缩 信息压缩第15页，本讲稿共15页