多媒体技术基础期末复习要点.pdf
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1、 多媒体技术基础期末复习要点浙江广播电视大学计算机科学与技术系(2002年 12月)多媒体技术基础各章主要内容第一章多媒体技术概论1 .多媒体、多媒体技术、多媒体系统2 .促进多媒体技术发展的关键技术3 .多媒体技术的特性4.多媒体系统的分类、组成第二章多媒体信息的表示1 .多媒体数据的特点2 .音频的定义以及分类,声音的三要素3 .数字音频的含义,音频信号的数字化处理过程4 .音频文件大小的计算、常见的声音文件格式5.MIDI的含义、MIDI与数字化声音的比较6 .位图图像、矢图形的概念;矢图与位图比较7 .监视器分辨率的分类,计算机中常用的颜色模型8 .常见图像文件的格式9 .造型动画和帧
2、动画10.超文本与超媒体的概念,超文本的主要成分,超文本系统的三层模型第三章多媒体信息的压缩1 .数据压缩技术的三个重要指标、有损压缩、无损压缩的概念2 .Huffman编码、算术编码、预测编码、变换蝙码、模型编码的原理3 .常用音频信号编码方法的原理4 .音频信号压缩编码标准,影响音频信号质的因素5.视频信号压缩编码的标准(JPEG、MPEG)6.RGB三基色信号转换YUV信号的换算、广播视频标准(NTSC,PAL、SECAM)第四章多媒体制作1 .多媒体应用系统开发步骤2 .数字音频的录制步累、产生失真的原因及解决方法3.使用Adobe Premiere制作数字图像的方法、使用3D Stu
3、dio制作动画的方法第五章多媒体开发环境和工具1 .多媒体创作系统概念、功能及组成2.多媒体开发工具的类型、特征、功能3 .多媒体开发的基本软件的主要特点4.Authorware多媒体制作软件的使用第六章多媒体应用系统开发1 .多媒体应用系统的特点2 .多媒体应用系统开发的各阶段及主要内容第七章多媒体卡1 .音频卡的主要功能、工作原理、安装过程2 .视频采集的概念3 .数字视频较模拟视频的优点4 .视频卡的安装5.MPEG解霸卡的主要特点、系统要求及安装过程第八章光盘与光驱1 .CD-ROM的特点、支持标准2 .光驱的控制接口分类及数据传输速率的含义3.光驱的分类、硬件安装与软件安装4.CD-
4、ROM盘片的制作过程第九章常用多媒体设备1 .常用多媒体设备的分类2.触摸屏的工作原理、分类、安装和设置3 .红外触摸屏的特点和工作原理4 .扫描仪的工作原理,其各项性能指标的含义5 .红外传输技术的特点6 .实现语音输入的软硬件条件7.数码相机的工作原理、特点8 .条形码的工作原理,常用的条码识读设备第十章多媒体应用1 .多媒体教学软件的基本要求、教学设计2.多媒体视频会议系统的类型、基本功能、主要技术特点3 .多媒体电子出版物的优点4 .多媒体对数据库设计的影响,多媒体数据库系统的基本功能5 .多媒体数据库管理系统的体系结构,以及各层的含义6 .多媒体数据库中查询处理的难点和多媒体数据库用
5、户接口设计中的重点第一章多媒体技术概论1-1.多媒体的概念(P 1)文本、声音、图形、图像和动画等是信息的载体,其中两种或多于两种的组合构成了多媒体。1-2.多媒体计算机技术(P 1-2)多媒体计算机技术,就是指运用计算机综合处理多媒体信息(文本、声音、图形、图像 等)的 技 术,包括将多种信息建立逻辑连接,进而集成一个具有交互性的系统等等。1-3.多媒体系统(P 2)多媒体系统是指利用计算机技术和数字通迅网技术来处理和控制多媒体信息的系统。1-4.促进多媒体技术的关键技术(P 2)(1)CD-ROM解决了多媒体信息的存储问题;(2)高速计算机网络可以传送多媒体信息;(3)高速位处理技术、专用
6、集成电路技术和亚微米集成电路技术的发展,为多媒体技术提供了高速处理的硬件环境;(4)多媒体压缩技术、人机交互技术和分布式处理技术的出现促进了多媒体系统的产生与发展。1-5.多媒体技术的特性(P 2)(1)集 成 性;(2)实 时 性;(3)交 互 性;(4)高质1-6.多媒体系统的分类(P 5-6)1 .基于功能分类:(1)开发系统;(2)演示系统;(3)培训系统;(4)家庭系统。2,基于应用分类:(1)多媒体信息咨询系统;(2)多媒体管理系统;(3)多媒体辅助教育系统;(4)多媒体通信系统;(5)多媒体娱乐系统。1-7.多媒体系统的组成(P 6-7)(1)计算机硬件;(2)多媒体计算机所配置
7、的硬件;(3)多媒体I/O控制及接口;(4)多媒体的核心系统;(5)多媒体创作系统;(6)多媒体应用系统。第二章多媒体信息的表示2 7.多媒体数据的特点(P 1 3)(1)数据巨大;(2)数据类型多;(3)数据类型间区别大;(4)多媒体数据的输入和输出复杂。2-2.音频的定义(P 1 6)音频(Audio)指的是大约在20Hz20kHz频率范围的声音。2-3.音频的分类(P 1 6)音频主要分为波形声音、语音和音乐。2-4.声音的三要素(P 1 7)声音具有音调、音强、音色三要素。2-5.声音是连续型时基媒体(P 1 7)声音数据具有很强的前后相关性,数据大、实时性强,又由于声音是连续的,所以
8、通常把其称之为连续型时基媒体类型。2-6.数字音频、数字音频的特点、音频数字化要考虑的问题(P 1 7)数字音频是指音频信号用一系列的数字表示,其特点是保真度好,动态范围大。在计算机内的音频必须是数字形式的,因此必须把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列,即实现音频数字化。在这一列处理技术中,要考虑采样、化和编码的问题。2-7.音频信号转换成计算机中表示的过程(P 1 7)(1)选择采样频率,进行采样;(2)选择分辨率,进行化;(3)形成声音文件。2-8.采样频率、声音“回放”的质量及声音文件存储容量的关系(P17-18)根据采样定理,采样的频率至少高于信号最高频率的2 倍。采样的频率越
9、高,声音回放 出来的质也越高,但是要求的存储容也越大。2-9.音频数字化常用的采样频率(P18)44.1 kHz;22.05 kHz;11.025 kHz。270.分辨率(量化位数)(P18-19)分辨率是指把采样所得的值(通常为反映某一瞬间声波幅度的电压值)数字化,即用二进制来表示。271.决定数字录音文件大小的公式为:(P19)S=RxDx(r/8)x1式中:S 表示文件大小,单位为字节;R 表示采样速率,单位为Hz;D 表示录音的时间,单位为s;r 表示分辨率,单位为二进制位(bit),如 8 位、16位等;式中的数字1表示对应的单声道。公式中的/8是把二进制位换算成以字节作为单位。文件
10、的字节数/每秒=采样频率(Hz)x采样位数(位)x声道数/8272.存储声音信息的常用文件格式(P20)在多媒体技术中,存储声音信息的常用文件格式主要有:WAV、VOC、MIDI,AIF、SND和 RMI文件等。2-13.波形声音质量与数据量的关系声卡对声音的处理质可以用三个基本参数来衡:采样频率、采样位数和声道数。(1)采样频率是指单位时间内的采样次数。采样频率越大,采样点之间的间隔就越小,数字化后得到的声音就越逼真,但相应的数据就越大。声卡一般提供11.025kHz、22.05kHz和44.1kHz三种不同的采样频率。(2 )采样位数是记录每次采样值数值大小的位数。采样位数通常有8bits
11、或16bits两种,采样位数越大,所能记录声音的变化幅度就越细腻,相应的数据就越大。(3)采用的声道数是指处理的声音是单声道还是立体声。单声道在声音处理过程中只有单数据流,而立体声则需要左、右声道的两个数据流。立体声的效果好,但相应的数据 要比单声道的数据=加倍。2-1 4.M I D I 的 含 义(P 2 1-2 2)MIDI是乐器数字接口(Musical Instrument Digital Interface)的英文缩写,是数字音乐的国际标准。MIDI规定了各种电子乐器和计算机之间连接的电缆和硬件接口标准及设备间数据传输的规程。2-1 5.M I D I 文 件(P 2 2-2 3)记
12、录MIDI信息的标准格式文件称MIDI文件。2-1 6.M I D I数据的优点和缺点(P 2 3-2 4)M ID I数据优点(1)文件紧凑,所占空间小,MIDI文件的大小与回放质量完全无关。(2 )在某些情况下,如果所用的MIDI声源较好,MIDI有可能发出比数字化声音质更好的声音。(3 )在不需要改变音调或降低音质的情况下,可以通过改变其速度来改变MIDI文件的长度。MIDI数据是完全可编辑的,我们可以用多种方法来处理它的每个细节,而在处理数字化声音时,这些方法却完全用不上。(4)为了创建数字化声音所要求的准备与编程工作,不需要掌握许多音乐理论知识,而 MIDI则要求比较多。(5)在应用
13、软件和系统支持方面数字化声音都有更多的选择,不管对Macintosh还是 Windows平台均如此。MIDI数据缺点(1)因MIDI数据并不是声音,仅当MIDI回放设备与产生时所指定设备相同时,回放的结果才是精确的。(2)MIDI不易用来回放语言对话。277.数字化声音和MIDI之间的选择(P24)选择MIDI(1)由于没有足够的RAM、硬盘空间或CPU处理能力;(2)具有高质的声源;(3)对回放的硬件有完全的控制;(4)没有语言对话的需要。选择数字化声音(1)对回放硬件没有完全的控制;(2)有足够的计算机资源处理数字文件;(3)有语言对话的需要。2-18.位图图像(P24)位图图像(Bit-
14、Map Image)是指在空间和亮度上已经离散化的图像。通常把一幅位图图像考虑为一个矩阵,矩阵中的一个元素(像素)对应图像的一个点,相应的值表示该点的灰度或颜色等级。位图图像适用于逼真照片或要求精细细节的图像。2-1 9.位图的产生方法(P 2 5)(1)用画图程序获得;(2)用荧光屏抓取程序从荧光屏上直接抓取;(3)用扫描仪或数字化的视频图像抓取设备从照片、艺术作品或电视图像抓取;(4)购买现成的图像库。2-2 0.矢 量 图 形(P 2 6)矢置图形(Vector-Based Image)是用一个指令集合来描述的。这些指令用来描述图中线条的形状、位置、颜色等各种属性和参数。2-2 1.矢量
15、图与位图的比较(P 2 7)(1)对于简单图像,矢图比位图占用的存储空间小。(2)对于复杂的图像,用位图比用矢图画对象速度快。2-2 2.监视器的分辨率(P 2 8)(1)屏幕分辨率;(2)图像分辨率;(3)像素分辨率。2-2 3.计算机中常用的颜色模型(P 2 8)计算机中常的颜色模型:红绿蓝(RGB)、灰度/饱和度/亮度(HSB、HSL)、CMYK、CIE 等。2-2 4.W i n d o w s中最常用的图象文件格式(P 2 9)DIB,BMP、PCX、TIFF、JPGO2-2 5.视 觉 暂 留(教 材P 3 1)所谓 视觉暂留,就是在观察过物体之后,物体的映像将在人眼的视网膜上保留
16、一短暂的时间。2-2 6.帧动画和造型动画(P 3 1)用计算机实现的动画有两种,一种为帧动画,另一种为造型动画。(1)帧动画是由一幅幅连续的画面组成的画像或图形序列,这是产生各种动画的基本方法。(2)造型动画是对每一个活动的对象分别进行设计,并构造每一对象的特征,然后用这些对象组成完整的画面。这些对象在设计要求下实时转换,最后形成连续的动画过程。2-2 7.动画与视频的区别动画和视频信息是连续渐变的静态图像或图形序列,沿时间轴顺次更换显示,从而构成运动视觉的媒体。(1)当序列中每帧图像是由人工或计算机产生的图像时,我们常称为动画;(2)当序列中每帧图像是通过实时摄取自然景象或活动对象时,我们
17、常称为影像视频,或简称为视频。2-2 8.超文本的定义(P 3 3)超文本定义为由信息结点和表示信息结点间相关性的性构成的一个具有一定逻辑结构和语义的网络。2-2 9.超文本的主要成分超文本的主要成分是:结点和链2-3 0.超 媒 体(P 3 4)超媒体=多媒体+超文本。2-3 1.结点的定义(P 3 4)结点是超文本表达信息的一个基本单位,其大小可变,结点的内容可以是文本、图形、图像、音频和视频等,也可以是一段程序。2-3 2.链 的 定 义(P 3 5)链是组成超文本的基本单位,形式上是从一个结点指向另一个结点的指针,表示不同结点存在的信息的联系。2-33.超文本体系结构的三层模型理论(P
18、36-37)(1)用户接口层;(2)超文本抽象机层;(3)数据库层。第三章多媒体信息的压缩3 7.实现数据压缩的途径(P 4 0)在多媒题信息中包含大冗余的信息,把这些冗余的信息去掉,就实现了压缩。3-2.电视图像中含有的冗余信息(P 4 0)(1)在每一帧画面内的相邻像素之间相关性很大,有很大的信息冗余,这叫做空域相关。(2)在电视图像相邻帧之间存在很大的信息冗余,这叫做时域相关。(3)在多媒体应用中,信息的主要接收者是人,而人的视觉有视觉掩盖效应。3-3.数据压缩技术的三个重要指标(P 4 1)(1)压缩前后所需的信息存储之比要大;(2)实现压缩的算法要简单,压缩、解压缩速度快,尽可能地做
19、到实时压缩和解压缩;(3)恢复效果要好,要尽可能的完全恢复原始数据。3-4.有损压缩法、无 损 压 缩 法(P 4 1)目前常用的压缩编码方法分为两类:(1)冗余压缩法,也称为无损压缩法或嫡编码;冗余压缩是可逆的。(2)嫡压缩法,也称有损压缩法。有损压缩法压缩了嫡,会减少信息烯定义为平均信息,损失的信息是不会再恢复的。因此这种压缩法是不可逆转的。3-5.变 长 编 码(P 4 1)变长编码使用长度可变的代码对以不同频率出现的样本进行编码,它主要用于消除代码冗余O3-6.H u f f m a n 编 码(P 4 1)Huffman编码体现了统计编码的思想:对于出现频率大的符号用较少的位数来表示
20、,而对于出现频率小的符号用较多的位数来表示。其编码效率主要取决于需编码的符号出现的概率分布,越集中则压缩比越高。Huffman编码过程如下:(1 )将信源符号按概率递减顺序排序;(2)把两个最小的概率加起来,作为新符号的概率;(3)重复(1 )和(2),直到概率和达到1 为止;(4)在每次合并符号时,将被合并的符号赋予1和 0 或赋予。和 1 ;(5)寻找从每一信源符号到概率为1 的路径,记录下路径上的1 和 0;(6)对每一符号写出从码树的根到终结点1、0 序列。3-7.算术编码(P42)算术编码是一种统计编码,每个符号对应0 到 1 上的一段子区间,区间长度为该符号出现的概率。该方法将被编
21、码的符号串(数值串)表示成实数0 到 1之间的一个区间。初始把它设为整个区间。当出现一个新的待编码符号,先把完整的0 到 1 区间映射到上一次形成的区间,然后新区间取为0 到 1 上的新符号对应区间所映成的像。解码时,根据区间的覆盖性来逐一解出原符号串。3-8.预测编码预测编码是根据某一数据模型利用以往的样本值对新样本值进行预测,然后将样本实际值与预测值的差值进行编码。如果模型足够好,且样本序列的时间相关性较强,那么误差信号的幅度将远小于原始信号,可以用较少的值对其差值化,得到较好的压缩效果。预测编码常用的是差分脉冲编码调制(DPCM)和自适应的差分脉冲编码调制(ADPCM)。3-9.变换编码
22、(P46)变换编码是指对信号进行变换后,再 编 码,如将时域信号变换到频域信号。因为声音、图像大部分信号都是低频信号,在频域中信号的能较集中,再进行采样、编码就可以压缩数据。37 0.模 型 编 码(P47)模型编码是指采用模型的方法对传输的图像进行参数估测。典型的模型编码有随机马尔可夫场和分形图像编码。3 7 1.对语音信号进行压缩的依据(P50)只有当信源产生的信号具有冗余,才能对其进行压缩。统计分析结果表明,在语音信号中主要包括时域冗余和频域冗余。另外考虑到人的听觉机理特征,也能对语音信号进行压缩。3 7 2 .音频信号编码的分类(P52)(1)基于音频数据的统计特性进行编码;(2)基于
23、音频的声学参数进行参数编码;(3)基于人的听觉特性进行编码。3 7 3 .声音信号压缩编码的基本原理(P53)在多媒体计算机系统中,声音信号被编码成二进制数字序列,经传输和存储,最后由解码器将二进制编码恢复成原始的声音信号。3 7 4 .设计声音压缩编码系统必须考虑的主要因素(P54)(1)输入声音信号的特点;(2)传输速率及存储容的限制;(3)对输出重构声音的质曜要求;(4)系统的可实现性及其代价。3 7 5.声音质量的等级(P54)声音质与它的频率范围有关,可以分为以下几个等级:(1)电话语音级:200Hz3.4kHz;(2)调幅广播级:50Hz7kHz;(3)调频广播级:20Hz-15k
24、Hz;(4)宽带音频级:20Hz20kHz。3 7 6.声音信号的编码方式分类(P54)(1)波形编码方法,如 PCM、APC、SDC、ATC;(2)分析合成方法,如 LPC;(3)混合编码方法。3 7 7.图像压缩方法的分类(P65)图像压缩方法可以分成两种类型:有损压缩和无损压缩。3 7 8.广 播 视 频 标 准(制 式)(P68)国际上有三种广播视频标准和记录格式:NTSC,PAL,SECAMo3-19.JPEG 标准JPEG是彩色、灰度、静止图像压缩编码的国际标准。3-20.MPEG 标 准(P66)MPEG标准是ISO/IEC委员会的第11172号标准草案,该标准包括MPEG视频、
25、MPEG音频和MPEG系统三大部分。3-21.MPEG和JPEG的主要区别JPEG是静止图像压缩编码的国际标准,MPEG是针对运动图像的数据压缩技术,为了提高压缩比,帧内图像数据和帧间图像数据压缩技术必须同时使用。MPEG采用了帧间数据压缩、运动补偿和双向预测,这是和JPEG主要不同的地方。而JPEG和 MPEG相同的地方均采用了 DCT帧内图像数据压缩编码。3-22.影响数字视频质量的因素影响视频图像质量的五个重要的技术参数:帧速、分辨率、颜色数、压缩比和关键帧。(1)帧速:常用的有25帧/秒(PAL)、30帧/秒(NTSC)。帧速越高,数据*越大,质曜越好。(2)分辨率:视频分辨率越大,数
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