图像,声音,颜色图像的数字化过程方法的异同

【图文】初一上 如何使信息数字化 图像、声音、视频的数字化_百度文库
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初一上 如何使信息数字化 图像、声音、视频的数字化
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&&初​一​年​级​ ​上​ ​如​何​使​信​息​数​字​化​中​的​将​图​像​、​声​音​、​视​频​数​字​化
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? 一、选择题 1、在下列字符编码标准中,包含汉字数量最多的是
。 A. GB2312
C.GB18030.
2、字符编码标准规定了字种及其编码。在下列有关汉字编码标准的叙述中,错误
的是__C_。
A.我国颁布的第一个汉字编码标准是GB2312-80,它包含常用汉字6000
B.GB2312-80和GBK标准均采用双字节编码
C.GB标准使用3字节和4字节编码,与GB2312-80和GBK兼
D.UCS-2是双字节编码,它包含拉丁字母文字、音节文字和常用汉字等等
3、若计算机内存中连续2 个字节的内容其十六进制形式为34 和64 ,则它们不可能
A. 2 个西文字符的ASCII 码
B. 1 个汉字的机内码
C. 1 个16 位整数 ?
D. 图像中一个或两个像素的编码
? 4、在汉字文本展现过程中,汉字字形的生成是关键。在下列有关汉字字形和字库
的叙述中,错误的是
A. 字库是同一字体的所有字符(基于某字符集)的形状描述信息的集合
B. Windows 系统中的TrueType 字库所采用的字形描述方法是轮廓描述
C. 对于同一字体来说,无论其字形是粗体、斜体还是常规,均调用同一字库 ? D. 只要两台PC 机是采用同样的操作系统,则其字库完全相同 5、设有一段文本由基本ASCII 字符和GB2312 字符集中的汉字组成,其代码为
B0AD0 CEC4 B0E6 ,则在这段文本中含有
A. 1 个汉字和9 个西文字符
B. 2 个汉字和7 个西文字符
C. 3 个汉字和5 个西文字符
D. 4 个汉字和3 个西文字符
? 6、目前PC 机使用的字符集及其编码标准有多种,20 多年来我国也颁布了多个汉
字编码标准。在下列汉字编码标准中,不支持简体汉字的是
D. GB18030
? 7、在下列有关数字图象和图形的叙述中,错误的是
A. 取样图象的数字化过程一般分为扫描、分色、取样和量化等处理步骤
B. 为了使网页传输的图象数据尽可能少,常用的 GIF 格式图象文件采用了有损压缩
C. 矢量图形(简称图形)是指使用计算机技术合成的图象
D. 计算机辅助设计和计算机动画是计算机合成图象的典型应用
8、不同格式的图像文件,其数据编码方式有所不同,通常对应不同的应用。在下列几组图像文件格式中,制作网页时用得最多的是_A_。
A.GIF与JPEG
B.GIF与BMP
C.JEPG与BMP
D.GIF与TIF
9、在下列有关数字图像的压缩编码和图像文件格式的叙述中,错误的是。
A. 图像压缩的出发点是图像中的数据相关性很强,且人眼的视觉有一定的局限性 ? ?
B. 压缩编码方法的优劣主要是看压缩倍数、重建图像的质量和压缩算法的复杂度
C. JPEG 图像的压缩倍数是可以控制的,且大多为无损压缩
D. GIF 格式的图像能够支持透明背景,且具有在屏幕上渐进显示的功能
10、计算机中处理的声音分为波形声音和合成声音两类。在下列有关波形声音的叙述中,错误的是_C_。
A.波形声音的获取过程就是把模拟声音信号转换为数字形式,包括取样、
量化和编码等步骤
B.声音信号的数字化主要由声卡来完成,其核心是数字信号处理器(DSP)
C.MP3采用MPEG-3标准对声音进行压缩编码
D.波形声音的主要参数包括取样频率、量化位数和声道数目等
11、在下列有关数字波形声音、声卡及其压缩编码的叙述中,错误的是
A. 声音信号的数字化过程包括取样、量化和编码等步骤
B. 数字信号处理器(DSP )是声卡的核心部件,它在完成声音的编码、解码和编
辑操作中起着重要作用
C. 波形声音的主要参数包括取样频率、量化位数、声道数目等 ? ?
D. MP3 音乐是一种采用MPEG-3标准进行压缩编码的高质量数字音乐
? 12、在下列有关MIDI 音乐的叙述中,错误的是
A. MIDI 是一种音乐描述语言,它规定了乐谱的数字表示方法
B. MIDI 音乐的文件扩展名为,“.MID”或“.MIDI”
C. MIDI 音乐可以使用Windows 中的媒体播放器等软件进行播放
D. 播放MIDI 音乐时,声音是通过音箱合成出来的
? 13、颜色空间是指彩色图像所使用的颜色描述方法、也叫颜色模型。在下列颜色模
型中,液晶显示器采用的是
? 二、判断题
? 西文字符在计算机中通常采用ASCII码表示,每个字节存放1个字符。(T) ?
? 采用GB2312、GBK和GB18030三种不同的汉字编码标准时,一些常用汉字如“中”、“国”等,它们在计算机中的表示(内码)都是相同的。(T) GB2312国标字符集所包含的汉字许多情况下已不够使用。(T) GBK字符集既包括简体汉字,也包括繁体汉字。(T) GB18030编码标准中所包含的汉字数目超过2万字。(T) 不论采用哪一种汉字编码标准,汉字在计算机中均采用双字节表示。(F) 不同文字处理软件制作的丰富格式文本通常互不兼容。(T) 纯文本的文件扩展名为“.txt”。(T) “.doc”文件中不只包含西文字符和汉字,并且包含许多字符属性和格式标记。(T) 超文本既可以是丰富格式文本,也可以是纯文本。(F) 超文本(超媒体)节点中的数据不仅可以是文字,也可以是图形、图像和声音。(T) 超文本(超媒体)节点之间由指针进行链接。(T) 超文本(超媒体)节点之间的关系是线性的。(F) 超文本(超媒体)的节点不能分布在不同的Web服务器中。(F)
? Unicode是我国最新发布的也是收字最多的汉字编码国家标准。(F) 中文Word是一个功能非常丰富的文字处理软件,它不仅能进行文本的编辑排版,而且还能自动生成文本的“摘要”。(T) GB2312汉字编码国家标准表示汉字的双字节代码中,每个字节的最高位都是“1”。(T) Word字处理软件可以编制超文本,也可以生成纯文本。(T) Word字处理软件在文本编辑排版过程中,它能做到“所见即所得”。(T) Word字处理软件能检查出文本中的词语错误,也能自动提取文本的关键字。(F) 检索信息时,用户首先要给出查询要求,然后由文本检索系统将查询结果返回给用户。(T) 文本检索系统返回给用户的查询结果绝大多数是用户所希望的结果。(F) 文本检索允许用户对文本中所包含的字串或词进行查询,凡正文中包含该字串或词的文本均为检索的结果。(T) 用于Web信息检索的搜索引擎大多采用全文检索。(T) ASCII编码中有少数字符是不可打印(显示)的。(T) ASCII编码的每个字符使用7个二进制位进行编码,而用1个字节进行存储。(T) 在PC机键盘上每个ASCII编码字符都分别有一个键与之对应。(F) 大小写英文字母的ASCII编码只有一位不同,其他位都相同。(T) GIF格式图像在因特网上广泛使用的原因是因为个它是一种真彩色图像。(F) 图像大小也称为图像的分辨率。(T) 像素是构成图像的基本单位。(T) 尺寸大的彩色图片数字化后,其分辨率必定大于尺寸小的图片的分辨率。(F) 彩色图像具有多个位平面。(T) 计算机只能生成假想或抽象景物的图像,不能生成实际景物的具有真实感的图像。(F) 计算机不仅能生成静止的图像,而且还能生成各种运动、变化的动态图像。(T) 显示卡(图形加速卡)在生成图像的过程中起着重要的作用,许多处理都是由显示卡完成的。(T) 计算机合成图像在产品设计、绘图、广告制作等领域有着广泛的应用。(T) 图像压缩编码的目的是为了节省存储容量和减少在网络上的传输时间。(T) 图像数据压缩都是有损的,重建的图像与原始图像不会完全相同。(F) 大多数图像文件都对图像进行了压缩编码。(T) JPEG是微软公司使用的一种图像文件格式。(F) 一架数码相机的Flash存储器容量大约是80MB,因此在拍摄过程中,它一次最多可以存储65536色的的彩色相片40张。(F) 图像的获取过程大体可分为四步:扫描、分色、取样、量化。(T) 黑白图像的像素深度为2。(F) 分辨率相同时彩色图像的数据量通常比灰度图像的数据量大。(T) 灰度图像只有一个位平面。(T) MP3是目前流行的一种数字音乐,它是采用MPEG-3标准对数字音频进行压缩而得到的。(F) 声卡既负责声音的数字化(输入),也负责声音的重建(输出)。(T) 声卡既处理波形声音,也负责MIDI音乐的合成。(T) 声卡中的数字信号处理器(DSP)在完成数字声音编码、解码及编辑操作中起着重
要的作用。(T)
? 因为声卡非常复杂,所以都把它们做成独立的PCI插卡形式。(F) 在将模拟声音信号数字化的过程中,每个样本用16位二进制表示比用8位二进制表示的噪音小、保真度高。(T) 同一乐曲在计算机中既可以用MIDI表示,也可以用波形声音表示。(T) MIDI既可以表示乐曲,也可能表示歌曲。(F) MIDI可以在媒体播放器软件进行播放。(T) MIDI声音在计算机中存储时,文件的扩展名为 .mid。(T) 声卡的主要功能是实现波形声音和MIDI声音的输入和输出。(T) 无论是波形声音还是MIDI声音的输入,都需要使用麦克风。(F) 无论是波形声音还是MIDI声音的输出,都需要使用扬声器。(T) 波形声音和MIDI声音可以混合在一起输出。(T) 在PC机上安装数字摄像头的目的,是通过镜头连续地拍摄景物的图像并转换成数字视频信号输入到计算机。(T) VCD和DVD都用于保存和发行视(音)频信息,但前者采用的是模拟技术,后者采用的是数字技术,因而DVD的图像和声音质量比VCD有较大提高。(F) 视频卡能通过有线电视电缆接收模拟电视信号并进行数字化。(T) 视频卡一般插在PC机的PCI插槽内。(T) 数字摄像头必须通过视频卡与PC机相连接。(F) 数字摄像机拍摄的数字视频可通过USB或IEEE1394接口直接输入计算机。(T) VCD光盘上存储的视频信息采用的压缩编码标准是MPEG-1。(T) DVD光盘上存储的视频信息采用的压缩编码标准是MPEG-4。(F) 数字电视中视频信息的压缩编码标准采用的是MPEG-2。(T) 数字视频压缩编码可以将视频的数据量减少几十倍甚至上百倍。(T) ?
? 由200万像素组成的一个数字图像,它的图像分辨率为______。(D)
? 600×800
数字图像的主要参数有图像分辨率、像素深度、颜色空间类型等。假设像素深度为16,那么一幅图像具有的不同颜色数目最多是_________种。(65536) 若图像分辨率为256×192,则它在显示模式的屏幕上以50%的比例显示时,只占屏幕的_________分之一。(64) 一幅分辨率为的真彩色(24位)数字图像,其图像文件的大小为225KB,它的数据压缩倍数大约是_________倍。(10) 人们说话所产生的语音信号输入计算机时,若取样频率为8kHz,量化精度是8位,
则未压缩时它的码率大约是________,若数据压缩倍数为4倍,那么1分钟数字语音的数据量是_________。(64kbps / 120kB)
容量为4.7GB的DVD光盘片可以持续播放2小时的影视节目,由此可以推算出使用MPEG-2对视频及伴音进行压缩编码后,每秒钟音频和视频数据合在一起的码率大约是_________。(5.2Mbps) ?
包含各类专业文献、生活休闲娱乐、高等教育、专业论文、外语学习资料、各类资格考试、应用写作文书、92第5章练习题答案等内容。 
 第5章 习题答案_理学_高等教育_教育专区。第5章 相对论习题 2 1 2cm 2 5-1 观察者 A 测得与他相对静止的 XOY 平面上一个圆的面积是 12cm ,另一观察者...  第五章练习及参考答案_经济学_高等教育_教育专区。会计学 周晓苏 第二版 课后习题答案第五章练习一 固定资产和无形资产 1.某公司购入一台设备,发票价格 40,000...  第五章习题答案_理学_高等教育_教育专区。第三章习题答案 1 用 SQL 语言建立第四章习题 4 的 4 个表 建立 S 表:S(SNO,SNAME,STATUS,CITY); CREATE TABLE...  第五章练习题答案 第五章练习题答案一、填空 (1) IP 地址长度在 Ipv4 中为__32___比特,而在 Ipv6 中则为_128_ 比特. (2) C 类 IP 地址最高三个...  结晶化学第5章习题答案_工学_高等教育_教育专区。结晶化学〃第五章 习题与思考题 1. 构成晶体的主要质点基本可以分成几种,为什么? 2. 简述卤素和氧在构成晶体...  第五章第九题答案 第四题第三小题: 答案: 程序的流程图: s 入口 a F c A&5 T X=10 b X=1 d F f B&10 T Y=20 e Y=2 C&5 g i T F ...  第五章练习题参考答案(完整版)_财会/金融考试_资格考试/认证_教育专区。第五章练习题参考答案 1、下面表是一张关于短期生产函数 Q ? f ( L, K ) 的产量...  第5章_会计凭证与账簿练习题答案_经济学_高等教育_教育专区。会计学原理复习第五章 会计凭证与账簿 一、单项选择题 1.下列不属于原始凭证基本内容的是( 下列不属...  第5章复习题答案_工学_高等教育_教育专区。电力电子技术2-9章复习题及答案 第5 章 直流-直流变流电路填空题: 1.直流斩波电路完成的是直流到_另一固定电压或...图形、图像的数字化表示
一、教学背景分析
(一)教材内容和地位分析:
本节主要内容包括图形、图像的数字化原理,数字图像的分类、存储、压缩的相关知识。信息的加工方式从人脑直接处理转变为计算机处理,大大地提高了效率,而这种方式转变的基础就是信息的数字化原理,使得模拟信号转化为数字信号存储到计算机当中,以便进一步加工。在文字、图像、声音、视频这几类信息的数字化应用中,图形、图像的知识是比较典型的,也是和实际应用比较贴近的,掌握好这部分知识对于提高学生多媒体方面信息素养有很大帮助。
(二)学生学习起点分析
1、具备的知识和能力:信息数字化原理、数据结构知识、多媒体基础知识、图像文件操作的基本能力。
2、存在的问题:理论知识和实践操作比较脱节、缺乏对于表面现象深入探究的意识和能力。
二、教学目标框架设计
(一)教学目标:
1、知识与技能:
(1)知道图像信息数字化的基本方式。
(2)认识不同图片类型的特点。
(3)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。
(4)掌握利用图像处理软件修改图像大小、位深度、图像类型的能力。
(5)理解图像编码原理,掌握计算BMP格式图像大小的公式。
(6)了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。
2、过程与方法:
(1)经历图像数字化的采集、修改、编码压缩的过程。&&&&&&&&&&&
(2)在利用图像处理软件加工过程中,进一步掌握依据问题实际需求,设置适当的图像类型、分辨率的方法。
(3)针对图像数字化的过程与结果进行有效的评价。
3、情感态度与价值观:
(1)在探究实验总结中,养成大胆创新、勇于实践、严谨实施的科学研究态度。
(2)在小组合作交流中,养成团结协作、积极交流的团队精神。
(二)教学重点、难点
1、教学重点:
(1)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。
(2)理解图像编码原理,总结计算BMP格式图像大小的公式。
2、教学难点
(1)理解图像编码原理,总结计算BMP格式图像大小的公式。
(2)比较不同的编码方式,了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。
四、教学策略设计
&& &教师设计和实际生活很贴近的问题情境,激发学生的学习兴趣,对于图像数字化相关的基本概念的讲解和基本技能的培养融入到层层递进的课堂任务中,让学生在完成课堂任务的过程中,主动建构知识,内化对于概念内涵的理解,掌握基本操作技能,有利于教学重点内容的学习。对于难点的哈夫曼图像压缩编码,则有自学材料、课件的辅助,以小组交流讨论的形式,教师适当讲解,有利于难点的突破。
3、教学环境和资源
①教学环境:
§具有局域网、多媒体系统的计算机专业教室
②教学资源:
§学案——任务说明,操作步骤提示,拓展思考,评价标准
§演示课件——主要知识点
§动画课件——构造哈夫曼
五、教学过程
216400*300
—— “1”
—— “0”
=18*23*1=414
=400*300*4
=2359296 B
教师引导学生在任务中发现影响图像效果、大小的各种因素的关系。
启发学生从对表象效果的认识到去思考数字化原理的本质的探究
学习活动四:
交互形势:生生交互
渗透辩证的思想,掌握合理选择适当格式、分辨率的图像的方法
学习活动五:认识图像文件格式和
比较不同格式的图像文件的效果和大小,小组形式自学
交互形势:
BMPBitmapWindows
&& JPEG.jpg.jpeg
&& AdobePhotoshopPhotoshopDocumentPSD
n(Huffman)——
B, C, D, E, F, G}
11, 5,& 7,&& 8,& 2,& 3}
对新知识深入理解
老师讲授一部分,剩下的由学生在自学材料的辅助下去尝试、以小组的形式探讨压缩编码方式。
开拓学生视野,
增强环保意识
六、教学反思
1、关于教学内容
在必修课程中,学生已经学习过信息的数字化原理、二进制的相关知识,我校在信息奥赛教学方面也比较有特色,所以学生也学过一些数据结构知识,比如二叉树等。那么在选修模块中,我安排的教学内容将图像信息数字化的理论和实际图像类型、文件大小计算公式、相结合、在培养学生图像基本处理的操作技能同时,注重引导学生去探究图像编码原理、压缩方法,并尝试自行设计
2、关于学法
对于学生来说,图像的相关知识和操作技能是比较熟悉的,但是不够系统和深入。直接讲图像信息的理论也比较枯燥。所以,我设计的课堂任务是让学生在学案的辅助下,顺利地操作图像处理的一些基本技能,在实践中对比现象、发现规律、总结方法,教师组织学生交流自己的探究成果,效果较好。对于比较难的
随着技术的发展,数字图像的分辨率在不断提高,是不是在日常应用中一定要越高越好,所以我设计了一组问题,组织学生结合自己的平时实践发言讨论,在交流中形成正确的选择方法,注重技术方法和技术思想的结合。发布时间:07-03-23
阅读:2007
所属分类:
视频的数字化过程
1. 视频的定义&&&& &视频(Video)就是其内容随时间变化的一组动态图象,所以又叫运动图象或活动图象。它是一种信息量最丰富、直观、生动、具体的承载信息的媒体。 && 视频与图象的区别与联系:静止的图片称图象(Image),运动的图象称为视频。两者的信源方式不同,图象的输入要靠扫描仪、数字照相机等设备;而视频的输入是电视接受机、摄象机录像机、影碟机以及可以输出的连续图象信号的设备。视频信号具有的特点: (1)内容随时间的变化而变化。 (2)伴随有与画面同步的声音。视频信号数字化后,有着模拟视频信号无可比拟的优点: 1)再现性好。模拟信号由于是连续变化的,所以不管复制时采用的精确度多高,失真总是不可避免的,经过多次复制之后,误差积累较大。而数字视频可以不失真的进行无限次拷贝,它不因存储、传输和复制而产生图象质量的退化,从而能够准确的再现图象。 2)便于编辑处理。模拟信号只能简单调整亮度、对比度和颜色等,从而限制了处理手段和应用范围。而数字视频信号可以传送到计算机内进行存储、处理,很容易进行创造性地编辑与合成,并进行动态交互。 3)适合于网络应用。2.电视信号及其标准 (1)电视视频信号的扫描方式 && 电视视频信号是由视频图象转换成的电信号。任何时刻,电信号只有一个值,是一维的,而视频图象是二维的,将二维视频图象转换为一维电信号是通过光栅扫描实现的。而视频的显示则是通过在监视器上水平和垂直方向的扫描来实现的,扫描方式主要有逐行扫描和隔行扫描两种。 && 称视频信号中的一幅静止图象为一帧。处理视频信号时每秒传送的帧数称为帧速,每一帧的扫描线的数量称为视频信号的扫描线数。 && 隔行扫描方式的每一帧画面由两次扫描完成,每次扫描组成一个场,即一帧由两个场组成。它节省频带,且硬件实现简单。它可以表现更快的运动图象。呈现静止图象时,其垂直清晰度由每一场的扫描线数所决定。逐行扫描方式的每一帧画面一次扫描完成,图象垂直清晰度高,空间处理效果好,能获得更好的图象质量和更高的清晰度,其缺点是行扫描频率高,数码速率高,硬件实现难度较大。 (2)彩色电视信号制式 && 彩色电视制式就是彩色电视机的视频信号标准。电视机显示一幅画面,是显象管中的电子枪发射电子束,从左到右、从上到下扫描荧光屏的结果。电视视频信号在发射时,由于采用传送视频图象信号的频率不同、颜色编码系统不同、行频场频不同,就有不同的彩色电视制式标准。对于彩色电视的模拟信号,世界上现行的彩色电视制式有三种:NTSC制式、PAL制式、SECAM制式。
&行频(KHZ)
&场频(KHZ)
&颜色频率(MHZ)
视频信号的数字化1 . 采样
 && 采样格式分别有4:1:1、4:2:2和4:4:4三种。由于人的眼睛对颜色的敏感程度远不如对亮度信号灵敏,所以色度信号的采样频率可以比亮度信号的采样频率低,以减少数据视频的数据量。其中4:1:1采样格式是指在采样时每4个连续的采样点中取4个亮度Y、1个色差U、1个色差V共6个样本值,这样两个色度两个色度信号的采样频率分别是亮度信号采样频率的四分之一,使采样得到的数据量可以比4:4:4采样格式减少一半。
 && 采样是把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号,而量化则是进行幅度上的离散化处理。在时间轴上的任意一点上量化后的信号电平与原模拟信号电平之间在大多数情况下存在一定的误差,我们通常把量化误差称为量化噪波。量化位数愈多,层次就分得越细,量化误差就越小,视频效果就越好,但视频的数据量也就月越大。所以在选择量化位数时要综合考虑各方面的因素。一般现在的视频信号均采用8位、10位,在信号质量要求较高的情况下可采用12位量化。
 && 经采样和量化后得到的数字视频的数据量非常大,所以在编码时要进行压缩。其方法是从时间域、空间域两方面去除冗余信息,减少数据量。编码技术主要分成帧内编码和帧间编码,前者用于去掉图象的空间冗余信息,后者用于去除图象的时间冗余信息。
视频编码技术主要有MPEG与H .261 标准
 && MPEG标准是面向运动图象压缩的一系列标准,包括MPEG视频、MPEG音频、MPEG系统(视频、音频和同步)3个部分。ITU H . 261标准化方案的标题为“64 Kbps 视声服务用视像编码方式”,又称 P*64Kbps 视频编码标准。其中P是一个可变的参数,取值范围1~30。P=1或2时,只能支持176*144分辨率格式、每秒帧数较低的可视电话;当P &= 6时,可以支持图象分辨率为352*258的电视会议。
图像的数字化过程
图形与图像
计算机中使用的图片有两种形式,即矢量图形和位图图像,它们也是构成动画和视频的基础。
(1) 矢量图形
&&&&& 图形又称为矢量图形、矢量图、几何图形,是用一组绘制指令描述的,这些指令给出了生成该图的所有直线、曲线、矩形、椭圆等各种图元的属性与参数,包括图形的位置、颜色和形状。图形由专门的计算机绘图软件生成。由于图形是对各个图元参数形式的存储,所以在对图形的各个图元进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换时不会失真。图形是由计算机构造设计出来的,不是通过照相机、摄像机或扫描仪等摄入的真实景物。它可以绘制自然界中已经存在的物体图形,也可以是完全虚构的图形。
&&&&&& 研究图形的计算机技术称之为计算机图形技术,它是设计和构造真实物体和虚构物体的综合技术。,主要研究图形对象的生成。计算机图像处理技术是对真实景物或已经存在的图像的分析技术。近年来随着计算机动画技术、三维空间显示等技术的发展,计算机图形技术和计算机图像技术已密切的结合在一起,它们互相渗透、互相促进。
用于图形绘制和显示的软件称为绘图软件,常用的 CoreIDRAW 、 Freehand 、 Illustrator 、 AutoCAD 等。
(2) 位图图像
&&&&& 图像又称为点阵图或位图图像,它可以人工绘制或用某一种技术方法获取后输入到计算机当中。在计算机中的一个位图图像可以理解为一个矩阵,该矩阵由若干个排列成行、列的点构成,这些点被称为像素。像素是构成位图图像的最小单位,它记录了图像中每一点上颜色亮度等参数信息。一幅固定尺寸的图片所包含的像素点越多,则图像越逼真,色彩越丰富。因此,图像能够表现出非常复杂的、层次非常丰富的画面效果。但是,位图图像在进行放大时会出现失真。
(3) 图形与图像的比较
&&&&&& 图形与图像除了在构成原理上的区别外,还有以下差别。 图形的颜色是作为绘制图元的参数在指令中给出,所以一般来说图形的颜色数目不是决定文件大小的主要因素;而图像中的每个像素所占据的二进制位数与图像的颜色数目有密切关系,颜色数目越多,占据的二进制位数也越多,图像文件的体积也就越大。
&&&&&& 图形在进行缩放、旋转等操作后不会产生失真;而图像会产生失真现象,特别是在放大倍数比较大时会产生严重的马赛克现象,缩小后会丢失部分像素点。
&&&&&& 图形适合于表现变化的曲线、简单的图案和运算的结果等;而图像的表现力较强,层次和色彩较丰富,适合于表现自然的细节的景物。
&&&&&& 图形侧重于绘制、创意和艺术构思;而图像则偏重于获取、复制和技巧的表现。
&&&&&& 在多媒体应用软件中,图形和图像的应用都非常广泛,它们之间可以通过软件来相互转换。利用真实感图形绘制技术可以将图形数据转换为图像,利用模式识别技术可以从图像数据中提取几何数据,把图像转换为图形。
1. 图像的采样
 && 图像采样是指把图像分割成为一系列小区域,用特定的数值来表示每一个小区域的亮度、色彩等特征。由于图像是一种二维分布的信息,所以具体的做法就是对图象在水平方向和垂直方向上等间隔的分割成矩形网状结构,所形成的矩形微小区域,称为像素点。被分割的图象若水平方向有M个间隔,垂直方向上有N个间隔,则一幅图象画面就被表示为M*N个像素构成的离散像素点的集合。
 && 在进行采样时,采样频率是影响图象质量的重要指标。采样频率是指一秒钟内采样的次数,它反映了采样之间的间隔大小。采样频率越高,得到的图像样本就越细腻逼真,图像的质量就越高,但存储量就越大。所以说采样频率决定了采样后所得的图像是否真实地反映原图像的程度。根据奈奎斯特定理,要从采样样本中精确恢复原来图像,图像的采样频率必须大于或等于原图像最高频率的两倍。
&&&&&& 图像的采样涉及到图像的分辨率这一概念,它是影响数字图像质量的重要因素,不同采样精度所获得的图像分辨率不同,采样后,图像分辨率就表示数字化图像尺寸的大小。除了图像的分辨率以外,还有显示分辨率和像素分辨率等几种。显示分辨率是指在某种显示方式下,计算机最大的显示区域,用水平和垂直的像素数来表示;而像素的分辨率是指一个像素宽与长的比例。
2. 图像的量化
( 1 )采样后得到的亮度值(或色彩值)在取值空间上仍然是连续的。把采样后得到的这些连续量表示的像素值,离散化为整数值的操作叫量化。图像量化实际就是将图像采样后的样本值的范围分成有限多个区域,把落入某区域中的所有样本值用同一值表示,是用有限的离散的数值量来代替无限的连续模拟量的一种映射操作。
&&&&&& 在量化是所确定的离散取值个数成为量化级数,表示量化的亮度值(或色彩值)所需的二进制位数称为量化字长,也称图像深度。例如,对于一个黑白图像(灰度图像),若只有黑白之分,则可用 0 或 1 两个值( 1 个位)来表示,这种图称为二值图,量化级数为 2 ,量化字长为 1 。当量化字长为 8 时,可表示 256 级的灰度值。彩色图像的表示取决于它所选用的色彩空间,可用几个分量的量化值来表示。对于单色灰度图像,只有一个位平面。彩色图像若用 GRB 三个分量来表示,则有三个位平面,其颜色深度为该图像的所有位平面的颜色深度之和。量化字长越大,就越能真实的反映图像的原有效果,但得到的数字图像的容量就越大。
( 2 )色彩模式
&&&&&& 色彩模式是指在计算机上显示或打印图像时表示颜色的数字方法。在不同领域,人们采用的色彩模式往往不同。比如计算机显示器采用 GRB 模式、打印机输出彩色图像时用 CMYK 模式、艺术绘画采用 HSB 模式、彩色电视系统采用 YUV/YIQ 模式,另外还有一些其他色彩模式的表现方法。
1、 GRB 模式 这是计算机中使用的色彩模式。自然界中绝大部分的可见光谱可以用红、绿、蓝三色光按不同比例和强度来混合表示。 GRB 模型也称为加色模型,通常用于光照、视频和屏幕图像编辑。
&&&&&& GRB 色彩模式中使用的 GRB 模型,其真彩色系统分别用 8 位二进制来描述 GRB 的三个分量,为图像中每一个像素的 GRB 分量分配一个 0~256 范围内的强度值。三个分量按照不同的比例混合,就能够合成各种绚丽色彩。例如,纯红色 R 值为 255 , G 值为 0 , B 值为 0 ;灰色的 R 、 G 、 B 三个值相等(除了 0 和 255 );白色的 G 、 R 、 B 都为 255 ;黑色的 R 、 G 、 B 都为 0 。 RGB 模式只使用三个基本颜色,但在屏幕上可重现 256*256*256= 种颜色。
2、 CMYK 色彩模式 这是一种用于印刷的色彩模式。 CMYK 色彩模式与 RGB 模式不同,因为色彩不是由光线直接产生的,而是由照射在颜料上反射过来的光线所产生的。颜料会吸收一部分光线,而未被吸收的光线反射回来,成为视觉判定颜色的依据。利用这种方法产生的颜色称为相减混色。在 CMYK 色彩模式中,色彩是由分色印刷的 4 种基本颜色构成的。图像中的每一个像素都是由靛青( C )、品红( M )、黄( Y )、和黑( K )按照不同的比例合成,每个像素的每种印刷油墨会被分配一个百分比值,最亮(高光)的颜色分配较低的印刷油墨颜色百分比值,较暗(暗调)的颜色分配较高的百分比值。例如,明亮的红色可能会包含 2% 青色、 93% 洋红、 90% 黄色和 0 黑色。在 CMYK 图像中,当所有 4 种分量的值都是 0 时,就会产生纯白色。
3. 图像的编码与压缩
&&&&&& 图像的编码,就是按照一定的格式把图像经过采样和量化得到的离散数据记录下来。图像中的分辨率越高,图像的深度越大,则图像的数据量就越大。一幅未经压缩的数字图像的数据量的大小可以按照下面的公式进行估算:
图像数据量 = 图像的分辨率 * 图像深度 /8
例如,一幅具有 800*600 像素的真彩色( 24 位)图像,其数据量为大约为:
800*600*24/8=3 、 17 ( MB )
由此可见,数字化后得到的图像数据量十分巨大,必须采用压缩技术进行编码,减少图像信息的数据量。
( 1 )图像数据的冗余度
空间冗余 当图像数据在图像的某些空间上具有一定的规律性,如局部相临像素间具有相同的数据,具有大面积色彩较为均匀的背景时,就可以认为该图像数据具有空间冗余。
视觉冗余 人类的视觉系统并不能感知图像中出现所有变化细节,在实际图像中存在大量的用于描述人类视觉系统不能察觉的细节变化数据,事实上人类视觉系统的一般分辨能力为 64 灰度级,而一般图像的量化采用的是 256 灰度级。这样,从人类视觉系统的分辨能力上看,图像数据中存在数据冗余,这种冗余叫做视觉冗余。
结构冗余 有的图像在画面上具有重复出现的相同或相近的结构特征,如一些纹理结构、栅格之类,它们构成了结构上的冗余。
编码冗余 数据编码所包含的数据量低于编码数据自身时,即产生编码冗余。例如采用长编码表示信息时就存在编码冗余。
由于图像存在上述冗余,因此,对图像数据的压缩就成为可能。
( 2 )压缩编码技术是实现图像传输与储存的关键。常用的图像压缩编码有预测编码和变换编码。
&&&&&& 图像的预测编码是将图像数据的空间变化规律和序列变化规律用一个预测公式表示,如果知道了某一像素的前面各相临像素值之后,就可以用公式预测该像素值。采用预测编码,一般只需传输图像数据起始值和预测误差。
&&&&&& 变换编码方法是将整幅图像分成一个个小的数据块,在将这些数据块经过变换、量化和编码,图像显示时,在经过逆变换即可重构原来图像。
声音数字化过程
1、 声音的基本概念
&&&&&& 声音是人类进行交流和认识自然的一种媒体形式,人们日常生活中的各种语言、音乐和自然声,构成了丰富的声音世界。音频信号可分为三类:语音、声效和音乐。语音是语言的物质载体,是人们说话的声音;声效是自然界存在的其他声音,如水声、雨声、雷声、动物叫声等;音乐是有节奏、旋律或和声的歌曲或乐器音响等配合所形成的乐曲等声音形式。声波是在时间和幅度上都连续变化的量,称之为模拟量。声音有三个基本参数:振幅、周期和频率。振幅是声波波形的高低幅度,表示声音的强弱;周期是两个相临波峰或波谷之间的时间长度;频率是声波每秒钟振动的次数,表示声音的音调。
2、 声音的数字化
( 1 )采样 --连续时间的离散化
&&&&&& 为实现模数转换,需要把模拟音频信号波形进行分割,以转换成数字信号,这种方法称为采样( Sampling )。
采样的过程是每个一个时间间隔在模拟声音的波形上取一个幅度值,把时间上连续信号变成时间上的离散信号。该时间间隔称为采样周期,其倒数为采样频率。
&&&&&& 采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本。采样频率越高,即采样的间隔时间就越短,则在单位内计算机得到的声音样本数据就越多,对声音波形的表示就越精确。
&&&&&& 采样频率的选择与声音信号本身的频率有关系,根据奈斯奎理论,只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时,才能把数字信号表示的声音较好的还原成原来的声音。
&&&&&& 最常用的采样频率有: 11 、 025KHz 、 22 、 05KHz 、 44 、 1KHz 等。
( 2 )量化 --连续幅度的离散化
&&&&&& 采样所得到的声波上的幅度值,即某一瞬间声波幅度的电压值,影响音量的高低,该值的大小需要用某种数字化的方法来表示。通常把对声波波形幅度的数字化表示称为量化( Quantization )。
&&&&&& 量化的过程是先将采样后的信号按整个声波的幅度划分为有限个区域的集合,把落入某个区段内的采样值归为一类,并赋于相同的量化值。采样信号的量化值采用二进制表示,表示采样信号的幅度二进制的位数称为量化位数。如果以 8bit 为记录模式,则将其纵轴划分为 2*8 个量化等级,它的量化位数为 8 。
&&&&&& 在相同的采样频率之下,量化位数愈高,声音的质量就愈好。同样,在相同的量化位数的情况下,采样频率越高,声音效果也就越好。这就好比上量一个人的身高,若是以 mm 为单位来测量,会比以 cm 为单位量更准确。
( 3 )编码
&&&&&& 模拟信号经过采样量化后,形成一系列的离散信号—脉冲数字信号。这种脉冲数字信号可以用一定的方式进行编码,形成计算机内部运行的数据。所谓编码就是按照一定的格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来,并在有效的数据中加入一些用于纠错同步和控制的数据。在数据回放时,可以根据所记录的纠错数据判别读出的声音数据是否有错,如果有错,可以加以纠正。}

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