多媒体

null教学安排教学安排1、教学时间安排： 理论教学30学时，实验教学16学时。 2、教材与参考 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ： 教材：《计算机网络与多媒体技术》 参考书：网络与多媒体参考资料 3、考试与成绩： 考试：全校统考 成绩：期末考试成绩-平时成绩（上课、上机、完成作业等）教学目的和内容教学目的和内容内容： 计算机网络的基本概念 网络通信的基本原理 网络的基本组成以及硬件设备 网络操作及其软件应用 Internet应用和网络安全 多媒体的基本概念 多媒体数据压缩、存储与通信以及多媒体硬件技术 多媒体创作与软件应用 多媒体技术基础及应用多媒体技术基础及应用一、 多媒体技术概论一、 多媒体技术概论本章主要内容: 多媒体的分类及定义 多媒体的发展 多媒体的应用领域 多媒体数据的特征 多媒体的关键技术1.媒体分类1.媒体分类感觉媒体----直接作用于人的感官 表示媒体----为加工处理和传输感觉媒体 显示媒体----用于通信的电信号之间的转换 存储媒体----用于存放数字化表示媒体 传输媒体----将媒体从一处传到另一处3.多媒体的应用领域3.多媒体的应用领域娱乐 教育与培训 多媒体办公系统 多媒体电子出版物 多媒体通信系统 多媒体在科技领域 工业、医疗领域 咨询服务和广告宣传4. 媒体数据4. 媒体数据媒体数据特征: 数据量大 未经压缩立体声音乐一分钟需要100MB存储空间 数据长度可变 多数据流 数据流的连续记录和检索 nullnullnullnullnullnullnull5.多媒体关键技术5.多媒体关键技术数据的存储技术 多媒体数据压缩与解压缩技术 虚拟现实技术 多媒体数据库技术 多媒体网络通信技术 多媒体信息检索技术 智能多媒体技术关键技术------ 数据存储关键技术------ 数据存储相比文本和数据文件，多媒体数据占的存储空间要大的多，存储和传输多媒体数据所需要的时间和空间的开销都很大。 硬盘和光盘的出现，才真正解决多媒体信息的存储问题。 硬盘和光盘容量可达上千GB。关键技术---- 数据压缩与解压缩技术关键技术---- 数据压缩与解压缩技术由于数字化信息的数据量庞大，给存储和传输带来极大压力，多媒体数据压缩编码技术是解决大容量存储和传输的有效方法。 压缩： 无损压缩： 压缩后的数据经解压还原后与原数据相同， 如文本数据。 有损压缩： 压缩后的数据经解压还原后与原数据存在 一定的差异，如图像信息。数据压缩技术国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ：数据压缩技术国际标准：JPEG（Joint Photographic Experts Group) ----适用于连续色彩，多灰度，单/彩色静止图像压缩 MPEG-1(Moving Picture Experts Group) ----传输速率1Mbit/s—1.5Mbit/s,用于图像及其伴音的压缩编码。（普通电视） MPEG-2 ----传输速率1.5Mbit/s— 60Mbit/s,用于高清晰度电视所需的视频影象及伴音信号的压缩标准。 MPEG-4----可交互,可伸缩的编码标准 H.261----视频电话和视频会议null nullnull关键技术---- 多媒体数据库技术 在传统数据库技术的基础上,处理非结构化数据,是发展的方向。 关键技术---- 多媒体数据库技术 在传统数据库技术的基础上,处理非结构化数据,是发展的方向。 关键技术---- 多媒体网络与通信技术关键技术---- 多媒体网络与通信技术多媒体通信是一个综合性技术，涉及多媒体、计算机、通信等领域。 由于多媒体传输涉及图像、声音等。同时需要大量数据连续、实时传输、时空同步数据传输（视频和声音）。二. 多媒体计算机系统二. 多媒体计算机系统多媒体计算机系统组成 多媒体计算机标准 多媒体计算机硬件组成 多媒体计算机:多媒体计算机:目前的多媒体计算机大部分是在个人计算机的基础上增加多媒体部件组成，使个人计算机具有图形、声音、视频等处理能力。 多媒体计算机（MPC） Multimedia Personal Computernullnull多媒体计算机系统层次结构第一层: 多媒体外围设备,包括各种媒体、视听输入与输出 设备及网络。null多媒体计算机系统层次结构第二层： 多媒体计算机硬件主要配置与各种外围控制接口卡。 其中包括多媒体实时压缩和解压缩专用的电路卡。 null多媒体计算机系统层次结构第三层： 多媒体驱动程序、操作系统。该层软件为系统软件的核心。除与硬件设备打交道（驱动、控制这些设备）外，还要提供输入/输出控制界面程序，即I/O接口程序。而操作系统则提供对多媒体计算机硬件、软件的控制与管理。null多媒体计算机系统层次结构第四层： 媒体制作平台和媒体制作工具软件；支持应用开发人员创作多媒体应用软件。设计者利用该层提供的接口和工具采集、制作媒体数据，常用的有图像设计与编辑系统、二维、三维动画制作系统；声音采集与编辑系统；视屏采集与编辑系统以及多媒体公用程序与数字剪辑艺术系等。null多媒体计算机系统层次结构 第五层: 多媒体编辑与创作系统。该层是多媒体应用系统编辑制作的环境，根据所用工具的类型,有的是脚本语言及解释系统，有的是基于图标导向的编辑系统，还有的是时间导向的编辑系统.通常除编辑系统外，还有控制外设播放多媒体的功能。设计者可以利用这层的开发工具和编辑系统来创作各种教育、娱乐、商业等应用的多媒体。null多媒体计算机系统层次结构第六层: 多媒体应用系统的运行平台，即多媒体播放系统。该层可以在计算机上播放硬盘上的节目，也可以单独播放多媒体的产品，如消费性电子产品中的CD-I等。多媒体应用系统放到存储介质中，如光盘，就可以成为多媒体产品，而作为商品销售。多媒体计算机标准多媒体计算机标准由Microsoft等几家公司制定的MPC三级标准: ------MPC1、MPC2、MPC3 多媒体计算机的5个基本组成单元： ------ 个人计算机、CD-ROM驱动器、 声卡、 Windows操作系统、音箱及耳机 对个人计算机的CPU、内存、硬盘、显示功能做了基本要求 nullMPC主要技术规范多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统硬盘系统与硬盘阵列 硬盘： MPC系统最重要的数据存储设备，要求容量足够大。 硬盘阵列（RAID）： 将若干个硬盘机按一定的要求组成一个快速，超大容量的存储系统，数据分别存储在各个硬盘机上。 特点：容量大、速度高、可靠性高（有纠错技术） 多媒体计算机硬件系统多媒体计算机硬件系统显示系统：人机交互的重要设备 组成： 显示卡、显示器 null 显示卡： 作用： CPU与显示器的接口，处理图形数据， 加速图形显示，控制图形输出。又称加速卡。 组成：核心是一个固化的加速芯片，可以执行一些 图形函数，根据函数，将其转变成图形，送 显示器。 显示器：显示器：显示器：CRT（阴极射线管） LCD（大屏幕液晶显示器） CRT：隔行扫描，每隔一行显示一行后再返回显示未显示行。 逐行扫描，顺序显示每一行。 点距：同一象素中两个颜色相近的磷光体间的距离， 点越小，图像越细腻。 分辨率：屏幕分辨率指某一种显示方式下最大显示 区域。 尺寸：14、17、19、21英寸 多媒体计算机系统的发展多媒体计算机系统的发展目前的MPC都是在个人计算机的基础上增加各种多媒体部件组成. 发展: 进一步完善计算机支持的协同工作环境 增加计算机的智能 将多媒体和通信技术融合到CPU芯片中 方向:高分辨率、高速度化、简单化、 高维化（三、四维）、智能化、标准化 多媒体计算机系统的发展多媒体计算机系统的发展多媒体计算机发展趋势是将压缩和解压缩等专用芯片集成到处理器芯片中。 处理器芯片包括： VLSI实现的数字信号处理器（DSP）（优点） ----TI公司TMS320C6X 具有多媒体功能的微处理器（MMX） ----Intel的PentiumⅢ/Ⅳ 媒体处理器 ----Mpact、Mediaprocessor、Trimedianull三、多媒体外围设备 光盘存储系统 多媒体辅助设备 图像扫描仪 数字投影仪 触摸屏 调制解调器 数码相机多媒体计算机存储系统:多媒体计算机存储系统:邻机设备---光盘库主存 RAM联机设备 硬盘和光盘脱机设备---磁带、大容量存储设备存储量速度与成本光盘存储系统光盘存储系统光盘特点： 记录密度高 (107 bit---108 bit/cm2) 存储容量大 信息存储可靠（采用非接触方式） 信息保存时间长 不同平台可以互换 存储多种媒体 价格低廉光盘存储系统光盘存储系统光盘分类： 只读型光盘：CD-ROM、V-CD、DVD ----适用于大量、内容不改动的数据 可写光盘：CD-R ----起内容可以由用户写入，可以写入一次或多次，写入后只能读出 可擦写光盘：PCD、MOD、CD-RW ----可多次读写或修改光盘上的数据光盘存储系统光盘存储系统光盘的标准CD-DACD-ROMCD-RCD-VCDDVD黄皮书标准橙皮书标准白皮书标准红皮书标准新一代数字 通用光盘CD-DA标准:CD-DA标准:1982年Sony和Philips公司合作开发. 该标准出版时采用红色封面-----称为红色标准 CD唱盘是CD 家族的第一个成员 应用领域:高保真立体声音乐 CD-ROM标准CD-ROM标准1985年Sony和Philips公司联合推出 称为黄皮书标准 可以存放文本、图形、声音、视频及动画 CD-ROM中存放的是计算机数据，对误码率有要求； 1988年ISO读CD-ROM制定ISO9660标准，对文件格式作了规范。按照该标准规范，CD-ROM上的文件可以在任何机器上读出。CD-R标准CD-R标准一种可刻录多次的光盘，出厂是空白盘； 称为橙皮书标准； 按某种文件格式，通过刻写程序和设备，将程序和数据写入CD-R盘后，即成为红皮书格式； 特点；不适于大批量制作； 一次不必写满，可以多次写入； 可以在一般的CD-ROM驱动器上使用； 使用寿命长，数据稳定性好； 价格便宜Video-CD(VCD)Video-CD(VCD)由JVC、Philips等公司联合制定； 称为白皮书标准； 可以存放MPEG-1标准编码的全动态图像及相应声音的光盘； 可以在一张普通CD盘上录制全屏幕、全动态的视频与音频数据及相应处理程序； 体积小、价格便宜、质量好、兼容性好。DVD（Digital Video Disc)DVD（Digital Video Disc)新一代数字视频光盘 采用新的激光技术、调制方式、纠错方法、更高的道和位密度； 支持双面结构； 可提供CD 8-25倍存储容量和9倍以上存取速度； 采用的是MPEG-2标准，效果更好。光盘存储系统光盘存储系统光盘驱动器（光驱）----读取光盘的设备 功能：将光盘上的信息转换成电信号。 倍速：光盘的数据传输率 单倍速： 150kb/s 双倍速： 2*150kb/s n倍速： n*150kb/s 光盘存储系统光盘存储系统CD-ROM光驱的指标： 访问时间(找到文件并从盘中读出数据所需平均时间) 数据传输率(x..xkB/s) 驱动器接口标准(专用、SCSI、IDE） 缓冲存储器（接口内缓冲区大小，如64k、128k) 误码率（出现差错与读出总位数之比，(10-12 .10-16) 容错性(纠错能力） 容量（最大存储容量 置式（内置式、外置式）、体积 平均故障间隔时间（一般25000小时）体积光盘存储系统光盘存储系统 光盘库；能自动从光盘柜中的多片光盘中选出 并装入光盘机进行读写。采用RS232 串口或SCSI口与计算机连接 光盘塔：通过电缆连接起的光盘只读阵列。 常用于图书馆、档案馆、情报部门， 光盘塔可直接连接到网络上，使用户 共享数据。提供“在线”服务。光盘库在容量、管理方面都大于光盘塔光盘存储系统光盘存储系统操作系统对CD-ROM的支持： DOS系统： 通过一个名为MSCDEX.EXE的扩展程序，调用CD-ROM驱动程序，完成数据的读出与控制。 MSCDEX是一个外部命令。 Windows9x: 使用专门文件系统CDFS，管理CD-ROM。多媒体辅助设备多媒体辅助设备多媒体辅助设备的作用: 数字文本、 图形图像 处理后的 音频视频等 信息输出 输入 设备null图像扫描仪图像扫描仪作用： 计算机的输入设备， 可将图片、文字等扫描后， 转换成数字化数据存储、使用。 分类： 平板式扫描仪（办公室、家庭） 手持式扫描仪（小幅图像） 大幅面 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 图纸扫描仪（随CAD应用而发展）图像扫描仪图像扫描仪扫描仪的性能指标： 分辨率：扫描精度，如6000bpi(dot per inch) 色彩位数：对色彩的分辨能力。色彩越高，色彩分 辨能力越强。 扫描速度：黑白与彩色不同 扫描软件： 图像扫描仪驱动程序（由厂家提供）TWAIN标准 图像压缩 应用软件 数字投影仪数字投影仪作用：辅助教学、娱乐、会议、展览等， 提高效率，展示形象 分类： 视频投影仪（娱乐场所） 数据投影仪（显示与计算机同步的图形图像信号） 图形投影仪（同步显示与高分辨率图形卡的计算 机相同图形、图像信号）数码照相机数码照相机像素 镜头 储存介质数码摄像机数码摄像机像素 镜头 储存介质null多媒体音频 音频是多媒体技术的重要特征之一，是携 带信息的重要媒体。在计算机多媒体技术中，音 频的种类主要有波形音频、MIDI音频和CD唱盘音 频。 1 波形音频 2 MIDI音频 3 CD-DA唱盘 4 声卡 返回null1 波形音频 1．声音的基本特征 2．数字音频 null 1．声音的基本特征 声音是由空气中分子的振动而产生的。自 然界的声音是一个随时间而变化的连续信号，可 近似地看成是一种周期性的函数。通常用模拟的 连续波形描述声波的形状，单一频率的声波可用 一条正弦波表示，如下图所示。振幅周期基线null 基线是测量模拟信号的基准点。声波的振 幅表示声音信号的强弱程度。声波的频率反映出 声音的音调，声音细尖表示频率高，声音粗低表 示频率低。 振幅和频率不变的声音信号，称为单音。 单音一般只能由专用电子设备产生。在日常生活 中，我们听到的自然界的声音一般都属于复音， 其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。复 音中的最低频率称为复音的基频（基音），是决 定声调的基本要素，它通常是个常数。复音中还 存在一些其它频率，是复音中的次要成分，通常 称为谐音。基频和谐音合成复音，决定了特定的 声音音质和音色。null 2．数字音频 声波是随时间而连续变化的物理量，通过 能量转换装置，可用随声波变化而改变的电压 或电流信号来模拟。以模拟电压的幅度来表示 声音的强弱。 为使计算机能处理音频，必须对声音信号 数字化。(1). 采样和量化 (2). 影响数字音频质量的技术参数(3). 数字音频文件的存储量 (4). 数字音频信号的编码 null(1). 采样和量化 (c) 采样信号的量化(a) 模拟音频信号(b) 音频信号的采样数字化音频的过程如下图所示。null(2). 影响数字音频质量的技术参数 对模拟音频信号进行采样量化编码后，得 到数字音频。数字音频的质量取决于采样频率、 量化位数和声道数三个因素。1). 采样频率 采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。 在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采 用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音 乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱 盘的采样频率即为44.1KHz。null2). 量化位数 量化位数也称“量化精度”，是描述每个采样 点样值的二进制位数。例如，8位量化位数表示每 个采样值可以用28即256个不同的量化值之一来表 示，而16位量化位数表示每个采样值可以用216即 65536个不同的量化值之一来表示。常用的量化位 数为8位、12位、16位。3). 声道数 声音通道的个数称为声道数，是指一次采 样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如 果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生 成两个声波数据，称为双声道（立体声）。随着 声道数的增加，所占用的存储容量也成倍增加。null(3). 数字音频文件的存储量 以字节为单位，模拟波形声音被数字化后 音频文件的存储量(假定未经压缩)为： 存储量=采样频率×量化位数/8×声道数×时间 例如，用44.1KHz的采样频率进行采样，量 化位数选用16位，则录制1秒的立体声节目，其 波形文件所需的存储量为： 44100×16／8×2×1=176400(字节)null 数字波形文件数据量大，数字音频的编码 必须采用高效的数据压缩编码技术。音频信号 能够被压缩编码的依据有两个，一是声音信号 存在着数据冗余；二是利用人的听觉特性来降 低编码率，人的听觉具有一个强音能抑制一个 同时存在的弱音现象，这样就可以抑制与信号 同时存在的量化噪声；另外人耳对低频端比较 敏感，而对高频端不太敏感，由此引出了“子带 编码技术”。 音频信号的压缩编码方式可分为波形编码 参数编码和混合编码三种。null MIDI是Musical Instrument Digital Interface(乐器数字接口)的缩写。MIDI是一种 国际标准，是计算机和MIDI设备之间进行信息交 换的一整套规则，包括各种电子乐器之间传送数 据的通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。 1. 什么是MIDI null MIDI设备就是处理MIDI信息所需的硬件设 备，其基本组成包括： 2. MIDI设备配置 (1). MIDI端口 (2). MIDI键盘 (3). 音序器(Sequencer)(4). 合成器 null(1). MIDI端口 一台MID设备可以有一至三个MIDI端口，分 别称为MIDI In、MIDI Out、MIDI Thru。它们的 作用是： MIDI In：接收来自其它MIDI设备的MIDI信 息。 MIDI Out：发送本设备生成的MIDI信息到 其它设备。 MIDI Thru：将从MIDI In端口传来的信息 转发到相连的另一台MIDI设备上。null(2). MIDI键盘 MIDI键盘是用于MIDI乐曲演奏的，MIDI键 盘本身并不发出声音，当作曲人员触动键盘上的 按键时，就发出按键信息，所产生的仅仅是MIDI 音乐消息，从而由音序器录制生成MIDI文件。(3). 音序器(Sequencer) 用于记录、编辑、播放MIDI的声音文件， 音序器有以硬件形式提供的，目前大多为软件音 序器。音序器可捕捉MIDI消息，将其存入MIDI文 件，MIDI文件扩展名为 .MID。音序器还可编辑 MIDI文件。null(4). 合成器 MIDI文件的播放是通过MIDI合成器，合 成器解释MIDI文件中的指令符号，生成所需要 的声音波形，经放大后由扬声器输出，声音的 效果比较丰富。1). MIDI合成方式 MIDI合成方式主要有调频合成(FM)和波 形表合成(Wave Table)两种方式。调频合成方 式，其原理是根据傅立叶级数而来。波形表合 成的原理是ROM中已存储着各种实际乐器的声 音采样，合成时以查表方式调用这些 样本 保单样本pdf木马病毒样本下载上虞风机样本下载直线导轨样本下载电脑病毒样本下载 将其 还原回放。null2). 硬波形表合成与软波形表合成 硬波表合成方式的数字声音样本被保存 在ROM内或RAM(可动态更换)内。而软波表的数 字化样本保存于系统主存中，合成运算靠CPU 完成，最终的音频合成靠声卡上的WAVE合成器 来完成。 软波表实际上是针对合成MIDI音乐而开 发的一套软件，其主要作用是控制高速CPU来 完成波表MIDI合成器的部分功能。null 3. MIDI文件的特点 (1). 由于MIDI文件只是一系列指令的集合，因 此它比数字波形文件小得多，大大节省了 存储空间。 (2). 使用MIDI文件，其声音卡上必需含有硬件 音序器或者配置有软件音序器。 (3). MIDI声音适于重现打击乐或一些电子乐器 的声音，利用MIDI声音方式可用计算机来 进行作曲。 (4). 对MIDI的编辑很灵活，在音序器的帮助下， 用户可自由地改变音调、音色以及乐曲速 度等，以达到需要的效果。null 3 CD-DA唱盘 CD-DA(Compact Disk-Digital Audio)即 数字音频光盘。是光盘的一种存储格式，专门 用来记录和存储音乐。CD唱盘也是利用数字技 术(采样技术)制作的，只是CD唱盘上不存在数 字声波文件的概念，而是利用激光将0、1数字 位转换成微小的信息凹凸坑制作在光盘上，通 过CD-ROM驱动器特殊芯片读出其内容，再经过 D／A转换，把它变成模拟信号输出播放。null4 声卡 声卡是多媒体计算机必备的部件之一，用来 处理各种类型数字化声音信息。 1. 声卡的结构与功能 2. 声卡的安装 3. 安装测试 null 1. 声卡的结构与功能 声卡一般由Wave合成器、MIDI合成器、混 合器、MIDI电路接口、CD-ROM接口、DSP数字信 号处理器等组成。(1). Wave合成器 Wave合成器的模/数转换和数/模转换是声 卡上数据处理器件。(2). MIDI合成器 标准的多媒体计算机通过MIDI合成器播放 MIDI文件。null(3). 混音器 声卡上的混音器芯片可以对以下音源进行 混合：数字化声音(DAC)，调频FM合成音乐(FM) CD音频(CD-ROM)，线路输入(AUX)，话筒输入 (MIC)及PC声音输出(SPK)。(4). MIDI接口 声卡能够接收、录制及输出MIDI信号， MIDI接口完成电子音乐设备与声卡之间的信号 传输通道，通过软件控制可以将MIDI音乐设备 演奏，反之，也可以将电子音乐设备上演奏的 音乐录制成MIDI数据文件，在计算机中进行模 拟演奏或修改。null(5). CD-ROM接口 CD-ROM接口提供了从CD-ROM的CD-DA的输 出信号到声卡音源输入的通路，CD-ROM播放CD 唱盘的音频时，将音频信号直接通过声卡的功 放送到扬声器，通过调节声卡的音量控制，即 可控制CD唱盘的音量。(6). DSP数字信号处理器 用作对数字音频信号的实时压缩和解压 缩，以及用于语音朗读、语音识别等特殊音频 信号的处理。null 了解了声卡的组成及工作原理后，可总结 出声卡有以下主要功能： (1). 录制与播放波形音频文件。 (2). 编辑与合成波形音频文件。 (3). MIDI音乐录制和合成。 (4). 文语转换和语音识别。null 2. 声卡的安装 (1). 硬件安装 步骤1 关闭计算机电源，拔下供电电源和所有 外接线插头。 步骤2 打开机箱外壳，选择一个空闲的16位扩 展槽并将声卡插入扩展槽。 步骤3 连接来自CD-ROM驱动器的音频输出线到 声卡的CD IN针形输入线上； 步骤4 盖上机箱外壳，并将电源插头插回。 步骤5 声卡与其它外设的连接，按下页图进行。nullLINE INLINE OUTSPK OUTMIDI录音机、CD唱机等 线性输出话筒扬声器线性输入 立体声放大器 MIC INnull(2). 软件安装 对不同的声卡，软件的安装方法不完全相 同，需要按照说明书安装。 1). 安装驱动程序 声卡的驱动程序是控制声卡工作的必要程 序，不同的声卡驱动程序是不同的。 2). 安装应用程序 安装声卡的应用程序，例如混音器、录音 师和MIDI编辑软件等。null 3. 安装测试 声卡安装完成后，即可对声卡进行测试， 以检查声卡能否正常工作，可以使用 Windows 98的“媒体播放机”进行测试。如果测试 时，没有声音播出，可能有两种情况：一是插孔 接触不良，请检测扬声器插孔、音量开关等；二 是配置产生冲突，进入控制面板的“系统”设置查 看是否有冲突。null多媒体视频 凡是通过视觉传递信息的媒体，都属于视 觉媒体。视频是多媒体的重要组成部分，是人们 容易接受的信息媒体。包括静态视频(静态图像) 和动态视频(电影、动画)。通常，我们将静态视 频称“图像”，而用“视频”专指动态视频。 1 视频的彩色空间的表示及转换 2 模拟视频标准 3 数字视频 4 视频采集卡 返回null1 视频的彩色空间的表示及转换 在多媒体计算机中，常常涉及到几种不同 的色彩空间表示颜色。如计算机显示时采用RGB 彩色空间；彩色印刷时采用CMYK彩色空间；彩色 全电视信号数字化时采用YUV彩色空间；为了便 于色彩处理和识别，视觉系统又经常采用HSI彩 色空间。 1. 色彩的基本概念 2. 色彩空间的表示 3. 色彩空间的转换 null 1. 色彩的基本概念 颜色与光的波长有关，不同波长的光呈现 不同颜色。颜色具有三个特征：色调、亮度、 饱和度。 色调：表示颜色的种类，如红、黄、蓝等。色彩 取决于光的波长，是决定颜色的基本特征。 饱和度：是表示颜色的纯净程度，即色彩含有某 中单色光的纯净程度。它是按单色光中混入其它 色的比例来表示的。 亮度：是指色彩所引起的人眼对明暗程度的感觉 同一种色调的亮度会因光源的强弱产生不同的变 化，同一色调如加上不同比例的黑或白色混合后 亮度也会发生变化。null 2. 色彩空间的表示 (1). 计算机显视器RGB彩色空间 (2). 彩色印刷CMYK彩色空间 (3). 彩色电视YUV和YIQ彩色空间(4). HSI彩色空间 null(1). 计算机显视器RGB彩色空间 RGB 彩色空间又称加色法系统。RGB 彩色 空间采用三种基本颜色，即 RGB(红，绿，蓝)。 彩色显视器的输入需要RGB三个彩色分量，通过 三个分量的不同比例配合，在显示屏幕上合成 所需要的任意颜色，三种颜色均无时显示黑色。 在RGB彩色空间，任意彩色光F，其配色方 程可写成： F=r[R]+g[G]+b[B] 其中，r、g、b为三色系数，r[R]、g[G]、 b[B]为F色光的三色分量。任意一种色光，其色 度可由相对色系数中的任意两个唯一的确定。null(2). 彩色印刷CMYK彩色空间 CMYK彩色空间又称减色法系统。彩色印刷 采用靛蓝、品红、黄色和黑色四种油墨印刷各 种颜色，通常把这四种颜色简称CMYK。靛蓝、 品红、黄色三种颜色混合在一起时应呈黑色。 在现实中，把等量的靛蓝、品红、黄色油墨混 合在一起产生不是黑色而是深棕色。因此又加 入一些黑墨以打印真正的黑色。null(3). 彩色电视YUV和YIQ彩色空间 现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色 摄像机或彩色电荷耦合器件摄像机，把摄得的 彩色图像信号，经分色棱镜分成R0G0B0三个分量 的信号，分别经放大和校正得到RGB信号，再经 过矩阵变换电路得到亮度信号Y、色差信号R-Y 和B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进 行编码，用同一信道发送出去。这就是常用的 YUV彩色空间。 多媒体计算机中采用了YUV彩色空间，数 字化后通常为Y∶U∶V = 8∶4∶4或者是 Y∶U∶V = 8∶2∶2。null 美国、日本等国采用的NTSC制，选用了 YIQ彩色空间，Y仍为亮度信号，I、Q仍为色差 信号，但它们与U、V是不同的，其区别是色度 矢量图中的位置不同。 I、Q与V、U之间的关系可以表示成： I=Vcos33o–Usin33o Q=Vsin33o+Ucos33o 选择YIQ彩色空间的好处是，人眼的彩色 视觉特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化 的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能 力最弱。在色度矢量图中，人眼对于处在红、 黄之间，相角为123o的橙色及其相反方向相角 为303o的青色，具有最大的彩色分辨力。null(4). HSI彩色空间 在HSI彩色空间中，人们常用H、S、I参数 描述颜色特性，其中H表示色调，S表示颜色的饱 和度，I表示光的强度。HSI彩色空间能够减少彩 色图像处理的复杂性，而且更接近人对色彩的认 识和解释。null 3. 色彩空间的转换 (1). RGB与YUV和YIQ之间的转换 彩色摄像机最初得到的是经过y校正的RGB 信号，为了和黑白电视机兼容及压缩编码，在传 送过程中包含亮度信号和色差信号，亮度方程简 化如下： Y=0.3R+0.59G+0.11B 三个色差信号B-Y，R-Y，G-Y中有两个是独 立的，另一个可用亮度方程和两个色差信号通过 运算得到。null3 数字视频 视频数字化是指以一定的速度对模拟视频 信号进行捕获、处理生成数字信息的过程。 1．数字视频标准 2．数字视频的压缩 3．数字视频的特点 null 1．数字视频标准 模拟视频的数字化主要包括色彩空间的 转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。模 拟视频一般采用分量数字化方式，先把复合视 频信号中的亮度和色度分离，得到YUV或YIQ分 量，然后用三个模／数转换器对三个分量分别 进行数字化，最后再转换成RGB空间。 为了在PAL、NTSC和SECAM电视制式之间 确定共同的数字化参数，国家无线电咨询委员 会(CCIR)制定了广播级质量的数字电视编码标 准，称为CCIR 601标准。null(1). 采样频率为f s =13.5MHz。这个采样频率正 好是PAL、SECAM制行频的864倍，NTSC制行频的 858倍，可以保证采样时采样时钟与行同步信号 同步。(2). 分辨率与帧率见下表(3). 按照采样率为13.5MHz、采样格式4︰2︰2 采样，8位量化，计算出数字视频的数据量为： 13.5(MHz)×8(bit)＋2×6.75(MHz)×8(bit)= 27 Mbyte / snull 2．数字视频的压缩 视频信息的原始数据存在帧内“空间相关” 和相邻帧间“时间相关”，使原始数据存在大量 的数据冗余。另外，人类视觉、听觉器官具有 某些不敏感性，如对色彩亮度敏感而对色调分 辨力弱等因素，以至于可对某些原非冗余的数 据进行压缩，从而可大幅度地提高压缩比。 目前视频压缩编码方法有多种，其中最有 代表性的是MPEG数字视频格式和AVI数字视频格 式。各种压缩编码算法可用软件、硬件或软硬 件结合的方法来实现。null 3．数字视频的特点 数字视频可以无失真地进行无限次拷贝，而 模拟视频信号每转录一次，就会有一次误 差积累，产生信号失真。 模拟视频长时间存放后视频质量会降低，而 数字视频便于长时间的存放。 可以对数字视频进行非线性编辑，并可增加 特技效果等。 数字视频数据量大，在存储与传输的过程中 必须进行压缩编码。null 4 视频采集卡 视频采集卡又称视频捕获卡，是对模拟视 频图像进行捕捉并转化为数字信号的工具。 1. 视频采集卡的功能 2. 视频采集卡的工作原理 3. 视频采集卡的安装 null 1. 视频采集卡的功能 视频采集卡的主要功能是从动态视频中实 时或非实时捕获图像并存储。它可以将摄像机、 录像机和其它视频信号源的模拟视频信号转录到 计算机内部，也可以用摄像机将现场的图像实时 输入计算机。视频采集卡能在捕捉视频信息的同 时获得伴音，使音频部分和视频部分在数字化时 同步保存、同步播放。 视频采集卡不但能把视频图像以不同的视 频窗口大小显示在计算机的显示器上，而且还能 提供许多特殊效果，如冻结、淡出、旋转、镜像 等。null 2. 视频采集卡的工作原理 视频采集卡的结构如下图所示。null 3. 视频采集卡的安装 (1). 硬件安装 步骤1 关闭计算机及所有外围设备的电源，并 拔去电源插头。 步骤2 触摸计算机金属外壳并使自己接地，从 而放掉身上的静电。 步骤3 打开主机箱。 步骤4 将视频采集卡插入到主板上16位插槽内 再用螺钉把视频采集卡紧固在机箱上。 步骤5 将机箱重新安装好。 步骤6 视频采集卡与视频信号源的连接如下页 图所示。null(2). 软件安装 视频卡在硬件安装完成之后，开机 Windows 98就会自动地显示找到一个新设备，支 持即插即用的采集卡可使用安装向导安装驱动程 序。驱动程序安装完毕后再安装视频捕捉应用软 件。