1、多媒体信息编码
将声音、图像、图形、视频转化为二进制代码存储的过程叫数字化。
将这些连续、平滑变化的模拟量转化为数字化信息,需要通过一定的传感器来进行量化,从而实现
数模转换。
各种传感器:
1、声音的数字化:
声音是一种波,声波通过空气的振动传递到人的耳膜,引起振动,形成听觉效果。是一种模拟信号。
如何将模拟信号转化成数字信号呢?
基本方法: 采样、量化
采样: 按一定的频率,每隔一段时间,测得模拟信号的模拟量的值。(如图)
量化: 将测得的模拟量值归入一个量化区域,把值转化为二进制代码。(如图)
数字声音的质量取决于采样频率和量化分级的
2、细密程度。采样频率越高,量化的分辨率越高,所得数字化声音的保真程度也越好,但是它的数据量也会越大。
一般CD采样频率为44.1KHZ,立体声为双声道。
例如: CD采用44.1KHZ的采样频率,16位量化分辨率,立体声双声道,每秒的数据量是多少字节?
分析:16位量化分辨率,是每个测试点采用16位二进制数表示,即每个点存储信息需要占用2个字节。
(1字节=8位)
数据量: 44100*2*2=176400字节。
练习:
采用30HZ的采样频率,8位量化分辨率的声音,每分钟的数据量是多少字节?
2、图像和视频的数字化
使用扫描仪、数码相
3、机、摄像头等进行图像和视频数字化。
图像的数字化:
将图像分解为许许多多的点,每个点称为“像素”,再把每个点转化为二进制代码存储。类似玩拼图。
黑白图像的数字化:
例如1:一幅分辩率为800*600的黑白图像,存储时需要多少字节空间?
分析:
分辨率为800*600的图像,其水平方向单元格为800,垂直方向单元格 为600,所以总单元格数量为800*600=480000。
因为是黑白图像,一个单元格需要一个位来存储,所以总存储量与总单元格数量相同。即需要480000位来存储。
又因为1字节=8位,所以换算成字节是480000/8=60000字节。 所以一
4、幅分辩率为800*600的黑白图像,存储时需要60000字节空间。
练习1:一幅分辩率为1024*768的黑白图像,存储时需要多少字节空间?
灰色图像的数字化:
每一个像素的灰色程度不同,需要更多的二进制位来表示。
例如2:
假如一幅800*600图像具有256级灰度,存储需要多少字节?
分析:
此图像为256级灰度,每一个像素点的色彩深浅是256种灰度中的一种,要表达256种编码需要
8位长度的二进制编码。(28=256)也就是说一个像素存储时需要8位,刚好占用1字节来存储。
所以储存量为800*600*8/8=480000,即总存储量等于
5、480000字节。
练习2:
假如一幅800*600图像具有16级灰度,存储需要多少字节?
彩色图像的数字化:
每个像素点信息量更多,每个像素点可以使用3个字节来表示,每个字节分别表示红、绿、蓝成分,那么
可以表示16777216中颜色的组合。(256*256*256)
例如:
一幅1024*768的彩色图像,每个像素使用3个字节,则存储占用多少多少字节?
分析: 存储量:1024*768*3=2359296
练习3: 一幅800*600的彩色图像,每个像素使用4个字节,则存储占用多少多少字节?
视频的数字化:
视频是由连续的图像帧组成的。将连续每个图像帧的存储量求和就是视频的总存储量。
我国采用PAL制,每秒钟显示25帧。
例如:分辨率为720*576的PAL制式的彩色视频,10秒钟长的视频存储需要多少字节?
分析:
720*576*3*25*10=300MB
四、数据的压缩
多媒体信息的数据量是非常大的,必须要对其进行数据的压缩才能被广泛应用。
JPG图像格式压缩、MP3音频格式的压缩、MPEG-I、MPEG-II视频格式压缩等,这种方式的压缩是保存重要的信息,而丢弃一些信息数据为代价的,所以称为“有损压缩”。