04-数据压缩技术.ppt

多媒体技术 第4章 数据压缩技术 多媒体技术的核心是计算机实时地综合处理声音、文字、图形、图像等信息 为此，必须对信息进行数字化，即把那些在时间和幅度上连续变化的声音、图形和图像信号，转换成计算机能够处理的、在时间和幅度上均为离散量的数字信号 这个过程，称为多媒体数据编码 第4章 数据压缩技术 在信息论思想的指导下，以压缩码率作为主要目标，出现了一些离散信源的最佳编码 20世纪90年代以来，移动通信等的无线接入和多媒体技术的大量引入，受频带限制，迫使人们采用压缩编码，这又给信源编码技术注入了新的动力 数据压缩技术的应用已经有了一些封装性很好的软件工具和方法 第4章 数据压缩技术 多媒体信息的计算机表示 数据压缩编码技术 数据压缩编码标准 第4章 数据压缩技术 图像、视频画面质量和听觉效果取决于视频、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题 高效实时地压缩音频和视频信号的数据量是多媒体技术的关键。压缩的目的是要减少多媒体信息的存储量和传输量 不同媒体信息量的比较 文本。若屏幕分辨率为640×480，字符为8×8点阵,每个字符占2个字节，满屏字符数据存储量为76.8KB 图像。一帧640×480分辨率伪彩图像 (8bit/像素) 的数据存储量为409.6KB；一帧同样大小的真彩图像 (24bit/像素) 数据存储量为：1.23MB 音频。人正常说话时音频保真数据存储量为64KB；高质量音频 1 秒的数据存储量为1.41MB，600MB标准光盘中能存放约1小时左右的数据 视频。一般彩色电视图像信号 1 秒的数据存储量达到99.2MB，600MB标准光盘中能存放约40秒 4.1 多媒体信息的计算机表示 多媒体信息的主要类型 (文件格式) 有： 文字或文本 (txt、rtf、doc、dot、wps等) 声音 (语音/音响：wav、mid、mp3) 图形、图像 (图片/矢量图/位图等) 视频 (avi、mpg等) 动画 不同格式的音乐或图像可通过工具软件转换 WAV文件：Windows的标准数字音频，记录了对实际声音进行采样的数据 能够重现各种声音 通过OLE技术，wav文件可以嵌入其他Windows 应用系统中 波形文件记录的是数字化音频信号，因此可由计算机对其进行处理和分析，如放慢或加快放音速度，声音重新组合或抽取出一些片断单独处理等 主要缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录 MIDI文件：计算机产生声音 (特别是音乐) 的另一种方式，可以满足长时间音乐的需要 MID并不记录声音本身 (不对音乐进行采样) ，而是将每个音符记录为一个数字 MIDI标准规定了各种音调的混合及发音，通过输出装置就可以将这些数字重新合成为音乐 同样半小时的立体声音乐，MID文件只有200KB左右，而 WAV文件则要差不多 300MB MIDI格式的主要限制是：缺乏重现真实自然声音的能力 MIDI只能记录标准所规定的有限种乐器的组合，而且回放质量受声卡上合成芯片的限制，难以产生真实的音乐演奏效果 近年流行的声卡普遍采用波表法进行音乐合成，使MIDI音乐的质量大大提高 (效果接近CD音质) 标准的Windows图形图像基本位图格式，Windows的图像资源多数以BMP格式存储 绝大多数图形图像软件都支持BMP文件格式 BMP文件有压缩和非压缩之分，一般作为图像资源使用的BMP文件都是不压缩的 BMP支持黑白图像、16色和256色的伪彩色图像以及RGB真彩色图像 JPG 格式 JPG格式的最大特点是文件非常小，而且可以调整压缩比，适用要处理大量图像的场合 JPG文件的显示比较慢，仔细观察图像的边缘可以看出不太明显的失真 JPG是一种有损压缩的静态图像文件存储格式，压缩比可以选择，支持灰度图像、RGB真彩色图像和CMYK真彩色图像 GIF 格式 即图形交换文件格式 (Graphics Interchange Format) GIF压缩图像存储格式支持黑白图像、16色和256色的彩色图像，目的是便于在不同的平台上进行图像交流和传输 GIF是使用 LZW 压缩方法的主要图像文件格式，文件压缩比较高，文件长度较小 AVI 文件 Windows使用的视频文件格式，较流行 AVI文件将视频和音频信号混合交错地存储在一起，较好地解决了音频信息与视频信息同步的问题 一般可实现软回放每秒播放15帧，具有从硬盘或光盘播放、在内存容量有限的计算机上播放、快速加载和播放以及高压缩比、高视频序列质量等特点 AVI 文件 AVI实际上包括两个工具 视频捕获工具 视频编辑、播放工具，一般软件中大都只包含播放工具 AVI文件使用的压缩方法有好几种，主要使用有损的压缩方法，压缩比较高 MPG文件 全屏幕活动视频的标准文件格式，也称为系统文件或隔行数据流 使用MPEG方法进行压缩的全运