計算機應用基礎—多媒體技術（一）_蕭風的博客-CSDN博客
二、影像與圖形及應用
(一）影像
(一
)
定義：從現實世界中
通過數字化設備（掃描儀）獲取的圖
(二
)
又名：取樣影像、
點陣影像、位圖影像
(三
)
影像數字化程序：
1.
掃描
：將畫面劃分為
M x N
個網格，每個網格稱為一個取樣點
，
2.
分色
：將彩色影像取樣點的顏色分解成三個基色
3.
取樣
：測量每個取樣點每個分量（基色）的亮度值
4.
量化：對取樣點每個分量的亮度值進行
A
／
D
轉換
(四
)
數字影像獲取設備：
1. 例如：掃描儀、數碼相機等
2. 基本原理：通過光敏器件（CMOS
或
CCD
）將光的強弱轉換為電流的強弱，然后通過取樣、
量化等步驟，進而得到數字影像
3. 可以通過引數設定，得到彩色影像或黑白影像
(五
)
影像的主要引數：
1. 影像大小（影像解析度）
（1) 垂直解析度：矩陣的行數
水平解析度：矩陣的列數
（2) 像素總數=垂直解析度
X
水平解析度
A. 像素：每個取樣點
B. 像素是組成取樣影像的基本單位
(3) 若影像超過了螢屏（或視窗）大小，則只能顯示影像的一部分，使用滾動條可看到全部
影像，
2. 顏色空間的型別（顏色模型）：
(1) 定義：指彩色影像所使用的顏色描述方法
(2) 常用的顏色模型：
RGB
、
CMYK
、
HSB
、
YUV
等
（顏色模型可以相互轉換）
3. 像素深度：
(1)
黑白
或灰度影像用
1
個
矩陣表示
，
彩色影像用多個（一般為
3
個）矩陣表示.
(2) 定義：像素的所有顏色分量的二進位數之和
(3) 意義：決定了不同顏色（亮度）的最大數目
(4) 若 R 4b、G 4b
、
B 4b
，則最大顏色數目為
4096
(六
)
影像資料量
=
影像水平解析度×影像垂直解析度×像素深度／
8
(七
)
數字影像應用：可視電話、衛星遙感、計算機斷層攝影（
CT
）
(八
)
影像壓縮
1. 可行性：影像中資料相關性很強，人眼的視覺有一定的局限性
2. 方法：
(1) 影像壓縮方法很多，不同方法適用于不同的應用，一臺計算機能使用多種壓縮方法，
(2) 優劣評價標準：
適用范圍、
壓縮倍數的大小、重建影像的質量
（有損壓縮時）、
壓縮算
法的復雜程度
(九
)
常用影像檔案格式
1. BMP：Windows
使用的標準影像格式，幾乎所有
Windows
應用軟體都支持
2. TIF：大量用于
掃描儀和桌面出版
3.
GIF
：壓縮比（無損壓縮）可調，檔案特別小——顏色數較少（不超過
256
色），常用于色彩
數要求不高的場合作為插圖、剪貼畫等使用，支持透明背景，具有
漸進顯示
功能，形成
影片
效果
，適合網路傳輸
4.
JPEG
：適用范圍最廣（國際標準）、
可支持
有損
壓縮
、
主要應用領域之一是數碼相機，
5.
JP2
：特別采用了小波分析等先進演算法
，
比
JPEG
好
，
更適合網上傳輸
(十
)
影像處理
1. 目的：
影像分析、提高影像的視感質量、影像復原和重建
2. 通用影像處理軟體的基本功能：影像的縮放顯示、調整影像的亮度與對比度等、在圖片上制
作文字等，并與影像融為一體
3. 數字影像處理軟體：
PhotoShop
、
Microsoft Photo Editor
、
PhotoImapact
（二）圖形
(一
)
定義：使用計算機合成制作的圖
(二
)
又名：矢量圖形
(三
)
程序：使用計算機描述真實（假象）景物的結構、形狀與外貌，在需要顯示影像的時候，再根據
其描述和用戶的觀察位置及光線的設定，生成該景物的影像，
(四
)
計算機圖形學
CG
：研究如何使用計算機描述景物并生成其影像的原理、方法與技術
(五
)
程序模型
/
演算法模型：根據景物的生成規律，并使用相應的演算法來描述其規律所建立的模型（如描
述樹木、花草、煙火、毛發、山脈等）
(六
)
使用計算機合成影像的主要優點：
1. 能生成實際存在的具體景物的影像和假想或抽象景物的影像
2. 能生成靜止影像和各種運動、變化的動態影像
3. 圖形檔案中只記錄生成圖的演算法和圖上的某些特征點，資料量較小
(七
)
計算機合成影像的應用：
1.
計算機輔助設計、
設計繪制電路圖（最直接的應用）
2. 設計制作石油開采地形圖
3. 制作天氣圖等
4. 計算機影片
(八
)
矢量繪圖軟體：
AutoCAD
、
CorelDraw
、
Illustrator
、
FreeHand
、
Microsoft Visio
三、波形聲音的獲取與播放
(一
)
聲音信號的數字化：
1. 定義：將模擬聲音信號轉換成二進制數字編碼形式以便于計算機進行處理的程序
2. 程序：
（1) 取樣
A. 聲音是一種波，它由許多不同頻率的諧波組成，諧波的頻率范圍稱為聲音的帶寬，
（a) 全頻帶聲音：20Hz～20KHz
（b) 言語/語音：人說話的聲音，約為 300～3400Hz
B.
語音
的取樣頻率
8KHz
、音樂的取樣頻率
40KHz
以上
（2) 量化
A. 本質：AD 轉換
B. 量化精度越高，聲音的保真度越好，噪音越低
（3) 編碼
A. 經過取樣和量化后的聲音，還必須按照一定的要求進行編碼
B. 目的：減少資料量，并按某種格式將資料進行組織
C. IP 電話語音信號需要進行資料壓縮
3. 波形聲音獲取設備：
（1)
麥克風
：將聲波轉換為電信號
（2) 聲卡
A. 功能：波形聲音的獲取與
數字化
、聲音的
重建
與播放、
MIDI
（樂器指令數字化介面）
聲音的
輸入
、
MIDI
聲音的
合成
與播放
B.
聲卡以數字信號處理器
DSP
為核心
，它在完成數字聲音的編碼、解碼及聲音編輯操
作中起著重要的作用，
C. 聲卡能通過話筒輸入、線路輸入，獲取單、雙聲道聲音
D. 隨著大規模集成電路技術的發展，不少 PC 機的聲卡已經與主板芯片組集成在一起，
不再需要做成獨立的插卡，
（3) 數碼錄音筆
(二
)
聲音重建：
1. 程序：解碼、
數模轉換
、插值
2. 播放程序中必須借助于安裝在聲卡上的
數字信號處理器
DSP
轉換為波形信號
3. 音箱一般通過
聲音卡
與主機相連接
(三
)
波形聲音的碼率 ＝
取樣頻率
×
量化位數 ×
聲道數
1. CD 唱片的碼率＝44.1 kHz
×
16 bits
×
2
＝
176.4
KB/s
2. CD 唱片 1
小時的資料量＝
176.4KB/s
×
60
×
60
＝
635040KB
＝
635MB
(四
)
全頻帶聲音的壓縮編碼
1. MP3 音樂= MPEG-1 audio
層
3
2. 通過專門的軟體可以將
WAV
檔案轉換成
MP3
格式
3. 在移動通信和 IP 電話中，由于信道的帶寬較窄，需要采用更有效的語音壓縮編碼方法，
(五
)
計算機合成聲音
1. 語音合成：
（1) 定義：根據語言學和自然語言理解的知識，使計算機模仿人的發聲，自動生成語音的過
程，
（2) 目前水平~
文語轉換
TTS
：按照文本（書面語言）進行語音合成的程序
（3) 應用：電話資訊查詢、語音秘書、殘疾人服務（
有聲
E-mail
服務、有聲文稿校對）
等
2. 音樂合成：
（1) 聲卡上的音源：調頻合成器、波表合成器
（2) MIDI 檔案（*.mid）
A. 定義：使用 MIDI 規范表示的音樂
（
MIDI
檔案中記錄的是樂譜）
B.
播放：由
PC
機中的聲卡合成，
由
Windows
的媒體播放器軟體播放
（
音樂質量受聲
卡檔次影響
）
C.
優點：檔案的
資料量很少
（比
CD
少
3
個數量級，比
MP3
少兩個數量級）
D. 缺點：可表示的音樂不夠豐富、
無法合成出所有各種不同的聲音
（例如語音）
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/431466.html
標籤：AI
上一篇：TensorRT 筆記 - 在 Conda 虛擬環境中安裝
下一篇：R語言dplyr包通過資料列的索引重命名資料列實戰（Rename Column by Index Position）