多媒体课件第2章.ppt

2.1 信息表示与编码 2.2 常用的数据压缩技术 2.3 静态图像压缩标准 JPEG 2.4 运动图像压缩标准 MPEG 2.5 视听通信编码解码标准H.261 2.6 声音压缩技术 2.1 信息表示与编码 2.1.1 数据和信息 1. 数据是用来记录和传递信息的，是信息的 载体。传统上用模拟方式表示声音和图像信息。 模拟信号： 是将源信号的一些特征未经编码直接通过载波的方式发出，是连续的。 例1：彩色静态图像(RGB) 设分辨率为512?512 每一个颜色分量用8bit表示 即R用8bit 256级别表示 G用8bit 256级别表示 B用8bit 256级别表示 则一幅彩色静态图像的数据量为 512?512 ?3 ?8 bit = 6Mbit 视频以25帧/秒为例 2. 巨大的数据量带来的压力 存储器的存储容量 通信干线的信道传输率 计算机的速度 媒体数据的存取 数字化处理的关键问题－数据压缩 实用化的关键：去除数据的冗余性。 2.1.2 数据冗余的类别 1) 信息量：指从N个等可能的事件中选出一个事件所需要的信息度量或含量。 例：从1-64中选定某一个数所需要的信息量： log264 = 6 bit 设从N个事件中选中某一事件的概率为Pi ，假定任一事件的概率都相等，定义信息量： Ii = log2N = -log21/N = -log2Pi = I (Pi) 例如， 英文字母编码码元长为7bit， 即b(x0)=b(x1)= … =b(xK-1)=7， 这样d必然大于H， 由此带来的冗余称为信息熵冗余或编码冗余。 2.1.3 数字图像编码技术 颜色的生成 1) 显示用RGB相加混色模型。 Red (红) Green (绿) Blue (蓝) 2) 打印用CMYK相减混色模型。 　　 CMYK 是一种以色料三原色为基础的减光混色系统，由青 (Cyan) 、洋红 (Magenta) 、黄 (Yellow) 及黑色所组成。CMYK 当中的「K」不但代表黑色，它同时也表示关键色 「Key」 的意思，所以不用 Black 的字母 B 来代表。 　　 CMYK 模式是目前彩色印刷的首选模式。 理论上，将相同比例的青、洋红及黄色混合，应该会得出黑色。但事实上，由于黄色的光亮度较另外两色为高，所以混合后光亮度会被明显提高，令最终颜色变为深灰，而不是黑色。于是，为了将 CMYK 模式有效地运用于彩色印刷上，有必要在 CMYK 模式的基础上加上黑色。这就是所谓 CMYK 颜色模式。 　　 对数码摄影而言，CMYK 模式则是由 4 幅 8 bit 的灰阶影像（青、洋红、黄、黑）叠合而成，产生 32 bit 的影像。在印刷工业需要采用 CMYK 彩色模式，以做到 4 色分离，以便制版。因此，为印刷制版而准备数码影像档案之前，必须先将 RGB 档案转换成 CMYK 档案。 2.颜色的表示 —— 彩色空间及其变换 RGB模型 HSI模型 YUV模型 YIQ模型 CMYK模型 RGB彩色空间 R、G、B是彩色最基本表示模型，也是计算机系统中所使用的彩色模型。 RGB5：5：5方式 用2个字节表示一个像素，具体位分配见图2.1。 图2.1 RGB5：5：5方式 RGB8：8：8方式 R、G、B三个分量各占一个字节。 HSI模型 YUV彩色空间 Y为亮度信号，U、V是色差信号(B-Y，R-Y)。 (中、德）电视系统PAL（Phase Alternating Line)制式彩色空间即为YUV。优点是亮度和色差信号分离，容易使彩色电视系统与黑白电视信号兼容。 国际无线电咨询委员会根据实验认为采用双倍度采样4：2：2方案效果较好， 提出CCIR601标准。 变换公式（YUV--RGB） Y = 0.299*R + 0.587*G+ 0.114*B； U =-0.169*R - 0.332*G+ 0.500*B； V = 0.500*R + 0.419*G - 0.081*B YIQ彩色空间 广播电视系统另一种常用的亮度与色差分离的模型。 （美）NTSC（National Television Systems Committee)制式彩色空间即为YIQ。这里Y是亮度， I和Q共同描述图像的色调和饱和度。 变换公式(YIQ---RGB) Y =0.299*R+ 0.587*G+ 0.114*B I =0.211*