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1、多媒体计算机基础知识多媒体计算机基础知识 教学要求 掌握多媒体信息处理基础知识 多媒体技术的概念 ；多媒体应用中的媒体元素 多媒体信息处理的关键技术 多媒体计算机系统的组成 多媒体计算机的硬件系统 多媒体计算机的软件系统 计算机病毒基础知识 病毒的特征；病毒的分类；病毒的预防主要内容：多媒体信息处理基础知识多媒体信息处理基础知识1.1多媒体计算机系统的组成1.2计算机病毒基础知识1.3多媒体计算机基础知识多媒体计算机基础知识 1.1多媒体信息处理基础知识多媒体（Multimedia ）技术是集文字、声音、图形、图像、视像和计算机技术于一体的综合技术。 一、一、多媒体技术的概念多媒体技术的概念
2、（一）（一） 媒体及其分类媒体及其分类媒体是信息标识和传输的载体。媒体在计算机领域可分为以下五类（国际电报电话咨询委员会(CCITT)对媒体的分类 ）。感觉媒体感觉媒体（Perception MediumPerception Medium）感觉媒体是直接作用于感知器官的，能直接感觉的媒体，如人类的各种语言，各种声音、音乐、图形、图像、视像、文字等等。表示媒体（表示媒体（ Representation Medium Representation Medium ） 表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为构造出来的一类媒体。它是将感觉媒体数字化，主要指各种编码，如语言编码、文本编码、图像编码等
3、。表现媒体（表现媒体（ Presentation Medium Presentation Medium ）表现媒体是感觉媒体与计算机之间的界面，如键盘、摄像机、话筒、显示器、打印机等。存储媒体存储媒体（Storage MediumStorage Medium） 存储媒体用于存储表示媒体，及存储感觉媒体数字化之后的代码。常用的存储媒体有磁盘、磁带、光盘和半导体存储器等。传输媒体传输媒体（Transmission MediumTransmission Medium） 传输媒体是用来传送媒体的物理载体，如双绞电缆、同轴电缆、光纤电缆、微波、红外线、卫星信道等。（二）（二） 多媒体及其主要特征多媒体及
4、其主要特征多媒体系统强调以下三大特征：集成性、交互性和数字化特征。集成性是指可对文字、图形、图像、声音、视像、动画等信息媒体进行综合处理，达到各种媒体的协调一致。交互性是指人能方便地与系统进行交流，以便对系统的多媒体处理功能进行控制。数字化特性是指各种媒体的信息，都以数字形式(即转换为“0”和“1”的方式)进行存储、处理和传输，而不是传统的模拟信号方式。二、多媒体应用中的媒体元素 （一）文本（一）文本(Text)文本是指各种文字，包括各种字体、尺寸、格式及色彩的文字。文本是计算机文字处理的基础，也是多媒体应用程序的基础。通过对文本显示方式的组织，多媒体应用系统可以使显示的信息形式多样化、更易于
5、理解。文本的多样化主要是通过文字的属性，如格式(style)、对齐方式(align)、字体(font)、大小(size)、颜色(color)以及它们的各种组合而表现出来的。（二）二）图形图形(Graphic)和静态图像和静态图像(Still Image)图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图，也称矢量图(vector graphic)。图形主要由直线和弧线(包括圆)等线条实体组成，直线和弧线比较容易用数学的方法来表示。计算机中图形的表示常常使用“矢量法”而不是采用位图来表示，从而使其存储量大大减少，也便于绘图仪输出时的操作。静止图像在计算机中难以用矢量来表示，基本上只能用点阵来表示，
6、其元素代表空间的一个点，称之为像素(pixel)，这种图像也称位图。 位图中的位(bit)用来定义图像中每个像素点的颜色和亮度。对于黑白图像常用1个二进制的位来表示；对灰度图像常用4个二进制的位(16种灰度等级)或8个二进制的位(256种灰度等级)表示该点的亮度； 彩色图像可按照颜色的数目来划分，例如256色图像和真彩色(22416 777 216种颜色)等。 图形技术的关键是图形的生成与再现，而图像的关键技术是图像的扫描、编辑、压缩、快速解压和色彩一致性再现等。图像处理时一般要考虑四个因素：分辨率分辨率分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 屏幕分辨率：指计算机显示屏幕显示图像的最大显示区，
7、以水平和垂直像素点表示，普通PC计算机VGA模式的全屏幕显示共有640像素/行480行=307200像素点。图像分辨率：指数字化图像的大小，以水平和垂直像素点表示。但图像分辨率和屏幕分辨率是两个截然不同的概念。例如，在640480个像素点的显示屏幕上显示320240个像素点的图像，“320240”即为图像分辨率。图像灰度图像灰度图像灰度是指每个图像的最大颜色数，屏幕上每个像素都用一个或多个二进制位描述其颜色信息。如单色图像的灰度为1位二进制码，表示亮与暗；每个像素用4个二进制位编码，表示支持16色；8位支持256色；若采用24个二进制位表示一个彩色像素，则可以得到颜色数为万种，称为百万种颜色的
8、“真彩色”图像。 图像文件大小图像文件大小图像文件的大小用字节数来表示，其描述方法为：(水平像素数垂直像素数灰度位数)/8。 而一张3英寸5英寸的彩色相片，经扫描仪扫描进入计算机中成为数字图像，若扫描分辨率达1200DPI(点/英寸)，则数字图像文件的大小为： 5120031200248 =64800000B62MB图像文件类型图像文件类型图像数字化后，可以用不同类型的文件保存在外部存储器中。最常用的图像文件类型有如下几种：.BMP：BMP 是bitmap的缩写，即位图文件。它是图像文件的原始格式，也是最通用的，其存储量极大。举例.JPG：JPG 应该是JPEG，代表一种图像压缩标准。这个标准
9、的压缩算法用来处理静态图像，去掉冗余信息，比较适合用来存储自然景物的图像。它具有两大优点：文件占据的存储空间小，具有较强的表示24位真彩色的能力；而且可用参数调整压缩倍数，以便在保持图像质量和争取文件尽可能小两个方面进行权衡。新的适合互相交换的JPEG文件格式则使用.JIF作为扩展名。举例.GIF：是非常普遍的图像格式，适合在网上传输交换。GIF文件格式采用了LZW压缩算法来存储图像数据，GIF文件允许用户为图像设置背景的透明(transparency)属性。此外，GIF文件格式可在一个文件中存放多幅彩色图形/图像。如果在GIF文件中存放有多幅图，它们可以像演幻灯片那样显示或者像动画那样演示。
10、举例.TIF：这是一个作为工业标准的文件格式，应用也较普遍。此外，还有较常用的.PCX， .PCT，.TGA，.PSD等许多格式。（三） 视频(Video)视频图像(video)是一种活动影像，是利用人眼的视觉暂留现象，将足够的画面(frame，帧)连续播放，只要能够达到每秒20帧以上，人的眼睛就察觉不出画面之间的不连续性。电影是以每秒24帧的速度播放，而电视则依视频标准的不同，播放速度有25帧/秒(中国用)和30帧/秒(北美用)之分。活动影像如果帧率在15帧/秒之下，则将产生明显的闪烁甚至停顿；相反，若提高50帧/秒甚至100帧/秒，则感觉到图像极为稳定。视频影像文件的格式在PC中主要有三种
11、：.AVI：AVI(audio video interleaved 声音/影像交错)，Windows所使用的动态图像格式，不需要特殊的设备就可以将声音和影像同步播出。这种格式的数据量较大。举例.MPG：MPG是MPEG(Motion Photographic Experts Group，活动图像专家组)制定出来的压缩标准所确定的文件格式，供动画和视频影像用。这种格式数据量较小。举例.ASF：ASF是微软公司采用的流式媒体播放的格式(advanced stream format)，比较适合在网络上进行连续的视像播放。举例视频图像输入计算机是通过摄像机、录像机或电视机等视频设备的AV输出信号，送至
12、PC机内视频图像捕捉卡进行数字化而实现的。数字化后的图像通常以.AVI格式储存，如果图像卡具有MPEG压缩功能，或用软件对.AVI进行压缩，则以.MPG格式储存。新型数字化摄像机可直接得到数字化图像，则不再需要通过视频捕捉卡，而直接通过PC 的并行口、SCSI口或USB口等数字接口，输入给计算机。（四）（四） 音频音频(Audio)(Audio)声音用一种模拟的连续波形表示，如图所示。波形可以用两个参数来描述：振幅和频率。振幅的大小表示声音的强弱，频率的大小反映了音调的高低，或是尖细或是低粗。频率是每秒振动次数，它与周期互为倒数。频率的单位为Hz(赫兹)，1Hz表示每秒振动1次。由于声音是模拟
13、量，需要通过采样将模拟信号数字化后才能利用计算机对其进行处理。声音数字化的质量与采样频率、量化精度和声道数密切相关。采样频率采样频率采样频率等于波形被等分的份数，份数越多(即频率越高)，质量越好。声音的频率范围为2020kHz，如上节所述，在对它进行数字化转化时，采样频率不应低于40kHz，在多媒体技术中常用的标准采样频率为44.1kHz。 采样精度采样精度采样精度，即每次采样的信息量。采样通常通过模/数转换器(Analog/Digital)将每个波形垂直等分，若用8位A/D转换器，可把采样信号分为256等分；而用16位A/D转换器，则可将其分为216=65536等分。显然后者比前者音质好。声
14、道数声道数声道数即为声音通道的个数。一般分为单声道和多声道。为了取得立体声音响效果，有时需要进行“多通道”录音，最起码有左右两个声道(这就是通常意义上的立体声道)，较好的则采用5.1或7.1声道的环绕立体声。所谓5.1声道，是指含左、中、右、左环绕、右环绕五个有方向性的声道，以及一个无方向性的低频加强声道。采样频率越高，量化精度越高，声道数越多，则声音质量就越好，而数字化后的数据量也就越大。例如，在采用44.1kHz采样，精度为16位(即2字节)，左右2个声道的情况下，每秒声音所占数据量为： 44.1k次/秒2字节/次2(声道)=176.4kB/s声音文件由多种格式，目前常用的有四种：波形音频
15、文件波形音频文件(WAV)(WAV)是PC机常用的声音文件，它实际上是通过对声波(wave)的高速采集直接得到的，无论声音质量如何，该文件所占存储空间都很大。举例数字音频文件数字音频文件(MID)(MID)MIDI(Musical Instrument Digital Interface，音乐设备数字接口)指音乐数据接口，MIDI文件存储的是命令，而不是声音波形；容易编辑，生成的文件比较小 。举例光盘数字音频文件光盘数字音频文件(CD-DA)(CD-DA)其采样频率为44.1kHz，每个采样使用16位存储信息。压缩存储音频文件压缩存储音频文件(MP3)(MP3)MP3(MPEG-1 audio
16、 layer-3)是根据MPEG-1视像压缩标准中，对立体声伴音进行第三层压缩的方法所得到的声音文件，它保持了CD激光唱盘的立体声高音质，压缩比达到12:1。（五）（五） 动画动画(Animation)(Animation)动画也是一种活动影像，最典型的是“卡通”片。它与视频影像不同的是：视频影像一般是指生活上所发生的事件的记录，而动画通常指人工创作出来的连续图形所组合成的动态影像。举例（六）（六） 超文本超文本(HyperText)(HyperText)超文本是一种非线性的信息组织与表达方式，超文本所建立的连接，往往是网状连接。Internet的WWW（World Wide Web）网页使用了一种超媒体的文件格式，称为“超文本标记语言” HTML(Hyper Text Markup Language)，该文件具有规定的扩展名html或htm。 三、多媒体信息处理的关键技术（一）（一） 数据压缩技术数据压缩技术数据压缩算法可分为无损压缩和有损压缩两种：无损压缩无损压缩无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全相同的场合。有损压缩有损压缩有损压缩适用于重构信号不一定非要与原始信号完全相同的
