多媒体技术课时教案

多媒体技术课时教案内容摘要：

缩。 2） 有损压缩是利用了人类对 图像 或声波中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然不能完全恢复 原始数据 ，但是所损失的部分对理解原始 图像 的影响缩小，却换来了大得多的压缩比。 有损压缩广泛应用于语音，图像和 视频 数据的压缩。 二． 图像压缩预处理技术 1）二次抽样：人的视觉对图像亮度分量的敏感程度高于色差分量，因此，亮度值应以最大的分辨率进行编码，可采用二次抽样或删去一些色差像素值而保留亮度值，使数据减少后的图像质量仅有很小的降低。 2）滤波器：滤波器能有选择地删除、衰减或放大信息。 3）量化：量化是用整数码来代替采样值的技术，真实值和量化值之差是分辨率和噪声的混合。 4）预测编码：预测编码通 过统计冗余来改进压缩。 先前解码的像素值（包括解码和编码）可以估计或预测尚未解码的像素值，这只需要对预测值和真实值之间的差值进行编码。 这个差值是预测误差，解码器用它来修正预测。 5）运动补偿：运动补偿使用二维图像簇位移矢量来预测图像中邻域像素簇位移值，在新的图像中重新定位像素块。 该技术依赖于一个事实，即背景相同的图像序列中，许多物体保持在同样的位置上，有些物体可能移动一段很小的距离。 6）变长码：变长码是一种统计技术，它的基本思想是出现频率高的值被赋以短码字，出现频率低的值被赋以长码字。 平均起来，则使用频率高 的短码字起了极大的支配作用，使得新的码串比原来缩短了很多，实现了更有效的压缩传输和存储。 7）图像内插法：图像内插法允许产生中间图像，因此邻近的两幅图像可以产生中间像，于是（在某种情况下）可以减少数据传输和存储。 三． 数据压缩算法综合评价指标 数据压缩方法的优劣主要由所能达到的压缩倍数、从压缩后的数据所能恢复（或称重建）的图像（或声音）质量、以及压缩和解压缩的速度等几方面来评价。 此外，算法的复杂性和延时等也是应当考虑的因素。 1．压缩的倍数 压缩的倍数也称压缩率，通常有两种衡量的方法： 1）由压缩前与压缩后 的总的数据量之比来表示。 例如，一幅 1024768 像素点组成的黑白图像，每像素具有 8bit，通过使其分辨率降低为 512384 ，又经数据压缩使每个像素平均仅用 ，则压缩倍数为 64倍，或称其压缩率为 1:64。 2） 将任何非压缩算法产生的效果（如降低分辨率、帧率等）排除在外，用压缩后的比特流中每个显示像素的平均比特数 bpdp（ bit per displayed pixel）来表示。 例如，以 15000字节存储一幅 256240 的图像，则压缩率为 （ 150008 ） /（ 256240 ） =2比特 /像素 2. 图像质量 数据压缩分为无损压缩和有损压缩。 无损压缩是指压缩后的数据经解压缩还原后，得到的数据与原始数据完全相同。 不难想像，无损压缩的压缩倍数不会很大。 有损压缩则是指压缩后 让学生总结 无损压缩与有损压缩的区别 让学生总结整理并记忆 教 学 内 容 及 过 程（续 2） 教 师 活 动 学 生 活 动 教 学 内 容 及 过 程 设 计 的数据经解压缩还原后，得到的数据与原始数据不完全相同。 有损压缩可以获得较大的压 缩倍数，但采用大压缩倍数时要保证图像的质量是相当困难的。 重建图像的质量通常是使用信噪比 SNR（ Signal Noise Ratio）来评价，其计算方法是： SNA=10log10(σ 2/σ 2e ) σ 2和 σ 2e 分别是输入图像的方差与输出图像的均方误差，即 σ 2 =E{||x||2} σ 2e =E{||xQ(x)||2} 在图像处理中，为减少计算量，经常不计算 σ 2，而使用下述一种简化计算来算出峰值信噪比 PSNA： PSNA=10log10{ (L1)2/σ 2e } L表示矢量的量化级数，如 8bit 量 化时， L=256。 3. 压缩和解压缩的速度 压缩和解压缩的速度是压缩系统的两项重要的性能指标。 1）对称压缩。 在有些应用中，压缩和解压缩都需要实时进行，这称为对称压缩，如电视会议的图像传输。 2）非对称压缩。 在有些应用中只要求解压缩是实时的，而压缩可以非实时的，这称为非对称压缩，如多媒体 CDROM 节目的制作就采用非对称压缩。 3）压缩的计算量 四． 压缩软件 压缩 软件 2．压缩文件 在要压缩的文件上点右键 ； 其次是建立一个压缩包：选择你要制作成压缩包的文件或文件夹，当然你也可以多选，方法同 资源管理器 ，也就是按住 Ctrl 或 Shift 再选择文件（文件夹）。 添加到压缩文件，选常规 选取完毕之后，就可以单击 工具栏 上的 “ 压缩 ” 按钮，在这里你可以选择 压缩格式 ： RAR 和 ZIP。 各个选项选择好以后，单击 确定 按钮就开始制作压缩包了。 1） 把所有的压缩分卷全部下载完整 2） 所有分卷必须在同一个文件夹内 3） 然后双击解压任意一个分卷，即可 注：分卷解压的文件必须是连续的 ， 若分卷未下载完整，则解压时自然会提示 让学生结合 相关数学知识进行理解 让学生上机演示 思考与作业 课堂思考： 如何选择适当的压缩方式。 作业布置：课本习题 6 说明与后记 平凉机电工程学校专业课课时教案 章 第三章 光盘技术 节 多媒体 数据的压缩 课 时 本章第 2 课时，总第 10 课时 教学目标 1. 了解光盘的发展概况 2. 掌握光盘的分类 3. 掌握光驱的工组原理及光盘的性能指标 教学重点难 点 光驱的工组原理及光盘的性能指标 技能培训重点、难点 光驱的工组原理及光盘的性能指标 教 法 先学后教、触类旁通 教具使用 教 学 内 容 及 过 程 （ 可包括授课思路、过程设计、讲解要点及 各部分 具体 内容 、 时间分配 等） 教学内容 教 师 活 动 学 生 活 动 复习提问 导入新课 复习题问： 计算机系统的硬件组成 引入课题： 计算机的常见外部设备有哪些 思考回答 教 学 内 容 及 过 程 设 计 一． 光盘的发展概况 ① LD激光视盘； ② CDDA激光唱盘 ； ③ CDROM。 二．光盘的分类 ：（ CompactDisc）光盘。 CD是由 liadin（资料开始记录的位置）；而后是TableofContents 区域，由内及外记录资料；在记录之后加上一个 leadout 的资料轨结束记录的标记。 在 CD光盘，模拟数据通过大型刻录机在 CD 上面刻出许多连肉眼都看不见的小坑。 ：（ CDAudio） 用来储存数位音效的光碟片。 1982 年 SONY、 Philips 所共同制定红皮书标准，以音轨方式储存声音资料。 CDROM都兼容此规格音乐片的能力。 ：（ CompactDiscGraphics） CDDA基础上加入图形成为另一格式，但未能推广。 是对多媒体电脑的一次尝试。 ：（ CompactDiscReadOnlyMemory）只读光盘机。 1986 年， SONY、 Philips一起制定的黄皮书标准，定义档案资料格式。 定义了用于电脑数据存储的 MODE1 和用于压缩视频图象存储的 MODE2 两类型，使 CD 成为通用的储存介质。 并加上侦错码及更正码等位元，以确保电脑资料能够完整读取无误。 让学生自己看课本总结整理 教 学 内 容 及 过 程（续 1） 教 师 活 动 学 生 活 动 教 学 内 容 及 过 程 设 计 ： 1994 年， Microsoft 公布了新的增强的 CD 的标准，又称为 CDElure。 它是将CDAudio 音效放在 CD的第一轨，而后放资料档案，如此一来 CD 只会读到前面的音轨，不会读到资料轨，达到电脑与音响两用的好处。 XA：（ CDROMeXtendedArchitecture） 1989 年 ,SONY、 Philips、 Micuosoft 对CDROM 标准扩充形成的白皮书标准。 又分为 FORM FORM2 两种和一种增强型 CD 标准 CD+。 ：（ VideoCD）激光视盘。 SONY、 Philips、 JVC、 Matsu**a 等共同制定，属白皮书标准。 是指全动态、全屏播放的激光影视光盘。 ：（ CompactDiscInteractive） ，是 Philips、 SONY 共同制定的绿皮书标 准。 是互动式光盘系统。 1992 年实现全动态视频图像播放 : 1989 年， KODAK 公司推出相片光盘的橘皮书标准，可存 100张具有五种格式的高分辨率照片。 可加上相应的解说词和背景音乐或插曲，成为有声电子图片集。 ：（ CompactDiscRecordable） 1990 年， Philips 发表多段式一次性写入光盘数据格式。 属于橘皮书标准。 在光盘上加一层可一次性记录的染色层，可通进行刻录。 ： 在光盘上加一层可改写的染色层，通过激光可在光盘上反复多次写入数据。 ：（ SuperDensityCD） 是东芝 (TOSHIBA)、日立 (Hitachi)、先锋、松下 (Panasonic)、JVC、汤姆森 (Thomson)、三菱、 Timewamer 等制订一种超密度光盘规范。 双面提供 5GB 的储存量，数据压缩比不高 ：（ MultiMdeiaCD） 是由 SONY、 Philips 等制定的多媒体光盘，单面提供 储存量，数据压缩比较高。 ：（ HighDensityCD） 高密度光盘。 容量大。 单面容量 ，双面容量高达 ，有的达到 7GB。 HDCD光盘采用 MPEG2 标准。 ： 1994 年， ISO/IEC 组织制定的运动图像及其声音编码标准。 针对广播级的图像和立体声信号的压缩和解压缩。 ：（ DigitalVersatileDisk）数字多用光盘 ，以 MPEG2为标准，拥有 的大容量，可储存 133 分钟的高分辨率全动态影视节目，包括个杜比数字环绕声音轨道，图像和声音质量是 VCD 所不及的。 +RW：可反复写入的 DVD 光盘，又叫 DVDE。 由 HP、 SONY、 Phioips 共 同发布的一个标准。 容量为 ，采用 CAV 技术来获得较高的数据传输率 光驱：（ PowerDisk2） 是 Panasonic 公司将可写光驱和 CDROM 合二为一，有 LF1000（外置式）和 LF1004（内置式）两种类型。 容量为 65OMB，数据传输率达 ，采用微型激光头和精密机电伺服系统。 ： DVD论坛协会确立和公布的一项商务可读写 DVD 标准。 它容量大而价格低、速度不慢且兼容性高。 三． 光盘读写原理 1. 光盘能以二进制数据 (由 “0” 和 “1” 组成的数据模式 )的形 式存储文件和音乐信息。 要在光盘上存储数据，首先必须借助 电脑 将数据转换成二进制，然后用激光将数据模式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。 激光在盘片上刻出的小坑代表 “1” ，空白处代表 “0”。 2. 在从光盘上读取数据的时候，定向光束 (激光 )在光盘的表面上迅速移动。 从光盘上读取数据的电脑或激光唱机，观察激光经过的每一个点，以确定它是否反射激光，如果它不反射激光 (那里有一个小坑 )，那么电脑就知道它代表一个 “1” ，如果激光被反射回来，电脑就知 道这个点是一个 “0” ，然后，这些成千上万、或者数以百万计的 “ l” 和 “0” 又被电脑 让学生比较不同类型的光盘的区别 让学生结合光学知识进行理解 教 学 内 容 及 过 程（续 2） 教 师 活 动 学 生 活 动 教 学 内 容 及 过 程 设 计 或激光唱机恢复成音乐、文件或程序 四． CDROM 光驱的主要技术指标 １ .容量：最高７００Ｍ。 ２ .数据传输率：１５０ＫＢ／秒＝１Ｘ，这 是向电脑主机传送的。