《数据压缩与编码》课程教学大纲 课程类型:专业限选课课程代码: 课程学时: 46学分: 2 适用专业:电子信息工程专业 开课时间: 三年级二学期开课单位: 电气与电子工程学院 大纲执笔人: 吴德林大纲审定人:杨宁 一、课程性质、任务： 人类社会已进入信息时代，网络是信息时代的重要产物，大量数据的存贮、处理特别是传输，是影响网络系统效率的重要因素之一，数据压缩技术对提高网络通信能力和效率提供了有力的支持。课程的目的在于学习数据通信基本原理和了解数据通信网络。 通过本课程的学习，学生能够掌握数据压缩的基本知识、基本方法；掌握数据压缩技术及经典算法，包括信源的数字化方法、基本的统计编码方法、预测编码的理论与实现方法、HUFFMAN方法、算术编码方法、字典压缩技术、文本压缩技术、图像压缩技术；理解和实验基本图像JPEG压缩编码或EZW/SPIHT压缩编码。 二、课程教学内容 1）教学内容、目标与学时分配 (一)理论教学部分
2、实验要求指：必做或选做 2) 教学重点与难点 1、重点：数据压缩的基本概念、数据压缩的常用方法与算法，数据编码技术、图像压缩技术以及视频压缩技术。。 2、难点：视频压缩与小波分析技术 三、课程各教学环节的基本要求 1）课堂讲授： 多媒体、PPT课件 2）实验（实训、实习）：
3）作业： 问答题，计算题 4）课程设计： 5）考试 5.1 考试方法：（考试；考查；闭卷；开卷；其它方法） 闭卷考试 5.2 各章考题权重 第一章 5% 第二章 10% 第三章 10% 第四章 20% 第五章 20% 第六章. 20% 第七章 10% 第八章 5% 5.3 考试题型与比例 Eg：填空：20% ；判断题：10% ；单项选择：20% ；问答题：40%；分析题：10% 四、本课程与其他课程的联系 先修课程： 微机原理与程序设计、C 语言程序设计、数据结构、算法设计与分析。 五、建议教材及教学参考书 教材：吴乐南著：《数据压缩（第3版）》，电子工业出版社，2012年 参考书：魏江力．JPEG2000图像压缩基础、标准和实践．电子工业出版社，2004
《多媒体技术及应用》主观题 一、简答题： 1．常见的多媒体元素有哪几种？ 答： 如声音，文字，图形，图像，视频，动画 2．陈俊同学家里有一台电脑，平时到因特网上下载文件或是自己做的一些资料都放在D盘，显得很杂乱，想整理一下，方便以后使用，他该如何做? D盘里的文件：老鼠爱大米.mp3、黄昏.rm 、丁香花.mp3、Flash 学习网.html、雨巷. doc、学习的方法与技巧.doc、哭沙.rm、学习计划.wps、cxsj.html、五指山.jpg、神州五号.bmp 问题一：根据以上文件类型，要在D盘建立多少个文件夹？分别是什么文件夹？（要把建立其中一个文件夹的过程写清楚）。 ①立文件夹个数： ②立的文件夹名称分别是： ③建立其中一个文件夹过程： 问题二：把文件归类到相应的文件夹中。 例如，声音文件：丁香花.mp3 3.要把一台普通的计算机变成多媒体计算机需要解决哪些关键技术？ 答： ①视频音频信号的获取技术； ②多媒体数据压缩编码和解码技术； ③视频音频数据的实时处理和特技； ④视频音频数据的输出技术。 4.音频卡的主要功能有哪些？ 答： ①音频的录制与播放； ②编辑与合成； ③ MIDI接口； ④CD-ROM接口及游戏接口等。
5.多媒体计算机获取常用的图形、静态图像和动态图像（视频）有哪些方法？ 答：①计算机产生彩色图形，静态图像和动态图像； ②用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和静态图像； ③用视频信号数字化仪，将彩色全电视信号数字化后,输入到多媒体计算机中。 6.多媒体数据压缩方法根据不同的依据有不同的分类，书上分为哪三种？ 答： ①根据质量有无损失可分为有损失编码和无损失编码； ②按照其作用域在空间域或频率域上分为：空间方法、变换方法和混合方法； ③根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码。 7.预测编码的基本思想是什么？ 答： ①首先建立数学模型，利用以往的样本值对新的样本值进行预测； ②将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值； ③对误差值进行编码。 8.在MPEG视频压缩中，为了提高压缩比，主要使用了哪两种技术？ 答： ①帧内图像数据压缩技术； ②帧间图像数据压缩技术。 9.Campbell和Goodman提出，超文本和超媒体系统结构哪三层模型理论？ 答： ①用户接口层——表示信息； ②超文本抽象机层——节点和链； ③数据库层——存储、共享数据和网络访问。 10.简述多媒体数据库的系统结构。 答： ①组合型多媒体数据库结构 ②集中型多媒体数据库结构 ③客户/服务器型多媒体数据库结构 ④层次型多媒体数据库结构 11.超文本和超媒体具有哪些特点？ 答：超文本和超媒体的特点包括： （1）多种媒体信息。超文本的基本信息单元是节点，它可以包含文本、图形、图象、动画、音频
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/bf1688490.html, 数据压缩技术综述 作者：汪见晗 来源：《科学与财富》2016年第04期 摘要：在现今的电子信息技术领域，正发生着一场有长远影响的数字化革命。由于数字 化的多媒体信息尤其是数字视频、音频信号的数据量特别庞大，如果不对其进行有效的压缩就难以得到实际的应用。因此，数据压缩技术已成为当今数字通信、广播、存储和多媒体娱乐中的一项关键的共性技术。本文从专利文献的视角对数据压缩技术的发展进行了全面的统计分析，总结了与数据压缩相关的专利申请趋势、主要申请人分布，介绍了数据压缩技术的重点技术分支及其发展历程，并分析了全球数据压缩技术演进特点，并绘制了国内重点申请人的技术发展路线图。 关键词：数据压缩；发展路线 1 数据压缩介绍 1.1 数据压缩的分类 目前，通用的主流压缩方法分为无损压缩和有损压缩。无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩。数据统计冗余度的理论限制为2：1到5：1，所以无损压缩的压缩比一般比较低。这类方法广泛应用于文本数据、程序和特殊应用场合的图像数据等需要精确存储数据的压缩，通常的无损压缩编码方法有香农-范诺编码，霍夫曼（Huffman）编码，算术编码，字典压缩编码等。 有损压缩方法利用了人类视觉、听觉对图像、声音中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩的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较小，却换来了比较大的压缩比。有损压缩广泛应用于语音、图像和视频数据的压缩，按照应用领域来分，有损压缩编码分为图像压缩编码，视频压缩编码，音频压缩编码。 2 数据压缩专利申请数据分析 本章主要对全球和国内数据压缩专利申请情况以及国内外专利重要申请人进行分析，从中得到技术发展趋势，以及各阶段专利申请人所属的国家分布和主要申请人。其中以每个同族中最早优先权日期视为该申请的申请日，一系列同族申请视为一件申请。 2.1 全球专利申请状况 2.1.1 全球数据压缩专利申请量
《多媒体技术》论文——多媒体通信技术
目录 摘要 (3) 前言 (4) 1.多媒体通信特点 (5) 2.多媒体通信关键技术 (5) 2.1多媒体数据压缩技术 (5) 2.2多媒体通信网络技术 (6) 2.3多媒体信息存储技术 (6) 3．可视电话系统 (6) 3.1可视电话的组成 (6) 3.2可视电话控制器的功能 (7) 4.多媒体通信网的服务质量 (7) 4.1多媒体信息传输对网络性能的要求 (7) 4.2服务质量 (7) 5.多媒体通信的应用 (8) 6.多媒体通信技术的发展趋势 (8) 6.1多媒体通信的信息处理技术 (8) 6.2多媒体通信技术的发展趋势 (9) 6.3多媒体通信的终端技术 (9) 参考文献 (9)
【摘要】：多媒体通信是多媒体技术与通信技术的完美结合，它突破了计算机、通信、电子等传统领域的界限，把计算机的交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体，提供了全新的信息服务，从而对人类的生活工作方式产生了深远的影响。本文主要介绍多媒体通信的概念、系统、网络和分布是信息处理技术。 【关键词】：多媒体通信技术
前言 21世纪人类已经进入了信息社会。基于计算机、通信和电子等学科发展起来的多媒体作为一种新的学科领域，对信息社会产生了重大影响。由于多媒体技术具有很强的实用价值，其应用已渗透到社会生活和工作的各个方面。 多媒体 (multimedia communication)是多媒体技术与通信技术的有机结合，突破了计算机、通信、电视、等传统产业间相对独立发展的界限，是计算机、通信和电视领域的一次革命。他在计算机的控制下，对多媒体信息进行采集、处理、表示、存储和传输。多媒体通信系统的出现大大缩短了计算机、通信、和电视之间的距离，将计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性完美地结合在一起，向人们提供全新的信息服务。
常用工具软件多媒体数据压缩及编码技术 在计算机获取原始的声音、图形图像以及视频影像时，其数据量是十分庞大的。如果数据不进行压缩处理，存放该数据文件时将十分困难，并且即使存储下来也是比较浪费存储介质的。例如，一张600MB的光盘也只能存储几十秒的真彩视频影像。 因此，用户需要对所获取的声音、图形图像以及视频影像数据进行压缩。其压缩主要包含下列两种方法。 ●无损压缩 多媒体原始信源数据存在大量的冗余，如动态视频图像帧内像素之间的空间相关性和帧与帧之间的时间相关性都很大，故而原始信源数据有很多的冗余，采用去掉冗余的压缩方法。 ●有损压缩 利用人的视觉对于边缘急剧变化不敏感和对图像的亮度信息敏感、对颜色分辨率弱的特点以及听觉只能听到20Hz~20KHz等特征实现数据压缩，舍弃一些非主要的细节，从而使由压缩数据恢复的图像、声音仍有令人满意的质量的方法。 数据压缩技术的研究已经有许多年了，从PCM编码理论开始，到现在的ADPCM、JPEG、MPEG-1、MPEG-2、H.261等，已经产生了多种针对不同用途的压缩算法、实现手段和相关的数字硬件及软件。目前，被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有如下4种。 ●H.261编码 由CCITT（国际电报电话咨询委员会）通过的用于音频视频服务的视频编码解码器（也称Px64标准），它使用两种类型的压缩：一帧中的有损压缩（基于DCT）和用于帧间压缩的无损编码，并在此基础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM（差分脉冲编码调制）的混合方式。这种标准与JPEG及MPEG标准间有明显的相似性，但关键区别是它是为动态使用设计的，并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。 ●JPEG编码 JPEG（全称是Joint Photogragh Coding Experts Group（联合照片专家组））是一种基于DCT 的静止图像压缩和解压缩算法，它由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电报电话咨询委员会）共同制定，并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。 它是把冗长的图像信号和其它类型的静止图像去掉，甚至可以减小到原图像的百分之一（压缩比100:1）。但是在这个级别上，图像的质量并不好；压缩比为20:1时，能看到图像稍微有点变化；当压缩比大于20:1时，一般来说图像质量开始变坏。 ●MPEG编码 MPEG是Moving Pictures Experts Group（动态图像专家组）的英文缩写，实际上是指一组由ITU和ISO制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。它采用的是一种减少图像冗余信息的压缩算法，它提供的压缩比可以高达200:1，同时图像和音响的质量也非常高。现在通常有三个版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。它的三个最显著优点就是兼容性好、压缩比高（最高可达200:1)、数据失真小。 ●DVI编码 DVI视频图像的压缩算法的性能与MPEG-1相当，即图像质量可达到VHS的水平，压缩后的图像数据率约为1.5Mb/s。为了扩大DVI技术的应用，Intel公司最近又推出了DVI算法的软件解码算法，称为Indeo技术，它能将为压缩的数字视频文件压缩为五分之一到十分之一。
习题自测 1. 由美国Commodore公司研发的世界上第一台多媒体计算机系统是_______。 A. Action Media 750 B. Amiga C. CD-I D. Macintosh 2. 1993年多媒体计算机市场协会发布的多媒体个人计算机标准是_______。 A. MPC1.0 B. MPC2.0 C. MPC3.0 D. MPC4.0 3. 媒体有两种含义：即表示信息的载体和_______。 A. 表达信息的实体 B. 存储信息的实体 C. 传输信息的实体 D. 显示信息的实体 4. _______是指用户接触信息的感觉形式，如视觉、听觉和触觉等。。 A. 感觉媒体 B. 表示媒体 C. 显示媒体 D. 传输媒体 5. 多媒体技术是将_______融合在一起的一种新技术。。 A. 计算机技术、音频技术、视频技术 B. 计算机技术、电子技术、通信技术 C. 计算机技术、视听技术、通信技术 D. 音频技术、视频技术、网络技术 6. 多媒体技术的主要特性有_______。⑴多样性、⑵集成性、⑶交互性、⑷实时性。 A. ⑴⑵⑶ B. ⑴⑵⑷ C. ⑵⑶⑷ D. ⑴⑵⑶⑷ 7. 多媒体的层次结构有五层，_______是直接用来控制和管理多媒体硬件，并完成设备 的各种操作。。 A. 多媒体应用软件 B. 多媒体开发工具 C. 多媒体操作系统 D. 多媒体驱动程序
8. 计算机主机与显示器之间的接口是_______。 A. 网卡 B. 音频卡 C. 显示卡 D. 视频压缩卡 9. _______不能用于网上传送实时影像。。 A. 数码相机 B. 计算机摄像机 C. 数字摄像头 D. 网络摄像机 10. 多媒体软件可分为_______。 A. 多媒体系统软件、多媒体应用软件 B. 多媒体系统软件、多媒体操作系统、多媒体编程语言 C. 多媒体系统软件、多媒体支持软件、多媒体应用软件 D. 多媒体操作系统、多媒体支持软件、多媒体著作工具 11. Adobe Premiere应属于_______。 A. 音频处理软件 B. 图像处理软件 C. 动画制作软件 D. 视频编辑软件 12. 一分钟PAL制式(352*240分辨率、24位色彩、25帧/秒)数字视频的不压缩的数据量是_______。 A. 362.55Mb B. 380.16Mb C. 362.55MB D. 380.16MB 13. 世界上第一个面向对象的多媒体数据库系统是_______。 A. Jasmine B. Oracle C. SQL Server D. Sybase 14. 超文本数据模型是一个复杂的非线性网络结构，其要素包括_______。
第1章多媒体技术基础知识 (3) 第1节多媒体技术概述 (3) 一. 多媒体技术的特点 (3) 二. 多媒体信息和文件 (3) 三. 多媒体关键技术及其标准 (4) 四. 多媒体技术的应用领域 (5) 第2节多媒体个人计算机 (5) 一. 从PC到MPC (5) 二. 中央处理器的本地信号处理 (6) 三. CD-ROM与DVD-ROM驱动器 (6) 四. 音频信息处理和声卡 (7) 五. 图形、图像处理和显示卡 (8) 六. 视频信息处理和视频卡 (8) 七. MPC的外部设备 (9) 八. Windows的免费多媒体软件 (10) 第3节其他多媒体设备 (11) 一. 触摸屏 (11) 二. 数码相机 (12) 三. 数码视听设备 (13) 第4节多媒体素材制作概述 (13) 一. 多媒体素材 (13) 二. 文本数据制作 (13) 三. 图像数据制作 (13) 四. 动画数据制作 (14) 五. 声音数据制作 (14) 六. 视频数据制作 (14) 七. 音、像制作工具的特点 (15) 第一章复习与思考题： (15) 第2章图像处理软件Photoshop CS3 (17) 第1节Photoshop CS3 的特点 (17) 一、界面与工具 (17) 二、浮动面板 (19) 第2节图像的选取 (20) 一、使用选择工具 (20) 第3节图像的创作 (21) 一、在Photoshop CS3中绘图 (21) 第4节图像的修饰 (22) 一、对图像进行修饰处理 (22) 二、擦除图像 (22) 三、使用路径 (23) 第5节使用图层 (23) 一、简单图像的制作 (23) 第6节使用通道 (25) 第7节图像色彩处理 (25)
南昌大学研究生(工程硕士)2006～2007学年第二学期 期末考试试卷 课程名称：《多媒体技术》专业：软件工程 学生姓名：学号：C2007271 学院：信息工程学院得分： 任课教师签：洪春勇时间：2007.8 多媒体数据压缩技术综述 摘要：本文侧重介绍多媒体各种数据类型和数据描述，讨论数据
压缩技术在各种媒体数据上的应用及发展趋势。 关键词：多媒体数据、数据压缩、JPEG、MPEG-4、发展趋势、一、引言 多媒体在我国的定义是：能对多种载体(媒介)上的信息和多种存储体(媒介)上的信息进行处理的技术。多媒体传统关键技术主要集中在以下四类中：数据压缩技术、大规模集成电路（VLSI）制造技术、大容量的光盘存储器（CD-ROM）、实时多任务操作系统。因为这些技术取得了突破性的进展，多媒体技术才得以迅速的发展。网络技术的发展使多媒体技术的应用空间得到了快速拓展。但是网络现状的局限性也使得各种多媒体技术应用受到制约，因此对于多媒体数据的压缩技术显得非常重要和关键。 二、多媒体数据类型及其数据描述 （一）多媒体数据类型 1.文字 文字是人与计算机之间进行信息交换的主要媒体。在计算机发展的早期，比较实用的终端为一般文字终端，在屏幕上显示的都是文字信息。由于人们在现实生活中用语言进行交流，所以开始时文字终端比较流行，但是后来出现了图形、图像、声音等媒体，这样也就相应地出现了多种终端设备。在现实世界中，文字是人们进行通信的主要形式，文字包括西文与中文。在计算机中，文字用二进制编码表示，即使用不同的二进制编码来代表不同的文字。
2．音频 音频（Audio）指的是20HZ～20kHz的频率范围，但实际上“音频”常常被作为“音频信号”或“声音”的同义语，是属于听觉类媒体，主要分为波形声音、语音和音乐。 3.视觉媒体 能够利用视觉传递信息的媒体都是视觉媒体。位图图像、矢量图像、动态图像、符号等都是视觉媒体。 4.动画 动画是指运动的画面，动画在多媒体中是一种非常有用的信息交换工具。计算机动画的研究始于20世纪60年代初期。1963年Bell实验室制作了第一部计算机动画片。最初主要集中在二维动画的研制，作为示教和辅助制作传统动画片之用。三维计算机动画的研究始于20世纪70年代初，但真正进入实用化还是80年代中后期。随着具有实时处理能力的超级图形工作站的出现，以及三维造型技术、真实感图形生成技术的迅速发展，推出了一些可生成具有高逼真度视觉效果的实用化、商品化的三维动画系统。20世纪90年代初，计算机动画技术成功地应用于电影特技，取得了出色的成就，由此可见计算机动画技术的重要意义。（二）多媒体数据的描述 1.音频文件 在多媒体声音处理技术中，最常见的几种声音存储格式是：WAVE波形文件，MIDI音乐数字文件和目前非常流行的MP3
多媒体技术与应用作业（一） 1、什么是多媒体，你对其是怎样认识的？ 答：多媒体是基于计算机信息技术而发展起来的一种新的媒体，它将文本、声音、图像、动画、视频、电影等元素进行了数字化处理并将其有机的整合,使其在传输和呈现时具有了交互性。这样一类媒体称之为多媒体。 我的认识：我想从媒体说起，媒体（Media）就是人与人之间实现信息交流的中介，简单地说，就是信息的载体，也称为媒介。多媒体就是多重媒介的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。 2、计算机多媒体系统构成是什么？ 答：计算机多媒体系统主要有软件系统和硬件系统构成。 硬件系统包括：（1）.多媒体外围设备。 （2）.多媒体计算机硬件系统。 软件系统包括: （1）.多媒体核心系统软件 （2）媒体制作平台与工具 （3）创作编辑软件 （4）应用系统运行平台。 3、计算机图形与图像的主要区别有哪些？ 答：（1）图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。而图像是由像素点阵构成的位图。 （2）图形占用存储空间小，生成视图需要复杂的计算。图像占用存储空间大，但是不需要计算。 （3）图形对于自然景物描述困难，而图像则相反。 4、目前使用的声音格式有哪些？ 答：（1）MIDI格式：（Musical Instrument Digital Interface）这个词，MIDI允许数字
合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。 （2）MP3格式：它的全称是Moving Picture Experts Group Audio Layer III。简单的说，MP3就是一种音频压缩技术 （3）WMA格式： WMA (Windows Media Audio)格式是来自于微软的重量级选手，后台强硬，音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右，WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM（Digital Centers Management）方案。 （4）RealAudio主要适用于在网络上的在线音乐欣赏，现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音质。有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real文件。现在real的的文件格式主要有这么几种：有RA（RealAudio）、RM（Real Media，RealAudioG2）、RMX （RealAudioSecured），还有更多。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。 （5）VQF格式：它的核心是减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比 （6）WAV格式：是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持 （7）APE格式：Monkey's Audio 音频文件，是现在网络上比较流行的音频文件格式，其最大的特点是无损压缩 （8）除此以外，还有CD 、OGG等格式 5、虚拟现实技术的主要特征是什么？ 答：（1）多感知性。所谓多感知性是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知意外，还有听觉、力觉、触觉、甚至包括味觉等感知 （2）浸没感。又称为临场感，指的是用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。
多媒体数据压缩实验报告 篇一：多媒体实验报告_文件压缩 课程设计报告 实验题目：文件压缩程序 姓名：指导教师：学院：计算机学院专业：计算机科学与技术学号： 提交报告时间：20年月日 四川大学 一，需求分析： 有两种形式的重复存在于计算机数据中，文件压缩程序就是对这两种重复进行了压 缩。 一种是短语形式的重复，即三个字节以上的重复，对于这种重复，压缩程序用两个数字：1.重复位置距当前压缩位置的距离；2.重复的长度，来表示这个重复，假设这两个数字各占一个字节，于是数据便得到了压缩。 第二种重复为单字节的重复，一个字节只有256种可能的取值，所以这种重复是必然的。给 256 种字节取值重新编码，使出现较多的字节使用较短的编码，出现较少的字节使用较长的编码，这样一来，变短的字节相对于变长的字节更多，文件的总长度就会减少，并且，字节使用比例越不均
匀，压缩比例就越大。 编码式压缩必须在短语式压缩之后进行，因为编码式压缩后，原先八位二进制值的字节就被破坏了，这样文件中短语式重复的倾向也会被破坏（除非先进行解码）。另外，短语式压缩后的结果：那些剩下的未被匹配的单、双字节和得到匹配的距离、长度值仍然具有取值分布不均匀性，因此，两种压缩方式的顺序不能变。 本程序设计只做了编码式压缩，采用Huffman编码进行压缩和解压缩。Huffman编码是一种可变长编码方式，是二叉树的一种特殊转化形式。编码的原理是：将使用次数多的代码转换成长度较短的代码，而使用次数少的可以使用较长的编码，并且保持编码的唯一可解性。根据 ascii 码文件中各 ascii 字符出现的频率情况创建 Huffman 树，再将各字符对应的哈夫曼编码写入文件中。同时，亦可根据对应的哈夫曼树，将哈夫曼编码文件解压成字符文件. 一、概要设计： 压缩过程的实现: 压缩过程的流程是清晰而简单的: 1. 创建 Huffman 树 2. 打开需压缩文件 3. 将需压缩文件中的每个 ascii 码对应的 huffman 编码按 bit 单位输出生成压缩文件压缩结束。
多媒体数据压缩编码的国际标准 国际标准化协会( ISO)，国际电子学委员会(IEC)，国际电信协会(ITU)等国际组织，于90年代领导制定了三个重要的多媒体国际标准，①JPEG标准，②H.261标准；③MPEG 标准。 我们在概述中只对这三个标准的制定做简单的介绍： 静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）联合图像专家小组，多年来一直致力于标准化工作，他们开发研制出，连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法。这个压缩编码方法称为JPEG算法。JPEG算法被确定为JPEG国际标准，它是国际上，彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准。JPEG标准是一个适用范围广泛的通用标准。它不仅适于静图像的压缩；电视图像序列的帧内图像的压缩编码，也常采用JPEG压缩标准。 在JPEG编码中用到了我们已学过的变换编码、预测编码和熵编码等原理和方法。这一章前面几节讲的内容是这一部分的基础。因此我们把重点放在JPEG的编码算法的具体实现上。 JPEG 标准定义了两种基本压缩算法：一是：基于DCT 变换有失真的压缩算法。二是：基于空间预测编码DPCM的无失真压缩算法。 我们将重点讲述基于DCT变换有失真的压缩算法。
1．基于离散余弦变换（DCT）的有失真压缩编码 （1）基于DCT的有失真编码处理过程图 基于DCT解码器处理步骤 首先来看"基于DCT的编码器处理步骤"图。从这幅图我们可以看出JPEG编码的处理过程，从总的来说是这样的：对于一幅图像首先将其分成许多个"8×8"的小块，也就是每个小块有8×8=64个像素；分成多少个小块要看图像的分辨率，分辨率高，分的块就多，分辨率小，分的块就少。然后对（每一个）8×8的块进行DCT变换（二维），经过DCT变换后就得到频域的64个离散余弦变换系数，得到64个离散余弦变换系数后，要对这64个系数进行量化，量化是根据"表说明"也就是量化表进行的，量化表是JPEG组织根据人的眼睛视觉特性规定好的，直接用量化表去除得到的64个系数就是量化，量化后得到的仍是一个（8×8）64的系数，而这一系数已是低频集中在左上角的一个8×8的系数了。最后再利用熵编码表对其进行熵编码，熵编码后的到的就是已压缩的图像数据。这是一个总的过程，我把刚才说的归纳如下：（2）基于DCT的有失真编码处理总过程：
数据压缩浅述 数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存 储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的 冗余和存储的空间。数据压缩包括有损压缩和无损压缩。 例如，如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据 位表示。一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP 文件格式，它不仅仅提供 了压缩的功能，而且还作为归档工具（Archiver）使用，能够将许多文件存储到同一个文件中。 无损压缩算法通常利用了统计冗余，这样就能更加简练地、但仍然是完整地表示发送 方的数据。 如果允许一定程度的保真度损失，那么还可以实现进一步的压缩。例如，人们看图画 或者电视画面的时候可能并不会注意到一些细节并不完善。同样，两个音频录音采样 序列可能听起来一样，但实际上并不完全一样。有损压缩算法在带来微小差别的情况 下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。 一些机制是可逆的，这样就可以恢复原始的数据，这种机制称为无损数据压缩；另外 一些机制为了实现更高的压缩率允许一定程度的数据损失，这种机制称为有损数据压缩。 事实上，多媒体信息存在许多数据冗余。例如，一幅图像中的静止建筑背景、蓝天和 绿地，其中许多像素是相同的如果逐点存储，就会浪费许多空间，这称为空间冗余。 又如，在电视和动画的相邻序列中，只有运动物体有少许变化，仅存储差异部分即可，这称为时间冗余。此外还有结构冗余、视觉冗余等，这就为数据压缩提供了条件。 总之，压缩的理论基础是信息论。从信息的角度来看，压缩就是去除掉信息中的冗余，即去除掉确定的或可推知的信息，而保留不确定的信息，也就是用一种更接近信息本 质的描述来代替原有的冗余的描述，这个本质的东西就是信息量。 许多无损数据压缩系统都可以看作是四步模型，有损数据压缩系统通常包含更多的步骤，例如它包括预测、频率变换以及量化。? 无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者叫做还原，解压缩)，重构后的数据与 原来的数据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。一 个很常见的例子是磁盘文件的压缩。根据目前的技术水平，无损压缩算法一般可以把
多媒体技术技术应用试题 A 一、填空题（每空1分，共20分） 1 ?多媒体计算机技术是指运用计算机综合处理 ____________________________ 的技术，包括将多 种信息建立 _____________________ ，进而集成一个具有 _____________________ 性的系统。 2 .多媒体技术具有 ______________ 、 ________________ 、 _______________ 和高质量等特性。 3 ?分辨率是指把采样所得的值 ___________________ ，即用二进制来表示模拟量，进而实现 ___________________ 转换。 4 .国际常用的广播视频标准和记录格式有： _________________、 ______________ ，和SECAM 5 ?多媒体创作系统大致可分为 _______________ 、 ______________ 和 _____________ 三个部分。 6 ?视频采集是将视频信号 ________________ 并记录到 ______________ 上的过程。 7. _______________________________________________________________________ 根 据通信节点的数量，视频会议系统可分为两类： _____________________________________________ 和 ______________________________ 。 （1 ）可以用新的与众不同的方法对视频进行创造性编辑 8.用计算机实现的动画有两种： ______ 9?多点视频会议系统的一个关键技术是 二、单项选择题（每题2分，共20分） 超文本的结构是（ 顺序的树形 非线性的 网状 A . C. 2 ? A . C. 3 C. 4. A . B . C. D. 5. 关于MIDI ，下列叙述不正确的是（ MIDI 是合成声音 B MIDI 文件是一系列指令的集合 一般说来，要求声音的质量越高， 分辨率越低和采样频率越低 分辨率越低和采样频率越高 位图与矢量图比较，可以看出（ 位图比矢量图占用空间更少 位图与矢量图占用空间相同 对于复杂图形，位图比矢量图画对象更快 对于复杂图形，位图比矢量图画对象更慢 下列哪些压缩方法是冗余压缩法？（ ?线形的层次 .随机的链式 ）。 .MIDI 的回放依赖设备 .使用MIDI ，不需要许多的乐理知识 ）° ?分辨率越高和采样频率越低 ?分辨率越高和采样频率越高 (2) (4) ) )PCM Lempel-Zev 编码 (1) (2) ( 3) (1) ( 3) ( 4) C. （1） （ 3） 7 .多媒体创作工具的标准中具有的功能和特性是（ A .超级连接能力 B C.动画制作与演播 D 8 ?数字视频的重要性体现在（ ） .模块化与面向对象化 .以上答案都对 D ?全部 D (1) Huffman 编码 (3 )行程编码 A . (1) ( 3) C. (1) ( 2) (4)
数据压缩技术 一、课程标准中的相关内容 1．认识多媒体技术对人类生活、社会发展的影响 2．初步了解多媒体信息采集、加工原理 3．掌握应用多媒体技术促进交流并解决实际问题的思想与方法 二、教学目标 1．知识与技能 ①理解压缩的含义 ②理解实现数据压缩的条件 ③分别了解无损压缩和有损压缩 ④了解无损压缩的简单原理 ⑤初步掌握二叉树编码 2．过程与方法 ①通过阅读、观察、探索等方式理解数据压缩技术 ②设计一系列渐进式问题引导学生自主探究。 3．情感态度与价值观 ①理解和领悟交流的乐趣 ②培养分析能力和信息归纳能力 ③加深对本学科的技术分支认识 三、学生分析 本课的教学对象是高中一年级的学生。学生通过在初中阶段的系统学习，已经地掌握了一定信息处理能力，如文本处理，图像处理，压缩处理等，但大部分学生对此多局限于操作层面，与原理上的理解认知并不同步。特别是对于技术层面较高的知识，学生之间的差异就更大了。本课时对操作和理解原理能力同步性要求较高，为了让学生能够顺利的完成任务，获得成就感，任务的设计必须有一定的层次关系，且有充足的学习资源配套使用。 四、教材分析
本内容选自选修2《多媒体技术应用》第3.2.6节《数据压缩技术》（P46）。高中阶段的课程，尤其是选修模块，较初中阶段更强调理论与实践的结合——已不是单纯的熟练操作，还应从原理上去把握技术的实质，这也体现了课标中“原理性”的要求。 对于数据压缩技术，其实很多学生使用计算机的时候都在不知不觉中享受着它带来的便利，只是他们对此并没有足够的认识而已。课本对数据压缩技术的介绍概括性较强。如果仅仅照本宣科的话，学生的理解是有一定困难的，也容易让他们对原理性的知识产生抗拒感。经过对教材的多次梳理，我确定了教学的重点为数据压缩技术的概念、类型和实现条件；难点为二叉树编码的原理。 五、教学重点难点 1.教学重点： ①压缩的概念与实现条件 ②压缩的两种基本类型——无损压缩和有损压缩 2.教学难点： ①理解压缩实现的原理 ②初步掌握二叉树编码 六、教学策略 新课程标准中特别强调从问题解决出发，让学生亲历处理信息、开展交流、相互合作的过程。特别强调结合学生的生活和学习实际设计问题，让学生在活动过程中掌握应用信息技术解决问题的思想和方法，同时鼓励学生将所学的信息技术积极应用到生产、生活乃至技术革新等实践活动中。本节主要采用“问题解决”的教学模式。“问题解决”教学模式是指依据教学内容和要求，由教师创设问题情境，以问题的发现、探究和解决来激发学生求知欲和主体意识，培养学生的实践和创新能力的一种教学模式。其中，教师创设问题情境是教学设计的中心环节，即围绕某一“问题”进行渐进式的、全方位的设问。流程如下图所示
1 【单选题】 __________是指用户接触信息的感觉形式，如视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等。 A、感觉媒体 B、表示媒体 C、显示媒体 D、传输媒体 正确答案： A 我的答案：A 得分：分 2 【单选题】 多媒体的层次结构有五层，__________与用户有直接接口，用户只要给出操作命令，便可使用这些软件。 A、多媒体驱动程序 B、多媒体操作系统 C、多媒体开发工具 D、多媒体应用软件 正确答案： D 我的答案：D 得分：分 3 【单选题】 Intel公司推出的具有MMX技术的处理器，是在CPU中增加了多条__________。 A、浮点运算指令 B、寻址指令 C、控制指令 D、多媒体运算指令 正确答案： D 我的答案：D 得分：分 4 【单选题】
多媒体系统软件可分为__________。 A、多媒体操作系统、多媒体支持软件 B、多媒体操作系统、多媒体编程语言 C、多媒体支持软件、多媒体著作工具 D、多媒体操作系统、多媒体驱动程序 正确答案： D 我的答案：D 得分：分 5 【单选题】 由于__________的颜色区别，CD盘有时被称为银盘，有时候被称为金盘。 A、保护层 B、反射层 C、刻槽 D、聚碳酸酯衬垫 正确答案： B 我的答案：B 得分：分 6 【单选题】 CD盘的光道结构是__________。 A、同心环光道 B、矩形框光道 C、螺旋型光道 D、椭圆型光道 正确答案： C 我的答案：C 得分：分 7 【单选题】 某品牌光驱上标识着52/16/8，则该光驱的读取速度为__________。 A、150KB/s B、s
C、s D、s 正确答案： D 我的答案：D 得分：分 8 【单选题】 VCD采用的压缩标准是__________。 A、MPEG-1 B、MPEG-2 C、MPEG-7 D、MPEG-21 正确答案： A 我的答案：A 得分：分 9 【单选题】 手机通信属于多媒体在__________领域的应用。 A、教育与培训 B、出版与图书 C、商业与咨询 D、通信与网络 正确答案： D 我的答案：D 得分：分 10 【单选题】 灵境技术是多媒体技术发展的更高阶段，它具有逼真的三维__________。 A、自然世界 B、虚拟世界 C、精神世界 D、物理世界 正确答案： B 我的答案：B 得分：分
数据压缩技术技术发展的现状及趋势 摘要：由于数字化的多媒体信息尤其是数字视频、音频信号的数据量特别庞大，如果不对其进行有效的压缩就难以得到实际的应用。因此，数据压缩技术已成为当今数字通信、广播、存储和多媒体娱乐中的一项关键的共性技术。 关键字：数据压缩现状趋势 Abstract: As digital multimedia information, especially digital video, audio signals particularly large amount of data, if not its effective compression can hardly be practical application. Therefore, the data compression technology has become the digital communication, broadcasting, storage, and multimedia entertainment in a key common technologies. Keywords: data compression Status Trend 一．数据压缩的概念及现状 数据压缩，通俗地说，就是用最少的数码来表示信号，其作用是：能较快地传输各种信号。 对于数据压缩技术而言，最基本的要求就是要尽量降低数字化的在码事，同时仍保持一定的信号质量。不难想象，数据压缩的方法应该是很多的，但本质上不外乎上述完全可逆的冗余度压缩和实际上不可逆的嫡压缩两类。冗余度压缩常用于磁盘文件、数据通信和气象卫星云图等不允许在压缩过程中有丝毫损失的场合中，但它的压缩比通常只有几倍，远远不能满足数字视听应用的要求。在实际的数字视听设备中，差不多都采用压缩比更高但实际有损的媳压缩技术。 数据压缩主要分为2种： 1.数据中间常存在一些多余成分，既冗余度。如在一份计算机文件中，某些符号会重复出现、某些符号比其他符号出现得更频繁、某些字符总是在各数据块中可预见的位置上出现等，这些冗余部分便可在数据编码中除去或减少。冗余度压缩是一个可逆过程，因此叫做无失真压缩。 2.数据中间尤其是相邻的数据之间，常存在着相关性。如图片中常常有色彩均匀的背影，电视信号的相邻两帧之间可能只有少量的变化影物是不同的，声音信号有时具有一定的规律性和周期性等等。因此，有可能利用某些变换来尽可能地去掉这些相关性。但这种变换有时
第2讲多媒体数据的压缩与编码 一级学科课程基础课 主讲：于俊清 2 内容提要 ?压缩的必要性和可能性?压缩与编码的分类?PCM 与预测编码?无损压缩编码?变换编码 ?JPEG ?MPEG 3§2. 1 压缩的必要性和可能性 ?从目前计算机的软硬件和通信网络的发展水平及发展趋势来看，可以断言： ?在将来很长的一段时期内，数字化的媒体信息数据以压缩形式存储和传播仍将是唯一的选择 4 压缩的必要性 ?信息时代的重要特征是信息的数字化，数字化带来了“信息爆炸” ?数字音频和视频信号的数据量之大是非常惊人?举例说明 5 举例一：音频 ?双通道立体声数字音乐光盘（CD-DA ），采样频率为44.1kHz ，采样精度16位/样本?1秒钟的数据量 ?44.1*103*16*2/8=0.176MB/S=1378.1kbps ?一个650MB 的CD-ROM ，可存61.55分钟，约1小时的音乐 ?MP3压缩后，压缩比约为15:1 ?1秒钟的数据量为96kbps ?声音质量接近于数字音乐光盘 6 举例二：标清电视 ?标准清晰度SDTV 格式，PAL 制式，每帧数据量？ ?720*576*3=1.19MB ?每秒数据量（比特率） ? 1.19*25=29.75MB/S ?一片650M 的CD-ROM 可存帧数 ?650/5.93=546帧/片 ?一片CD-ROM 节目时间 ?650/29.75)=21.84秒/片
7 举例三：高清电视 ?全高清电视图像HDTV 格式，PAL 制式，每帧数据量？ ?1920*1080*3=5.93MB ?每秒数据量（比特率） ? 5.93*25=148.3MB/S ?一片650M 的CD-ROM 可存帧数 ?650/5.93=109.6帧/片 ?一片CD-ROM 节目时间 ?650/148.3)=4.38秒/片 8 举例四：超高清电视（4K ） ?超高清电视图像UltraHDTV 格式，PAL 制式，每帧数据量？ ?3840*2160*3=23.73MB(高清视频的4倍) ?每秒数据量（比特率） ?23.73*25=593.26MB/S ?一片650M 的CD-ROM 可存帧数 ?650/23.73=27.39帧/片 ?一片CD-ROM 节目时间 ?650/593.26)=1.1秒/片 9 举例五：卫星 ?一个陆地卫星（LandSat-3）的例子 ?水平、垂直分辨率分别为2340和3240，四波段、采样精度7位） ?一幅图像的数据量 ?2340*3240*7*4=212Mbit ?按每天30幅计 ?每天数据量为212*30=6.36Gbit ?每年的数据量高达2300Gbit 10 数据压缩的可能性 ?人们研究发现，多媒体数据中存在着大量的冗余 ?通过去除冗余数据可以使原始数据极大地减少，从而解决多媒体数据量巨大的问题 ?数据压缩就是研究如何利用数据的冗余性来减少数据量的方法 ?数据压缩研究的起点 ?研究数据的冗余性 11 （1）空间冗余 ?静态图像存在的最主要的一种数据冗余?同一景物表面上各采样点的颜色之间往往存在着空间连贯性 ?通过改变物体表面像素颜色的存储方式来利用空间连贯性，达到减少数据量的目的