1、第二章 多媒体的硬件和软件环境的建立,返回,学习目标,掌握多媒体系统的组成结构及多媒体个人计算机的技术标准和配置。了解Windows98的多媒体环境。掌握数字音频基本概念、各种音频信号的特点、声卡的安装与使用。掌握视频的色彩空间表示及转换，数字视频标准和数字视频的特点、视频采集卡的安装与使用。了解多媒体光存储技术及CD-ROM光盘的结构与读写原理。了解扫描仪的工作原理使用。,目录,2.1 多媒体计算机系统的组成结构,2.2 Windows的多媒体环境,2.3 多媒体音频,2.4 多媒体视频,2.5 多媒体光存储器,2.6 多媒体输入输出设备,返回,2.1 多媒体计算机系统的组成结构,多媒体计算
2、机系统由硬件系统和软件系统 组成。其中硬件系统主要包括计算机主要配置 和各种外部设备以及与各种外部设备的控制接 口卡(其中包括多媒体实时压缩和解压缩电路) 软件系统包括多媒体驱动软件、多媒体操作系 统、多媒体数据处理软件、多媒体创作工具软 件和多媒体应用软件。,多媒体计算机系统组成结构如下图所示。,2.1.1 多媒体硬件系统,2.1.2 多媒体驱动软件,2.1.3 多媒体操作系统,2.1.4 多媒体数据处理软件,2.1.5 多媒体创作软件,2.1.6 多媒体应用系统,返回,2.1.1 多媒体硬件系统,1多媒体硬件系统的组成,2多媒体个人计算机,1多媒体硬件系统的组成,多媒体硬件系统是由计算机传
3、统硬件设备 光盘存储器(CD-ROM)、音频输入/输出和处理设 备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而 成，其基本框图如下图所示。,声卡是处理和播放多媒体声音的关键部 件，它通过插入主板扩展槽中与主机相连。卡 上的输入/输出接口可以与相应的输入/输出设 备相连。常见的输入设备包括麦克风、收录机 和电子乐器等，常见的输出设备包括扬声器和 音响设备等。声卡由声源获取声音，并进行模 拟/数字转换或压缩，而后存入计算机中进行 处理。声卡还可以把经过计算机处理的数字化 声音通过解压缩、数字/模拟转换后，送到输 出设备进行播放或录制。,视频卡是通过插入主板扩展槽中与主机 相连。卡上的输入/输出接口可以
4、与摄像机、影 碟机、录像机和电视机等设备相连。视频卡采 集来自输入设备的视频信号，并完成由模拟量 到数字量的转换、压缩，以数字化形式存入计 算机中，数字视频可在计算机中进行播放。光盘存储器由CD-ROM驱动器和光盘片组 成。光盘片是一种大容量的存储设备，可存储 任何多媒体信息。CD-ROM驱动器用来读取光盘 上的信息。,2多媒体个人计算机,多媒体个人计算机(Multimedia Personal Computer，简称MPC)，是指具有多媒体功能的个 人计算机。它是在PC基础上增加一些硬件板卡及 相应软件，使其具有综合处理文字、声音、图像 视频等多种媒体信息的功能。,(1). MPC基本硬件构
5、成,(2). MPC技术标准,(3). MPC配置,(1). MPC基本硬件构成,MPC主要特征可以用一个简单的公式表示： 多媒体PC机 = PC机 + CD-ROM驱动器 + 声卡,(2). MPC技术标准,MPC3.0标准规定系统硬件最低配置如下：PC机：至少为8MB内存， 640MB硬盘容量， 主频75MHz Pentium CPU，分辨率为640480， 颜色数为65536色的显示器。CD-ROM驱动器：传输速率为600KBs，最 大寻址时间200ms，CD-ROM XA。声卡：采样频率44.1kHz，16bit量化精度， Wavetable（波表）MIDI合成器。,(3). MPC配
6、置,在配置MPC时应该具备大容量的硬盘；具 有快速数据处理、数据传输能力的CPU和PCI总 线；建立更大的高速缓存区以提高微机的运行 速度，内存一般在32M以上。高分辨率的图形、图像显示。图形显示 卡要有高的分辨率和存储容量，如1024768 的分辨率，2M内存容量。高速的CD-ROM驱动器和光盘。高质量的声卡和音响设备。为了声音的 采集和回放具有较好的音质，应该采用具有 44.1KHz采样频率和16Bit采样位数的声卡。,2.1.2 多媒体驱动软件,多媒体驱动软件是多媒体计算机软件中 直接和硬件打交道的软件。它完成设备的初始 化，完成各种设备操作以及设备的关闭等。驱 动软件一般常驻内存，每种
7、多媒体硬件需要一 个相应的驱动软件。,2.1.3 多媒体操作系统,操作系统是计算机的核心，负责控制和 管理计算机的所有软硬件资源，对各种资源进 行合理地调度和分配，改善资源的共享和利用 情况，最大限度地发挥计算机的效能，它还控 制计算机的硬件和软件之间的协调运行，改善 工作环境向用户提供友好的人机界面。多媒体操作系统简言之就是具有多媒体 功能的操作系统。多媒体操作系统必须具备对 多媒体数据和多媒体设备的管理和控制功能， 具有综合使用各种媒体的能力，能灵活地调度 多种媒体数据并能进行相应的传输和处理，且 使各种媒体硬件和谐地工作。,多媒体操作系统大致可分为两类：一类是为特定的交互式多媒体系统使用
8、的 多媒体操作系统。如Commodore公司为其推出的 多媒体计算机Amiga系统开发的多媒体操作系统 Amiga DOS，Philips和SONY 公司为他们联合推 出的CD-I 系统设计的多媒体操作系统CD-RTOS (Real Time Operation System)等。另一类是通用的多媒体操作系统。随着多 媒体技术的发展，通用操作系统逐步增加了管 理多媒体设备和数据的内容，为多媒体技术提 供支持，成为多媒体操作系统。目前流行的 Windows 9x、Windows NT主要适用于多媒体个 人计算机；Macintosh是广泛用于苹果机的多媒 体操作系统。,2.1.4 多媒体数据处理软
9、件,多媒体数据处理软件是专业人员在多媒体 操作系统之上开发的。在多媒体应用软件制作 过程中，对多媒体信息进行编辑和处理是十分 重要的，多媒体素材制作的好坏，直接影响到 整个多媒体应用系统的质量。常见的音频编辑软件有Sound Edit、 Cool Edit 等，图形图像编辑软件有 Illustrator、CorelDraw、Photoshop等， 非线性视频编辑软件有Premiere，动画编辑软 件有Animator Studio和3D Studio MAX等。,2.1.5 多媒体创作软件,多媒体创作软件是帮助开发者制作多媒体 应用软件的工具，如Authorware、Director等。 能够
10、对文本、声音、图像、视频等多种媒体信息 进行控制和管理，并按要求连接成完整的多媒体 应用软件。,2.1.6 多媒体应用系统,多媒体应用系统又称多媒体应用软件。它 是由各种应用领域的专家或开发人员利用多媒体 开发工具软件或计算机语言，组织编排大量的多 媒体数据而成为最终多媒体产品，是直接面向用 户的。多媒体应用系统所涉及的应用领域主要有 文化教育教学软件、信息系统、电子出版、音像 影视特技、动画等。,2.2 Windows的多媒体环境,2.2.1 Windows的多媒体扩展,2.2.2 Windows 98的多媒体应用程序,返回,2.2.1 Windows的多媒体扩展,1多媒体扩展的三个软件模块
11、,2为实现“可扩展性和设备无关性”所采取的措施,3Windows 98提供的多媒体功能,1多媒体扩展的三个软件模块,为支持多媒体功能，微软公司在1990年推 出了Windows 3.0之后，开发了多媒体扩展软件 包WME（Windows with Multimedia Extension） 之后又将多媒体功能直接集成到Windows 3.x及 以后各版本之中并有所发展，提供了对多媒体 的支持。Windows 3.1有一个包括多媒体功能的控制 面板(其中含有几个与多媒体有关的设置程序)和 媒体播放程序。此外，微软公司附加的Video for Windows软件包还提供了视频播放功能。,Windo
12、ws 3.x的多媒体扩展主要由以下三 个软件模块组成： (1). MMSystem系统模块。提供统一的多媒体控 制接口(MCI-Multimedia Control Interface) 服务的低层多媒体支持函数。 (2). 多媒体设备驱动程序。实现低层MMSystem 函数和多媒体设备(如波形音频，MIDI设备等) 之间的通信。 (3). MCI驱动程序。提供对媒体的高级控制。Windows多媒体扩展在应用层和硬件之间 含有多层系统代码，应用程序首先同MMSystem 对话，再由后者唤醒低层多媒体设备或某个 MCI驱动程序。,2为实现“可扩展性和设备无关性”所采取的措施,可扩展性和设备无关性
13、是多媒体扩展系统 结构设计的两个原则，为了实现可扩展性和设 备无关性，在系统软件设计上采取了以下三项 措施： (1). 通过中间转换层(MMSystem)把应用程序与 设备驱动程序相隔离，以便开发人员可集中编 写与设备无关的代码。 (2). 运行时连接，将MMSystem中转层与所需的 驱动程序相连接。 (3). 定义良好的、一致的驱动程序接口，使特 殊代码最少，简化了安装和升级过程。,3Windows 98提供的多媒体功能,1998年6月Microsoft正式推出的Windows 98 在多媒体方面的性能有了很大的提高，速度更快， 图像更美观、更真实。目前Windows 98是MPC机上 使
14、用最普遍的多媒体操作环境。Windows 98提供的多媒体功能如下：,(1). 支持即插即用技术,(2). 32位的设备驱动,(3). 娱乐性更强,(1). 支持即插即用技术,即插即用(Plug and Play，简称PnP)技术 就是要方便用户对多媒体硬件设备的安装和设 置。在安装支持即插即用的多媒体设备时， Windows系统会自动探测到设备的存在，并一步 一步地指导安装过程，此外它还可根据计算机的 硬件资源进行分析，选择最合适的配置并自动为 其分配地址、中断和设备号等系统资源，避免设 备之间的设置冲突。,(2). 32位的设备驱动,Windows 98采用了32位保护模式驱动程序， 这样
15、做有许多好处是：32位保护模式的设备驱动 程序可以动态地装载或去除，不占用常规内存； 可以通过减小系统运行的模式开关数来提高系统 的运行性能；同时，因为支持即插即用而使系统 配置变得容易。,(3). 娱乐性更强,Windows 98增加了许多新功能，使CD-ROM 驱动器成为更实用的MPC设备：,1). CD-ROM的自动播放在CD-ROM驱动器中装上光盘，Windows 98 会自动识别出光盘的内容。 2). 支持后台播放 3). 改进了的视频功能Windows 98操作系统内置的各种软件视频 压缩编码、解码程序支持最主要的几种视频文件 格式。,2.2.2 Windows 98的多媒体应用程
16、序,Windows 98不仅为运行多媒体应用程序提供 了支持，而且本身还附带了画图、录音机、CD播 放器及媒体播放机等多媒体程序。,1画图,2CD播放器,3媒体播放机,4录音机,Windows 98自带一个画 图程序在附件中。画图软件 启动后的界面如右图所示。当 光标移动到画图区的控制点时 光标变成双箭头，此时可以拖 拽改变画图区大小。工具箱中有16个画图用 的工具。用户可以利用工具进 行画图、填充、喷涂、清除、 输入文字和重新排列画图区内 容等工作。,1画图,CD播放器是一个用CD-ROM驱动器播放CD唱 盘的程序。CD播放器操作面板如下图所示。在曲目下拉框中可以选择要播放的曲目， 然后单击
17、“播放”按钮即可开始播放CD乐曲。,2CD播放器,(1). 编辑播放曲目一张CD唱盘上可能只有几首自己喜欢的乐 曲，如果想自己排定播放顺序，可执行 【唱片】|【编辑播放曲目】命令，弹出如下图 所示窗口，在此可进行播放曲目的设置。,(2). 调整播放音量在CD播放器中，执行【查看】|【音量控制】 命令或在桌面上双击任务栏上的喇叭，打开如下 图所示音量控制对话框。在对话框中可调整播放 音量和左右音箱均衡。,利用MPC的基本配置硬件，在Windows 98中 使用“媒体播放机”应用程序，就可以播放多媒体 文件，例如播放波形声音文件、MIDI音乐、视频 文件、VCD光盘等。“媒体播放机” 的操作界面如
18、下图所示。,3媒体播放机,启动媒体播放机后，要播放某个内容，首 先需要从设备菜单中选择一种播放的设备，这 些设备是：ActiveMovie播放VCD视盘Windows视频播放扩展名是“AVI”的视频文件声音播放扩展名是“WAV”的文件MIDI音序器播放扩展名是“MID”的文件CD音频播放CD唱盘的音乐提示：使用ActiveMovie播放VCD视盘时， MPEG文件都放置在光盘MPEGAV文件夹下，文件 扩展名为“DAT”。,利用Windows 98提供的“录音机”程序可以 录制、播放、编辑数字波形声音文件。 (1). 录音机操作界面录音机的操作界面如下图所示：,4录音机,(2). 录制声音利用
19、Windows 98提供的“录音机”程序可分 别录制来自麦克风、外接音频信号等的声音。根 据需要把声卡的MIC IN插孔与话筒相连，或者把 LINE IN与其它声音输入设备(例如录放机、CD唱 机等)的线性输出端相连。录制一个声音文件的操作步骤如下： 步骤1 执行【文件】|【新建】命令。 步骤2 单击“录音”按钮。 步骤3 打开麦克风开关并对着麦克风说话或者打开其它的信号输入开关。 步骤4 结束录音时，单击“停止”按钮。 步骤5 执行【文件】|【保存】。,2.3 多媒体音频,音频是多媒体技术的重要特征之一，是携 带信息的重要媒体。在计算机多媒体技术中，音 频的种类主要有波形音频、MIDI音频和
20、CD唱盘音 频。,2.3.1 波形音频,2.3.2 MIDI音频,2.3.3 CD-DA唱盘,2.3.4 声卡,返回,2.3.1 波形音频,1声音的基本特征,2数字音频,1声音的基本特征,声音是由空气中分子的振动而产生的。自 然界的声音是一个随时间而变化的连续信号，可 近似地看成是一种周期性的函数。通常用模拟的 连续波形描述声波的形状，单一频率的声波可用 一条正弦波表示，如下图所示。,振幅,周期,基线,基线是测量模拟信号的基准点。声波的振 幅表示声音信号的强弱程度。声波的频率反映出 声音的音调，声音细尖表示频率高，声音粗低表 示频率低。振幅和频率不变的声音信号，称为单音。 单音一般只能由专用电
21、子设备产生。在日常生活 中，我们听到的自然界的声音一般都属于复音， 其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。复 音中的最低频率称为复音的基频（基音），是决 定声调的基本要素，它通常是个常数。复音中还 存在一些其它频率，是复音中的次要成分，通常 称为谐音。基频和谐音合成复音，决定了特定的 声音音质和音色。,2数字音频,声波是随时间而连续变化的物理量，通过 能量转换装置，可用随声波变化而改变的电压 或电流信号来模拟。以模拟电压的幅度来表示 声音的强弱。为使计算机能处理音频，必须对声音信号 数字化。,(1). 采样和量化,(2). 影响数字音频质量的技术参数,(3). 数字音频文件的存储量,(4).
22、 数字音频信号的编码,(1). 采样和量化,(c) 采样信号的量化,(a) 模拟音频信号,(b) 音频信号的采样,数字化音频的过程如下图所示。,模拟声音在时间上是连续的，或称连续时 间函数x(t)。用计算机处理这些信号时，必须 先对连续信号采样，即按一定的时间间隔(T)在 模拟声波上截取一个振幅值(通常为反映某一瞬 间声波幅度的电压值)，得到离散信号x(nT) (n为整数)。T称采样周期，1/T称为采样频率。为了把采样得到的离散序列信号x(nT)存 入计算机，必须将采样值量化成有限个幅度值 的集合x(nT)，采样值用二进制数字表示的过程 称为量化编码。,(2). 影响数字音频质量的技术参数,对
23、模拟音频信号进行采样量化编码后，得 到数字音频。数字音频的质量取决于采样频率、 量化位数和声道数三个因素。,1). 采样频率采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。 在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采 用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音 乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱 盘的采样频率即为44.1KHz。,2). 量化位数量化位数也称“量化精度”，是描述每个采样 点样值的二进制位数。例如，8位量化位数表示每 个采样值可以用28即256个不同的量化值之一来表 示，而16位量化位数表示每个采样值可以用216即 65536个不同的量化值之一来表示。常用的
24、量化位 数为8位、12位、16位。,3). 声道数声音通道的个数称为声道数，是指一次采 样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如 果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生 成两个声波数据，称为双声道（立体声）。随着 声道数的增加，所占用的存储容量也成倍增加。,(3). 数字音频文件的存储量,以字节为单位，模拟波形声音被数字化后 音频文件的存储量(假定未经压缩)为：存储量=采样频率量化位数/8声道数时间例如，用44.1KHz的采样频率进行采样，量 化位数选用16位，则录制1秒的立体声节目，其 波形文件所需的存储量为：4410016821=176400(字节),(4). 数字音频信号的编码,一
25、般情况下，声音的制作是使用麦克风或 录音机来产生，再由声卡上的WAVE合成器的 (模/数转换器)对模拟音频采样后，量化编码为 一定字长的二进制序列，并在计算机内传输和 存储。在数字音频回放时，再由数字到模拟的 转化器(数/模转换器)解码可将二进制编码恢复 成原始的声音信号，通过音响设备输出。如下 图所示。,模拟音频信号输入,采样/量化编码,传输/存储,解码,播放,数字波形文件数据量大，数字音频的编码 必须采用高效的数据压缩编码技术。音频信号 能够被压缩编码的依据有两个，一是声音信号 存在着数据冗余；二是利用人的听觉特性来降 低编码率，人的听觉具有一个强音能抑制一个 同时存在的弱音现象，这样就可
26、以抑制与信号 同时存在的量化噪声；另外人耳对低频端比较 敏感，而对高频端不太敏感，由此引出了“子带 编码技术”。音频信号的压缩编码方式可分为波形编码 参数编码和混合编码三种。,1). 波形编码波形编码的算法简单，易于实现，可获得 高质量的语音。常见的三种波形编码方法为： 脉冲编码调制(PCM)，实际为直接对声音信号作 AD转换。只要采样频率足够高，量化位数足 够多，就能使解码后恢复的声音信号有很高的 质量。 差分脉冲编码调制(DPCM)，即只传输声音预测 值和样本值的差值以此降低音频数据的编码率。 自适应差分编码调制(ADPCM)，是DPCM方法的进 一步改进，通过调整量化步长，对不同频段设
27、置不同的量化字长，使数据得到进一步的压缩。,2). 参数编码参数编码方法通过建立起声音信号的产生 模型，将声音信号用模型参数来表示，再对参 数进行编码，在声音播放时根据参数重建声音 信号。参数编码法算法复杂，计算量大，压缩 率高，但还原声音的质量不高。 3). 混合编码混合编码是把波形编码的高质量和参数编 码的低数据率结合在一起，取得了较好效果。,音频编码标准和算法,2.3.2 MIDI音频,MIDI音频是将电子乐器键盘上的弹奏信息 记录下来，包括键名、力度、时值长短等，是乐 谱的一种数字式描述。当需要播放时，只需从相 应的MIDI文件中读出MIDI消息，生成所需要的声 音波形，经放大后由扬声
28、器输出。如下图所示。,1. 什么是MIDI,2. MIDI设备配置,3. MIDI文件的特点,MIDI是Musical Instrument Digital Interface(乐器数字接口)的缩写。MIDI是一种 国际标准，是计算机和MIDI设备之间进行信息交 换的一整套规则，包括各种电子乐器之间传送数 据的通信协议。,1. 什么是MIDI,MIDI设备就是处理MIDI信息所需的硬件设 备，其基本组成包括：,2. MIDI设备配置,(1). MIDI端口,(2). MIDI键盘,(3). 音序器(Sequencer),(4). 合成器,(1). MIDI端口,一台MID设备可以有一至三个MI
29、DI端口，分 别称为MIDI In、MIDI Out、MIDI Thru。它们的 作用是：MIDI In：接收来自其它MIDI设备的MIDI信 息。MIDI Out：发送本设备生成的MIDI信息到 其它设备。MIDI Thru：将从MIDI In端口传来的信息 转发到相连的另一台MIDI设备上。,(2). MIDI键盘,MIDI键盘是用于MIDI乐曲演奏的，MIDI键 盘本身并不发出声音，当作曲人员触动键盘上的 按键时，就发出按键信息，所产生的仅仅是MIDI 音乐消息，从而由音序器录制生成MIDI文件。,(3). 音序器(Sequencer),用于记录、编辑、播放MIDI的声音文件， 音序器有
30、以硬件形式提供的，目前大多为软件音 序器。音序器可捕捉MIDI消息，将其存入MIDI文 件，MIDI文件扩展名为 .MID。音序器还可编辑 MIDI文件。,(4). 合成器,MIDI文件的播放是通过MIDI合成器，合 成器解释MIDI文件中的指令符号，生成所需要 的声音波形，经放大后由扬声器输出，声音的 效果比较丰富。,1). MIDI合成方式MIDI合成方式主要有调频合成(FM)和波 形表合成(Wave Table)两种方式。调频合成方 式，其原理是根据傅立叶级数而来。波形表合 成的原理是ROM中已存储着各种实际乐器的声 音采样，合成时以查表方式调用这些样本将其 还原回放。,2). 硬波形表
31、合成与软波形表合成硬波表合成方式的数字声音样本被保存 在ROM内或RAM(可动态更换)内。而软波表的数 字化样本保存于系统主存中，合成运算靠CPU 完成，最终的音频合成靠声卡上的WAVE合成器 来完成。软波表实际上是针对合成MIDI音乐而开 发的一套软件，其主要作用是控制高速CPU来 完成波表MIDI合成器的部分功能。,3. MIDI文件的特点,(1). 由于MIDI文件只是一系列指令的集合，因此它比数字波形文件小得多，大大节省了存储空间。 (2). 使用MIDI文件，其声音卡上必需含有硬件音序器或者配置有软件音序器。 (3). MIDI声音适于重现打击乐或一些电子乐器的声音，利用MIDI声音
32、方式可用计算机来进行作曲。 (4). 对MIDI的编辑很灵活，在音序器的帮助下，用户可自由地改变音调、音色以及乐曲速度等，以达到需要的效果。,2.3.3 CD-DA唱盘,CD-DA(Compact Disk-Digital Audio)即 数字音频光盘。是光盘的一种存储格式，专门 用来记录和存储音乐。CD唱盘也是利用数字技 术(采样技术)制作的，只是CD唱盘上不存在数 字声波文件的概念，而是利用激光将0、1数字 位转换成微小的信息凹凸坑制作在光盘上，通 过CD-ROM驱动器特殊芯片读出其内容，再经过 DA转换，把它变成模拟信号输出播放。,2.3.4 声卡,声卡是多媒体计算机必备的部件之一，用来
33、 处理各种类型数字化声音信息。,1. 声卡的结构与功能,2. 声卡的安装,3. 安装测试,1. 声卡的结构与功能,声卡一般由Wave合成器、MIDI合成器、混 合器、MIDI电路接口、CD-ROM接口、DSP数字信 号处理器等组成。,(1). Wave合成器Wave合成器的模/数转换和数/模转换是声 卡上数据处理器件。,(2). MIDI合成器标准的多媒体计算机通过MIDI合成器播放 MIDI文件。,(3). 混音器声卡上的混音器芯片可以对以下音源进行 混合：数字化声音(DAC)，调频FM合成音乐(FM) CD音频(CD-ROM)，线路输入(AUX)，话筒输入 (MIC)及PC声音输出(SPK
34、)。,(4). MIDI接口声卡能够接收、录制及输出MIDI信号， MIDI接口完成电子音乐设备与声卡之间的信号 传输通道，通过软件控制可以将MIDI音乐设备 演奏，反之，也可以将电子音乐设备上演奏的 音乐录制成MIDI数据文件，在计算机中进行模 拟演奏或修改。,(5). CD-ROM接口CD-ROM接口提供了从CD-ROM的CD-DA的输 出信号到声卡音源输入的通路，CD-ROM播放CD 唱盘的音频时，将音频信号直接通过声卡的功 放送到扬声器，通过调节声卡的音量控制，即 可控制CD唱盘的音量。,(6). DSP数字信号处理器用作对数字音频信号的实时压缩和解压 缩，以及用于语音朗读、语音识别等
35、特殊音频 信号的处理。,了解了声卡的组成及工作原理后，可总结 出声卡有以下主要功能： (1). 录制与播放波形音频文件。 (2). 编辑与合成波形音频文件。 (3). MIDI音乐录制和合成。 (4). 文语转换和语音识别。,2. 声卡的安装,(1). 硬件安装 步骤1 关闭计算机电源，拔下供电电源和所有外接线插头。 步骤2 打开机箱外壳，选择一个空闲的16位扩展槽并将声卡插入扩展槽。 步骤3 连接来自CD-ROM驱动器的音频输出线到声卡的CD IN针形输入线上； 步骤4 盖上机箱外壳，并将电源插头插回。 步骤5 声卡与其它外设的连接，按下页图进行。,LINE IN,LINE OUT,SPK
36、OUT,MIDI,录音机、CD唱机等 线性输出,话筒,扬声器,线性输入 立体声放大器,MIC IN,(2). 软件安装对不同的声卡，软件的安装方法不完全相 同，需要按照说明书安装。 1). 安装驱动程序声卡的驱动程序是控制声卡工作的必要程 序，不同的声卡驱动程序是不同的。 2). 安装应用程序安装声卡的应用程序，例如混音器、录音 师和MIDI编辑软件等。,3. 安装测试,声卡安装完成后，即可对声卡进行测试， 以检查声卡能否正常工作，可以使用 Windows 98的“媒体播放机”进行测试。如果测试 时，没有声音播出，可能有两种情况：一是插孔 接触不良，请检测扬声器插孔、音量开关等；二 是配置产生
37、冲突，进入控制面板的“系统”设置查 看是否有冲突。,2.4 多媒体视频,凡是通过视觉传递信息的媒体，都属于视 觉媒体。视频是多媒体的重要组成部分，是人们 容易接受的信息媒体。包括静态视频(静态图像) 和动态视频(电影、动画)。通常，我们将静态视 频称“图像”，而用“视频”专指动态视频。,2.4.1 视频的彩色空间的表示及转换,2.4.2 模拟视频标准,2.4.3 数字视频,2.4.4 视频采集卡,返回,2.4.1 视频的彩色空间的表示及转换,在多媒体计算机中，常常涉及到几种不同 的色彩空间表示颜色。如计算机显示时采用RGB 彩色空间；彩色印刷时采用CMYK彩色空间；彩色 全电视信号数字化时采用
38、YUV彩色空间；为了便 于色彩处理和识别，视觉系统又经常采用HSI彩 色空间。,1. 色彩的基本概念,2. 色彩空间的表示,3. 色彩空间的转换,1. 色彩的基本概念,颜色与光的波长有关，不同波长的光呈现 不同颜色。颜色具有三个特征：色调、亮度、 饱和度。 色调：表示颜色的种类，如红、黄、蓝等。色彩 取决于光的波长，是决定颜色的基本特征。 饱和度：是表示颜色的纯净程度，即色彩含有某 中单色光的纯净程度。它是按单色光中混入其它 色的比例来表示的。 亮度：是指色彩所引起的人眼对明暗程度的感觉 同一种色调的亮度会因光源的强弱产生不同的变 化，同一色调如加上不同比例的黑或白色混合后 亮度也会发生变化。
39、,2. 色彩空间的表示,(1). 计算机显视器RGB彩色空间,(2). 彩色印刷CMYK彩色空间,(3). 彩色电视YUV和YIQ彩色空间,(4). HSI彩色空间,(1). 计算机显视器RGB彩色空间,RGB 彩色空间又称加色法系统。RGB 彩色 空间采用三种基本颜色，即 RGB(红，绿，蓝)。 彩色显视器的输入需要RGB三个彩色分量，通过 三个分量的不同比例配合，在显示屏幕上合成 所需要的任意颜色，三种颜色均无时显示黑色。在RGB彩色空间，任意彩色光F，其配色方 程可写成：F=rR+gG+bB其中，r、g、b为三色系数，rR、gG、 bB为F色光的三色分量。任意一种色光，其色 度可由相对色
40、系数中的任意两个唯一的确定。,(2). 彩色印刷CMYK彩色空间,CMYK彩色空间又称减色法系统。彩色印刷 采用靛蓝、品红、黄色和黑色四种油墨印刷各 种颜色，通常把这四种颜色简称CMYK。靛蓝、 品红、黄色三种颜色混合在一起时应呈黑色。 在现实中，把等量的靛蓝、品红、黄色油墨混 合在一起产生不是黑色而是深棕色。因此又加 入一些黑墨以打印真正的黑色。,(3). 彩色电视YUV和YIQ彩色空间,现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色 摄像机或彩色电荷耦合器件摄像机，把摄得的 彩色图像信号，经分色棱镜分成R0G0B0三个分量 的信号，分别经放大和校正得到RGB信号，再经 过矩阵变换电路得到亮度信号Y、
41、色差信号R-Y 和B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进 行编码，用同一信道发送出去。这就是常用的 YUV彩色空间。多媒体计算机中采用了YUV彩色空间，数 字化后通常为YUV = 844或者是 YUV = 822。,美国、日本等国采用的NTSC制，选用了 YIQ彩色空间，Y仍为亮度信号，I、Q仍为色差 信号，但它们与U、V是不同的，其区别是色度 矢量图中的位置不同。I、Q与V、U之间的关系可以表示成：I=Vcos33oUsin33oQ=Vsin33o+Ucos33o,选择YIQ彩色空间的好处是，人眼的彩色 视觉特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化 的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能 力最弱。在色度矢量图中，人眼对于处在红、 黄之间，相角为123o的橙色及其相反方向相角 为303o的青色，具有最大的彩色分辨力。,
