多媒体图像压缩技术
姓名:Vencent Lee
摘要：多媒体数据压缩技术是现代网络发展的关键性技术之一。由于图像和声音信号中存在各种各样的冗余，为数据压缩提供了可能。数据压缩技术有无损压和有损压缩两大类，这些压缩技术又各有不同的标准。
一、多媒体数据压缩技术
仙农(C．E．Shannon)在创立信息论时，提出把数据看作是信息和冗余度的组合。早期的数据压缩之所以成为信息论的一部分是因为它涉及冗余度问题。而数据之所以能够被压缩是因为其中存在各种各样的冗余；其中有时间冗余性、空间冗余性、信息熵冗余、先验知识冗余、其它冗余等。时间冗余是语音和序列图像中常见的冗余，运动图像中前后两帧间就存在很强的相关性，利用帧间运动补兴就可以将图像数据的速率大大压缩。语音也是这样。尤其是浊音段，在相当长的时间内(几到几十毫秒)语音信号都表现出很强的周期性，可以利用线性预测的方法得到较高的压缩比。空间冗余是用来表示图像数据中存在的某种空间上的规则性，如大面积的均匀背景中就有很大的空间冗余性。信息熵冗余是指在信源的符号表示过程中由于未遵循信息论意义下最优编码而造成的冗余性，这种冗余性可以通过熵编码来进行压缩，经常使用的如Huff-man编码。先验知识冗余是指数据的理解与先验知识有相当大的关系，如当收信方知道一个单词的前几个字母为administrato时，立刻就可以猜到最后一个字母为r，那么在这种情况下，最后一个字母就不带任何信息量了，这就是一种先验知识冗余。其它冗余是指那些主观无法感受到的信息等带来的冗余。
通常数据压缩技术可分为无损压缩(又叫冗余压缩)和有损压缩(又叫熵压缩)两大类。无损压缩就是把数据中的冗余去掉或减少，但这些冗余量是可以重新插入到数据中的，因而不会产生失真。该方法一般用于文本数据的压缩，它可以保证完全地恢复原始数据；其缺点是压缩比小(其压缩比一般为2：1至5：1)。有损压缩是对熵进行压缩，因而存在一定程度的失真；它主要用于对声音、图像、动态视频等数据进行压缩，压缩比较高(其压缩比一般高达20：1以上。最新被称为“E—igen—ID”的压缩技术可将基因数据压缩1．5亿倍)。对于多媒体图像采用的有损压缩的标准有静态图像压缩标准(JPEG标准，即‘JointPhotographicExpertGroup’标准)和动态图像压缩标准(MPEG标准，即‘MovingPictureExpertGroup’标准)。
JPEG利用了人眼的心理和生理特征及其局限性来对彩色的、单色的和多灰度连续色调的、静态图像的、数字图像的压缩，因此它非常适合不太复杂的以及一般来源于真
实景物的图像。它定义了两种基本的压缩算法：一种是基于有失真的压缩算法，另一种是基于空间线性预测技术(DPCM)无失真的压缩算法。为了满足各种需要，它制定了四种工作模式：无失真压缩、基于DCT的顺序工作方式、累进工作方式和分层工作方式。
MPEG用于活动影像的压缩。MPEG标准具体包三部分内容：(1)MPEG视频、(2)MPEG音频、(3)MP系统(视频和音频的同步)。MPEG视频是标准的核心分，它采用了帧内和帧间相结合的压缩方法，以离散余变换(DCT)和运动补偿两项技术为基础，在图像质量基不变的情况下，MPEG可把图像压缩至1／100或更MPEG音频压缩算法则是根据人耳屏蔽滤波功能。利用音响心理学的基本原理，即“某些频率的音响在重放其频率的音频时听不到”这样一个特性，将那些人耳完全不到或基本上听到的多余音频信号压缩掉，最后使音频号的压缩比达到8：1或更高，音质逼真，与CD唱片可媲美。按照MPEG标准，MPEG数据流包含系统层和压层数据。系统层含有定时信号，图像和声音的同步、多
分配等信息。压缩层包含经压缩后的实际的图像和声数据，该数据流将视频、音频信号复合及同步后，其数据输率为1．5MB／s。其中压缩图像数据传输率为1．2M压缩声音传输率为0．2MB／s。
MPEG标准的发展经历了MPEG—I,MPEG一2、MPEG一4、MPEG-7、MPEG一21等不同层次。在MPEG的不同标准中，每—个标准都是建立在前面的标准之上的，并与前面的标准向后的兼容。目前在图像压缩中，应用得较多的是MPEG一4标准，MPEG-是在MPEG-2基础上作了很大的扩充，主要目标是多媒体应用。在MPEG一2标准中，我们的观念是单幅图像，而且包含了一幅图像的全部元素。在MPEG一4标准下，我们的观念变为多图像元素，其中的每—个多图像元素都是独立编码处理的。该标准包含了为接收器所用的指令，告诉接收器如何构成最终的图像。
上图既表示了MPEG一4解码器的概念，又比较清楚地描绘了每个部件的用途。这里不是使用单一的视频或音频解码器，而是使用若干个解码器，其中的每一个解码器只接收某个特定的图像(或声音)元素，并完成解码操作。每个解码缓冲器只接收属于它自己的灵敏据流，并转送给解码器。复合存储器完成图像元素的存储，并将它们送到显示器的恰当位置。音频的情况也是这样，但显然不同点是要求同时提供所有的元素。数据上的时间标记保证这些元素在时间上能正确同步。MPEG一4标准对自然元素(实物图像)和合成元素进行区分和规定，计算机生成的动画是合成元素的一个例子。比如，一幅完整的图像可以包含一幅实际的背景图，并在前面有一幅动画或者有另外一幅自然图像。这样的每一幅图像都可以作最佳压缩，并互相独立地传送到接收器，接收器知道如何把这些元素组合在一起。在MPEG一2标准中，图像被看作一个整体来压缩；而在MPEG一4标准下，对图像中的每一个元素进行优化压缩。静止的背景不必压缩到以后的I帧之中去，否则会使带宽的使用变得很紧张。而如果这个背景图像静止10秒钟，就只要传送一次(假设我们不必担心有人在该时间内切人此频道)，需要不断传送的仅是前台的比较小的图像元素。对有些节目类型，这样做会节省大量的带宽。MPEG一4标准对音频的处理也是相同的。例如，有一位独唱演员，伴随有电子合成器，在MPEG一2标准下，我们必须先把独唱和合成器作混合，然后再对合成的音频信号进行压缩与传送。在MPEG一4标准下，我们可以对独唱作单独压缩，然后再传送乐器数字接口的声轨信号，就可以使接收器重建伴音。当然，接收器必须能支持MIDI放音。与传送合成的信号相比，分别传送独唱信号和MIDI数据要节省大量的带宽。其它的节目类型同样可以作类似的规定。MPEG一7标准又叫多媒体内容描述接口标准。图像可以用色彩、纹理、形状、运动等参数来描述，MPEG一7标准是依靠众多的参数对图像与声音实现分类，并对它们的数据库实现查询。
二、多媒体数据压缩技术的实现方法
目前多媒体压缩技术的实现方法已有近百种，其中基于信源理论编码的压缩方法、离散余弦变换(DCT)和小波分解技术压缩算法的研究更具有代表性。小波技术突破了传统压缩方法的局限性，引入了局部和全局相关去冗余的新思想，具有较大的潜力，因此近几年来吸引了众多的研究者。在小波压缩技术中，一幅图像可以被分解为若干个叫做“小片”的区域；在每个小片中，图像经滤波后被分解成若干个低频与高频分量。低频分量可以用不同的分辨率进行量化，即图像的低频部分需要许多的二进制位，以改善图像重构时的信噪比。低频元素采用精细量化，高频分量可以量化得比较粗糙，因为你不太容易看到变化区域的噪声与误差。此外，碎片技术已经作为一种压缩方法被提出，这种技术依靠实际图形的重复特性。用碎片技术压缩图像时需要占用大量的计算机资源，但可以获得很好的结果。借助于从DNA序列研究中发展出来的模式识别技术，能减少通过WAN链路的流量，最多时的压缩比率能达到90％，从而为网络传送图像和声音提供更大的压缩比，减轻风络负荷，更好地实现网络信息传播。
三、压缩原理
由于图像数据之间存在着一定的冗余，所以使得数据的压缩成为可能。信息论的创始人Shannon提出把数据看作是信息和冗余度（redundancy）的组合。所谓冗余度，是由于一副图像的各像素之间存在着很大的相关性，可利用一些编码的方法删去它们，从而达到减少冗余压缩数据的目的。为了去掉数据中的冗余，常常要考虑信号源的统计特性，或建立信号源的统计模型。图像的冗余包括以下几种：
(1) 空间冗余：像素点之间的相关性。
(2) 时间冗余：活动图像的两个连续帧之间的冗余。
(3) 信息熵冗余：单位信息量大于其熵。
(4) 结构冗余：图像的区域上存在非常强的纹理结构。
(5) 知识冗余：有固定的结构，如人的头像。
(6) 视觉冗余：某些图像的失真是人眼不易觉察的。
对数字图像进行压缩通常利用两个基本原理：
(1) 数字图像的相关性。在图像的同一行相邻像素之间、活动图像的相邻帧的对应像素之间往往存在很强的相关性，去除或减少这些相关性，也就去除或减少图像信息中的冗余度，即实现了对数字图像的压缩。
(2) 人的视觉心理特征。人的视觉对于边缘急剧变化不敏感(视觉掩盖效应)，对颜色分辨力弱，利用这些特征可以在相应部分适当降低编码精度，而使人从视觉上并不感觉到图像质量的下降，从而达到对数字图像压缩的目的。
编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，比如从信息论角度出发可分 为两大类：
(1)冗余度压缩方法，也称无损压缩，信息保持编码或熵编码。具体讲就是解码图像和压缩 编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。
(2)信息量压缩方法，也称有损压缩，失真度编码或熵压缩编码。也就是讲解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。
应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分类为：
(1)无损压缩编码种类 •哈夫曼编码 •算术编码 •行程编码 •Lempel zev编码
(2)有损压缩编码种类 •预测编码：DPCM，运动补偿 •频率域方法：正文变换编码(如DCT)，子带编码 •空间域方法：统计分块编码 •模型方法：分形编码，模型基编码 •基于重要性：滤波，子采样，比特分配，矢量量化
(3)混合编码 •JBIG，H261，JPEG，MPEG等技术标准
衡量一个压缩编码方法优劣的重要指标
(1)压缩比要高，有几倍、几十倍，也有几百乃至几千倍；
(2)压缩与解压缩要快，算法要简单，硬件实现容易；
(3)解压缩的图像质量要好。
四、JPEG图像压缩算法
1．.JPEG压缩过程
JPEG压缩分四个步骤实现：
1.颜色模式转换及采样；
2.DCT变换；
3.量化；
4.编码。
2．1．颜色模式转换及采样
RGB色彩系统是我们最常用的表示颜色的方式。JPEG采用的是YCbCr色彩系统。想要用JPEG基本压缩法处理全彩色图像，得先把RGB颜色模式图像数据，转换为YCbCr颜色模式的数据。Y代表亮度，Cb和Cr则代表色度、饱和度。通过下列计算公式可完成数据转换。
Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B
Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128
Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B＋128
人类的眼晴对低频的数据比对高频的数据具有更高的敏感度，事实上，人类
的眼睛对亮度的改变也比对色彩的改变要敏感得多，也就是说Y成份的数据是比较重要的。既然Cb成份和Cr成份的数据比较相对不重要，就可以只取部分数据来处理。以增加压缩的比例。JPEG通常有两种采样方式：YUV411和YUV422，它们所代表的意义是Y、Cb和Cr三个成份的资料取样比例。
2．2.DCT变换
DCT变换的全称是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形。若对高频的数据做些修饰，再转回原来形式的数据时，显然与原始数据有些差异，但是人类的眼睛却是不容易辨认出来。
压缩时，将原始图像数据分成8*8数据单元矩阵，例如亮度值的第一个矩阵内容如下：
JPEG将整个亮度矩阵与色度Cb矩阵，饱和度Cr矩阵，视为一个基本单元称作MCU。每个MCU所包含的矩阵数量不得超过10个。例如，行和列采样的比例皆为4:2:2，则每个MCU将包含四个亮度矩阵，一个色度矩阵及一个饱和度矩阵。
当图像数据分成一个8*8矩阵后，还必须将每个数值减去128，然后一一代入DCT变换公式中，即可达到DCT变换的目的。图像数据值必须减去128，是因为DCT转换公式所接受的数字范围是在-128到+127之间。
DCT变换公式：
x,y代表图像数据矩阵内某个数值的坐标位置
f(x,y)代表图像数据矩阵内的数个数值
u,v代表DCT变换后矩阵内某个数值的坐标位置
F(u,v)代表DCT变换后矩阵内的某个数值
u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414
u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1
经过DCT变换后的矩阵数据自然数为频率系数，这些系数以F（0，0）的值最大，称为DC，其余的63个频率系数则多半是一些接近于0的正负浮点数，一概称之为AC。
3．3、量化
图像数据转换为频率系数后，还得接受一项量化程序，才能进入编码阶段。
量化阶段需要两个8*8矩阵数据，一个是专门处理亮度的频率系数，另一个则是
针对色度的频率系数，将频率系数除以量化矩阵的值，取得与商数最近的整数，
即完成量化。
当频率系数经过量化后，将频率系数由浮点数转变为整数，这才便于执行最
后的编码。不过，经过量化阶段后，所有数据只保留整数近似值，也就再度损失
了一些数据内容，JPEG提供的量化表如下：
2．4、编码
Huffman编码无专利权问题，成为JPEG最常用的编码方式，Huffman编码通常是以完整的MCU来进行的。
编码时，每个矩阵数据的DC值与63个AC值，将分别使用不同的Huffman编码表，而亮度与色度也需要不同的Huffman编码表，所以一共需要四个编码表，才能顺利地完成JPEG编码工作。
DC编码
DC是彩采用差值脉冲编码调制的差值编码法，也就是在同一个图像分量中取得每个DC值与前一个DC值的差值来编码。DC采用差值脉冲编码的主要原因是由于在连续色调的图像中，其差值多半比原值小，对差值进行编码所需的位数，会比对原值进行编码所需的位数少许多。例如差值为5，它的二进制表示值为101，如果差值为-5，则先改为正整数5，再将其二进制转换成1的补码即可。所谓1的补码，就是将每个Bit若值为0，便改成1；Bit为1，则变成0。差值5应保留的位数为3，下表即列出差值所应保留的Bit数与差值内容的对照。
在差值前端另外加入一些差值的霍夫曼码值，例如亮度差值为5（101）的位数为3，则霍夫曼码值应该是100，两者连接在一起即为100101。下列两份表格分别是亮度和色度DC差值的编码表。根据这两份表格内容，即可为DC差值加上霍夫曼码值，完成DC的编码工作。
AC编码
AC编码方式与DC略有不同，在AC编码之前，首先得将63个AC值按Zig-zag排序，即按照下图箭头所指示的顺序串联起来。
63个AC值排列好的，将AC系数转换成中间符号，中间符号表示为RRRR/SSSS，RRRR是指第非零的AC之前，其值为0的AC个数，SSSS是指AC值所需的位数，AC系数的范围与SSSS的对应关系与DC差值Bits数与差值内容对照表相似。
如果连续为0的AC个数大于15，则用15/0来表示连续的16个0，15/0称为ZRL（Zero Rum Length），而（0/0）称为EOB（Enel of Block）用来表示其后所
剩余的AC系数皆等于0，以中间符号值作为索引值，从相应的AC编码表中找出适当的霍夫曼码值，再与AC值相连即可。
例如某一组亮度的中间符为5/3，AC值为4，首先以5/3为索引值，从亮度AC的Huffman编码表中找到1111111110011110霍夫曼码值，于是加上原来100（4）即是用来取[5，4]的Huffman编码1111111110011110100，[5，4]表示AC值为4的前面有5个零。
由于亮度AC，色度AC霍夫曼编码表比较长，在此省略去，有兴趣者可参阅相关书籍。
实现上述四个步骤，即完成一幅图像的JPEG压缩。
计算机多媒体辅助教学在现代的教学过程中,有不可或缺的作用。为了更好地应用多媒体进行辅助教学,就要明确计算机多媒体辅助教学对教学过程的影响。下面是我为大家整理的计算机多媒体毕业论文，供大家参考。
一：计算机多媒体技术的关键性技术研究
1计算机多媒体技术概述
1.1多媒体技术的涵义
数字化是多媒体技术的根源，例如通过综合、处理的方式对动画、文字等相关要素中的资讯进行总结，并对这些内容进行采集和处理，使用多种软体和硬体对多种媒体之间的逻辑关联建立起来，在此基础上形成人机互动的系统技术。资讯在传播过程中的作用可以在多媒体的帮助下得到完善，与计算机的互动功能连线起来，充分发挥出其作用，最终对能够看见文字与影象，同时还能听见声音的新型材料进行制作，这就是多媒体技术。
1.2多媒体技术的专业化
多媒体技术的专业化实际上就是多种媒体集中在一起的综合形态，同时也是两种以上媒体对资讯进行互动的一种有效载体，多媒体技术以数字讯号为执行单位，在这种情况下，文字、声音以及影象等资讯就可以得到有机结合。也正是因为多媒体技术多样性的存在，使得相关联的一些资讯得以有效的传递和处理，并通过数字化资讯对资料传输过程中产生的失真问题进行有效的解决。
2多媒体关键技术分析
2.1视讯压缩技术
对于多媒体技术中的视讯压缩技术来说，传统压缩编码都是以Shannon资讯理论基础上得以完成的，它的基本是 *** 论，利用统计概率模型对信源进行描绘，但是传统压缩编码缺乏对接受者主观能动性、事件本身的含义、重要程度等方面的考虑，所以，压缩编码的发展过程可以说是从Shannon资讯理论开始的过程。资料压缩编码的方式有很多种不同的形式，从信源的统计特点上来看，一般可以将其分为预测编码、向量量化编码、转换编码等多种形式，从资料视觉特点上来看，可以将其分为基于影象轮廓-纹理的编码、基于方向滤波的影象编码等所中形式。按照影象传达景物的特点来看，可以将其分成基于内容的编码和图形编码两种形式，其中影象编码又可以分成不同的两代：第一代主要是基于资料统计将资料冗余去掉的低层压缩编码方式;第二代是基于内容将内容冗余去掉的压缩编码方法。
2.2视讯点播技术
使用者资讯交流的自然进化以多媒体互动作为主要过程，目前，多媒体服务的范围非常广，其中视讯点播技术是最流行的一种。视讯点播技术是网路技术和计算机技术共同发展的产物，它凝结了计算机、电视等相关技术中的精华，是一门新型技术，集中了食品技术和网路技术等多项技术的优势，过去收看电视节目的被动性得到了彻底的改变，电视节目的收看可以结合人们的需求选择。视讯点播传递方式彻底改变了传统教学模式，教学课堂可以通过网路展开。视讯服务系统的应用使得视讯伺服器各项功能的发挥得到了实现，所以视讯点播技术也是视讯服务系统的重点研究物件。
2.3多媒体资料库技术
在本质上来讲，多媒体资料库技术主要是为了解决三个难题，首先是资讯媒体的多样化，一定要充分的扩大多媒体资料的储存量、组织以及管理的功能，同时也要实现多媒体资料的整合以及表现整合，从而来实现多媒体资料之间的呼叫以及融合，这样相关的整合粒度也就越细。最后就是多媒体资料与人之间的互动性，没有互动性就没有多媒体，因此一定要改变传统的资料库查询被动性，利用多媒体方式进行全面的表现。另外，对于多媒体资料库中的资料来说，资料是表征的事物特征，资料可以取自于现实世界，但是资料也可以通过模拟等方式进行构造，在多媒体资料库中，主要是包含原始的资料、描述性资料以及指示性资料。通常情况下，多媒体资讯表现为一些非格式化的资料，因此这些多媒体资料存在物件复杂、资料储存分散等特点，多媒体资讯的关系是非常简单的，但是资料管理并不是很容易，就目前来说面向物件资料库的管理是不现实的，这是因为面向物件是新一代的资料库应用，需要超强的资料模型做支撑，面向物件的方法很适合对复杂物件进行描述，还可以对多种物件以及其内部的联络进行描述。
3结语
综上所述，计算机技术的更新换代非常快，同时多媒体技术也在不断的发展完善，为满足人们多样化的需求，多媒体技术网路化的目标终将实现。随着通讯技术的不断发展，多媒体网路化的发展程序也更加迅速，目前多媒体技术已经在节目点播、视讯释出以及视讯会议等领域中得到了广泛的应用。多媒体技术将会把计算机技术、通讯技术以及音像技术等紧密结合起来，不断推动资讯处理技术的不断发展。
二：计算机多媒体在现代教育的优点与不足
1、前言
为了适应现代化生产和管理的需要，不少国家正在中、小学普及计算机和资讯科技。我国已经把计算机的发展和应用列为“七五”计划的发展重点之一。目前我国的教学内容、教学方式、教学方法和手段以至教学体制，已不能适应社会主义现代化建设的要求，教育改革势在必行。
2、什么是现代教育
现代教育技术，就是运用现代教育理论和现代资讯科技，通过对教与学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论和实践。现代教育技术强调培养复合型人才。在教育目标的确定问题上，既要满足社会的需求，也要重视学生个人的需求。现代教育技术的运用使现代教育教学具有教育观念的先进性、表现方式的直观性、资讯资源的共享性、教育物件的广泛性、教育过程的互动性等特点，它综合了多种常规媒体的教学优点，达到大规模提高教学质量的目的。
3、什么是多媒体计算机
计算机多媒体是一种把超文体、图形、影象、动画、声音等运载资讯的媒体结合在一起，并通过计算机进行综合处理和控制的技术。多媒体计算机作为教学媒体的一种，它是来储存、传递教育和教学资讯的。“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，媒体medium原有两重含义：一是指储存资讯的实体，如磁碟、光碟、磁带、半导体储存器等，中文常译作媒质;二是指传递资讯的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作媒介。
4、计算机多媒体在现代教育中彰显的作用
4.1手段直观新颖，表现力丰富。多媒体可以将文字、声音、影象、图形、动画、电影、电视等与学习内容进行有机的整合，从而改变了传统学习内容比较单一的特性，可以提高学生的学习兴趣，激发学生学习的积极性。
4.2教学容量大，教学效率高。运用多媒体技术进行教学，教师可以事先在计算机上将教育内容、解题过程，甚至试验等设计好，上课时，教师只需点选滑鼠，即可将这些内容展示给学生方便快捷。对于拥有一些网路教学装置的学校，教师随时可以从网上获取各种教学资讯来补充一些知识。相比于传统教学方式，它节约了书写时间，增加了教学容量，提高了课堂教学效率。多媒体教学的大内容、高效率特点可以适当地加快教学节奏，有利于增强学生的竞争意识，让学生在较短时间内接受更大量的资讯，更易实现教学目的。
4.3共享性好。资讯资源的共享和交流每天都在增加和更新，新技术的发展也使得文字、图片、声音乃至影象在计算机与计算机间传播成为现实。而现代化教育技术的应用，特别是多媒体教育网路的建立，将使教学形式在传统教育中发生著巨大变化。多媒体技术的迅速发展为教学形式、教学手段、教学方法以及教学思想的改变提供了更多的可能性。它不仅可以使教学更为生动形象，而且使得许多常规方式方法难以表现的教学内容可以容易的表现出来，网路远距离教学充分体现了教学的双向性、实用性和互动性。
5、计算机多媒体在教学中的不足
5.1容易改变教师的主导地位。尽管多媒体教学是一种有效、先进的教学模式，但它不应该也不能取代教师的主导地位。如果过分的依赖这种教学模式，那么结果将是本末倒置、得不偿失。
5.2一定程度上忽略了师生互动关系。课堂教学并不仅仅是为资讯的传递，更重要的是为了各种技能的训练。而多媒体教学在这方面提供了更多的现成答案，而缺乏对细致过程的展示。这样，学生在学习过程中就容易缺乏由教师引导的由浅入深、由具体到复杂、由简单到抽象的思维过程。
5.3容易分散学生的注意力。多媒体教学手段形象生动，然而，许多同学注意的只是音乐和动画，甚至有的同学还要讨论萤幕那些地方怎么好玩，并提醒周围同学注意，学生的兴趣调动起来了，可注意力却分散了。
6、多媒体教学需要注意的几个问题
6.1教学课件内容的设计。在教学课件的设计中，首先，内容要简明扼要，重点突出，不能把多媒体课件变成面面俱到的电子图书，这样不利于学生对教学内容的掌握。因此，在制作多媒体课件时，教师一定要明确多媒体课件是针对课堂教学而设计的，把教学内容归纳成为提纲挈领的学习要点，以简明扼要的提纲式文字出现在多媒体课件中，并做到重点突出，详略得当，使学生能快速、准确地把握教学的中心内容。
6.2多媒体技术与传统教学方式的结合。教学是一门艺术，就是指教师在课堂上的形体、语言的表演效果，在课堂教学中，以教师的人格魅力和富有情趣的讲解，通过师生间的情绪相互感染，来调动学生积极参与教学，良好的教学效果及对学生心理产生的正面效应，是任何形式的电子媒体所不能替代的。因此，采用多媒体教学时，应该做到扬弃，即继承传统教学的精华，发挥多媒体教学的长处，做到优势互补。
6.3在多媒体教学中发挥教师的主导作用。在运用多媒体的教学中，知识的来源不再只局限于教师和教材，学生将通过多媒体技术的应用获得大量的资讯，但是，也不能忽视教师在具体教学中的主导作用。因为，各种现代化的媒体技术仅仅是教学的辅助工具，而只有教师才是传授知识和培养学生能力的源泉，因而，在多媒体教学中，教师不是放映员，学生不是观众，师生的教与学的矛盾只能通过教师的主导与学生学习的互动过程来解决，多媒体技术不可能取代教师对知识进行归纳、总结、深化功能和作用。
7、结束语
计算机在教学中的应用将会推动教育改革，但这是一项非常艰钜的事业。任何一项具有比较深远影响的改革，都不是短时间内简单的一、两个招式就能够“立竿见影”地反映到学生的成绩单上面的。多媒体确实弥补了传统教学的诸多不足，给教学带来了新的生机。这就需要每个教师提高多媒体教学能力，创造性地在专业教学中运用现代教育技术，充分利用好学校多媒体装置的同时，继承传统教学的精华，做到优势互补，为社会培养创造型，探索型的人才。
论文关键词:数字视频 影视制作 非线性编辑
论文摘要:本文简要论述了从数码摄像机输入到PC机上、编辑到刻录光盘(DVD或VCD)的数字视频制作全过程,以Premiere软件为例,重点探讨PC机编辑视频的特点、技术。
1.数字影视素材的采集
1.1采集所需的硬件设备
基于PC机的DV素材数字采集一般是通过1394接口进行。1394端口,俗称火线。同通用串行总线(USB)一样,也是一种串行数据传输协议。它们都支持热交换,也就是可以在计算机正在运行时拔插设备。1394具有传输速度快的优点,可以达到400M bps的传输速度,速度比较快(USB1.1数据传输速度为12M bps)。根据它的这个特点,1394常用于连接数据传输量较大的数码摄像机、光驱或移动硬盘等。现在的很多笔记本电脑和台式电脑,1394已经成为标准配置。
对于没有1394接口的PC机,可以配置1394卡或者带有模拟接口的视频采集卡,这些采集卡的价格差异很大,从100多元到千元以上的都有。在采购采集卡的时候,相配备的软件也很重要。价格高的卡,配备的软件就好,功能强、采集速度快,采集和制作的效果都要好很多,使用起来也比较方便。除此之外,目前公认的比较好的、比较常用的视频编辑软件有Premiere、绘声绘影、品尼高等,与绝大多数采集卡是兼容的。
1.2采集过程
有了1394卡或视频采集卡,再安装相应的驱动程序和视频编辑软件以后,就可以进行数据采集了。对于1394卡,一般不需要安装驱动程序,只需要安装视频编辑软件就可以使用。一般随卡配置的软件,通过视频编辑软件的驱动,可以识别采集卡,直接用来采集DV视频。
1394卡的采集:将数码摄像机DV的数字口和PC机的1394口用数据线连接。打开DV,把开关拨置在播放图像的位置(VTR),但并不需要按摄像机的播放按钮。因为在采集的过程中不需要操作DV机,它的放像、前进、后退,都可以由软件控制。
视频采集卡的采集:将数码摄像机DV的模拟视频输出接口和PC机的采集卡模拟输入接口用AV线连接,用手动的方式操作DV机,随卡软件采集数字视频。
声卡的数字音频采集:PC机声卡一般有线路输入、输出接口和MIC接口,声音采集前先对其声卡的录音选项进行设置,模数音频转换用LINE选项,解说词话筒录制选用MIC。常用的软件有录音大师、Cool Edit等。
2.数码影视的编辑
非线性视频节目的后期制作包括视频图像编辑、音频编辑、特技及声像合成等工序,是根据前期摄制的节目素材按要求进行的再创造过程。下面以Premiere6.5版本软件为基础,简要介绍数码影视编辑步骤。
2.1载入工程设置
启动Premiere6.5软件,进入“载入工程设置”选项,点击右栏“定制”按钮,选定自己要编辑的常规参数,如:编辑方式、时基、时间显示;视频压缩格式、颜色深度、帧大小、帧速率、帧幅纵横比;音频采样频率、量化位数、声道、压缩程序;关键帧和生成选项及采集格式等。初次设定以后点击保存按钮命名保存,方便以后使用。这些参数对今后的图像处理很重要,如果制作VCD(352×288),就没有必要选择DVD(720×576)格式,因为这些选项决定了以后压缩的图像格式,每次启动Premiere6.5时,在左栏“可用设置”选项中选择设置合适的命名选项
2.2加入素材
数据采集以后,依据编辑脚本决定选用哪些素材。双击“工程”窗口空白处,或者点击“文件”菜单,选择“导入”,在对话框里选择要加入的素材,可以借助“Shift”键和“Ctrl”键。这样依次把素材放入“工程”窗口。每段素材可以用鼠标拖到“源材”监视窗口,通过播放确定“入点”和“出点”,对于选择好的一段视频用鼠标拖到“时间线”窗口的相应视频轨道。字幕、背景音乐、解说词的编辑基本与视频相同,用鼠标拖入相应的轨道。编辑项目的时间标识,可以通过“时间线”窗口的横栏时间坐标轴看出。
2.3加入特技效果
所谓“特技”,就是素材与素材之间的切换,相当于电影中的镜头切换。特技效果就是上一个素材的最后画面和下一个素材的开始画面衔接时的效果,转场特技主要作用是制作出的作品显得更加专业,使用特技效果可以提高作品的档次。 选择Premier“e特技”时,在“特技”栏中用动画的形式,直观地显示各种“特技”效果的图标,双击“特技”选项,可以改变方向和转换方式。可以根据需要,选择一个特技,用鼠标按住,将其托放在“时间线”窗口某两个素材之间,就完成了这两个素材的转场切换。
2.4加入字幕
字幕加入在一部DV作品中是必不可少的,加入的内容可以是你拍摄的时间、地点、说明等等。加入字幕的方法:点击“文件”菜单选择“新建-字幕”,打开字幕设计窗口,因字幕一般是加入在影片里的,所以字体应该比较小一些,字幕加入的位置也应该加在影片中间,位置由用户根据自己的需要加在影片的某个位置上就可以了。当然,字体、字号、字色、位置等可以设计。
2.5保存项目
在编辑自己的作品时,选择“文件”菜单选项,其中有一个是“保存”的选项。这时,用户可以选择磁盘上的一个盘符,给自己的项目命名,然后“确定”,就保存了自己的项目。
3.VCD与DVD制作
3.1生成压缩格式(mpg)文件
在精心编辑、制作了自己的DV作品以后,接着要进行的工作就是将自己的作品压缩成光盘可以承载的、能被VCD或DVD机识别的文件格式,一般用MPEG格式表示,可以是MPEG-1、MPEG-2等。
在Premiere软件“文件”菜单选项中,选择“输出”选项,再选择“电影”,你可以根据需要选择你最终要生成的文件格式(DVD,VCD,SVCD等)。软件会根据选择,生成所要求的文件格式,进行压缩处理。编辑作品被压缩成mpg格式以后,视频的制作也就进入尾声了。
3.2刻录VCD或DVD
如果已经配置有CD或DVD刻录机,刻录软件可以直接引导刻录可以在VCD或DVD机上以及在计算机上播放的VCD、SVCD和DVD光盘。VCD或MPEG-1对应的VCD;DVD或MPEG-2对应的DVD等。
4.结语
只有将拍摄的DV带制作成DVD或VCD,才真正地发挥了DV的作用,因为它可以脱离摄像机和电脑,在电视上欣赏。
参考文献
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[2]网冠科技.影像点化-Premiere5.5(第一版)[M].北京:机械工业出版社,2001,
[3]韩清兰.浅谈非线性编辑系统的应用[J].有线电视技术.2003,(6/7):45-46.
