《多媒体技术》电子教案：多媒体数据压缩编码技术

多媒体技术第二讲多媒体数据压缩技术（第1—2节）课堂笔记及练习题主题：第二讲多媒体数据压缩技术（第1—2节）学习时间： 4月4日--4月10日内容：第二讲多媒体数据压缩技术第一节多媒体数据和信息转换一、多媒体间的信息转换为了便于交流信息，需要对不同的媒体信息进行转换。

下表是部分媒体之间说明：＊易＊＊较困难＊＊＊很困难二、多媒体数据文件格式多媒体文件的格式很多，下表介绍常用文件格式的特点和应用场合。

三、多媒体数据的信息冗余多媒体计算机系统主要采用数字化方式，对声音、文字、图形、图像、视频等媒体进行处理。

数字化处理的主要问题是巨大的数据量。

一般来说，多媒体数据中存在以下种类的数据冗余：1）空间冗余：一些相关性的成像结构在数字化图像中就表现为空间冗余。

2）时间冗余：两幅相邻的图像之间有较大的相关性，这反映为时间冗余。

3）信息熵冗余（编码冗余）：信息熵是指一组数据所携带的信息量。

如果图像中平均每个像素使用的比特数大于该图像的信息熵，则图像中存在冗余，这种冗余称为信息熵冗余。

4）结构冗余：有些图像从大域上看存在着非常强的纹理结构，例如布纹图像和草席图像，我们说它们在结构上存在冗余。

5）知识冗余：有许多图像的理解与某些基础知识有较大的相关性。

这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，我们称此类冗余为知识冗余。

6）视觉冗余：人类视觉系统对于图像场的任何变化，并不是都能感知的。

这类冗余我们称为视觉冗余。

7）其他冗余：例如由图像的空间非定常特性所带来的冗余。

以上所讲的是多媒体数据的信息冗余。

设法去掉信号数据中的冗余，就是数据压缩。

第二节常用的数据压缩技术一、数据压缩编码方法1）根据解码后数据与原始数据是否完全一致来进行分类：① 可逆编码(无失真编码)，如Huffman编码、算术编码、行程长度编码等。

② 不可逆编码(有失真编码)，常用的有变换编码和预测编码。

2）根据压缩的原理进行划分：① 预测编码：它是利用空间中相邻数据的相关性，利用过去和现在出现过的点的数据情况来预测未来点的数据。

《多媒体技术》教案一、教学目标1、让学生了解多媒体技术的基本概念和主要特点。

2、使学生熟悉多媒体技术所涉及的关键技术，如数据压缩、图像处理、音频处理、视频处理等。

3、帮助学生掌握常见的多媒体软件和工具的使用方法，能够进行简单的多媒体作品创作。

4、培养学生的创新思维和实践能力，提高学生对多媒体技术的应用意识。

二、教学重难点1、重点（1）多媒体技术的概念、特点和关键技术。

（2）常见多媒体软件的操作和应用。

2、难点（1）数据压缩技术的原理和算法。

（2）多媒体作品的创意设计和综合制作。

三、教学方法1、讲授法：讲解多媒体技术的基本概念和原理。

2、演示法：通过演示多媒体软件的操作过程，让学生直观地了解如何进行多媒体创作。

3、实践法：安排学生进行实际操作，加深对所学知识的理解和掌握。

四、教学过程1、课程导入（约 5 分钟）通过播放一段精彩的多媒体作品，如动画电影片段、音乐视频等，引起学生的兴趣，然后提问学生对多媒体的感受和认识，从而引出本节课的主题——多媒体技术。

2、知识讲解（约 30 分钟）（1）多媒体技术的概念多媒体技术是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个或两个以上不同类型信息媒体的技术，这些信息媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视频等。

（2）多媒体技术的特点①集成性：能够将多种不同类型的媒体信息有机地集成在一起。

②交互性：用户可以与多媒体系统进行交互操作，控制信息的展示和处理。

③实时性：能够实时处理和展示多媒体信息，保证信息的及时性和连贯性。

④数字化：多媒体信息以数字形式存储和处理，便于传输和共享。

（3）多媒体技术的关键技术①数据压缩技术：由于多媒体数据量巨大，需要采用压缩技术来减少存储空间和传输带宽。

常见的压缩算法有有损压缩和无损压缩。

②图像处理技术：包括图像的获取、编辑、增强、压缩等，常用的图像处理软件有 Photoshop 等。

③音频处理技术：涉及音频的录制、编辑、合成、特效处理等，如Adobe Audition 软件。

多媒体技术电子教案：多媒体数据压缩编码技术一、多媒体数据压缩编码技术概述多媒体技术是指利用计算机技术将文字、图像、音频、视频等多种形式的信息进行集成，并能够对它进行处理、传输和存储，以提供更好的用户体验。

在多媒体技术中，数据压缩编码技术是非常重要的一个部分。

数据压缩编码技术可以将多媒体数据进行压缩，以便更有效地存储和传输。

该技术可以通过减少数据冗余、淘汰不必要的数据等方式来降低多媒体文件的大小。

数据压缩编码技术有很多种不同的方法，如无损压缩和有损压缩等。

二、无损压缩技术无损压缩技术是将多媒体数据进行无损压缩，即在不损失数据质量的情况下，将文件大小进行压缩。

常见的无损压缩技术包括：Run Length Encoding（RLE）、标志赋值编码、霍夫曼编码等。

1. Run Length Encoding（RLE）Run Length Encoding（RLE）是一种简单的数据压缩编码技术，它通过识别文件中连续出现的相同数据并进行编码来压缩多媒体数据。

例如，当一张图像中有大量相同的像素时，RLE可以将它们表示为一个像素值和一个重复次数的序列，从而达到压缩数据的目的。

2. 标志赋值编码标志赋值编码也是一种简单的无损压缩技术，它可以通过对多媒体数据中的不同符号/颜色赋予不同的标志来将其进行压缩。

例如，一种常见的标志赋值编码技术是算术编码。

3. 霍夫曼编码霍夫曼编码是一种无损压缩技术，它利用统计学原理来压缩多媒体数据。

该编码技术通过对多媒体数据中出现频率较高的符号/颜色分配短码，对出现频率较低的符号/颜色分配长码，从而达到对数据进行压缩的目的。

三、有损压缩技术有损压缩技术是将多媒体数据进行有损压缩，即在一定程度上损失数据质量的情况下，将文件大小进行压缩。

常见的有损压缩技术包括：数据降采样、量子化、离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）等。

1. 数据降采样数据降采样也是一种简单的有损压缩技术，它通过减少音频和视频数据的采样率和比特率来达到压缩文件大小的目的。

教师授课教案/ 学年第学期课程多媒体技术目的要求：了解数据压缩的基本原理旧知复习：多媒体数据的特点重点难点：数据压缩的基本原理教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）一、复习提问（5分）二、讲授新课1.数据压缩技术概述（20分）2.统计编码（40）3.预测编码（20分）三、总结（3分）四、布置作业（2分）课后作业：P254 一、3 二、3教学后记：任课教师：教研室主任新课导入：在多媒体信息中包含有大量冗余的信息，把这些冗余信息去掉，实现了压缩。

第3章多媒体数据压缩编码技术一、多媒体数据的特点：●数据量巨大●数据类型多●数据类型间区别大●多媒体数据的输入输出复杂二、多媒体数据压缩编码的重要性数据两巨大：存储、传输、处理耗时耗空间三、多媒体数据压缩的可能性在多媒体信息中包含有大量冗余的信息，把这些冗余信息去掉，实现了压缩。

●冗余信息包括：（1）空域相关：在每一帧的相邻像素之间相关性很大，有很大的信息冗余量（2）时域相关：相邻帧之间存在很大的信息冗余量（3）视觉掩盖效应四、数据压缩技术的三个指标（1）压缩前后所需的信息存储量之比要大（2）实现压缩的算法要简单（3）恢复效果要好六、数据压缩的基本原理有40余年历史，常用压缩编码方法：◆冗余压缩法（无损压缩）：就是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。

◆有损编码（熵压缩法）：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等技术标准八、变长编码使用长度可变的代码来对以不同频率出现的样本进行编码，主要用于消除代码冗余。

多媒体应用-多媒体数据压缩与编码技术咱现在的生活，那可是被多媒体包围得严严实实的！从手机里的短视频，到电脑上的大片儿，多媒体无处不在。

可您想过没有，为啥这些多媒体文件能在各种设备上顺畅地播放，还不占太多空间？这就得聊聊多媒体数据压缩与编码技术啦！就说我上次出门旅游吧，拿着我的相机咔咔一顿拍，那照片和视频可不少。

等我想把它们都存到电脑里的时候，傻眼了！这文件大得吓人，电脑硬盘都快装不下了。

这时候我就意识到，要是没有数据压缩和编码技术，那我的这些美好回忆可就没地儿存了。

咱们先来说说这数据压缩是咋回事儿。

其实啊，多媒体数据里有很多重复或者不太重要的信息，就像咱写一篇作文，可能会有不少重复的词语或者啰嗦的句子。

数据压缩技术就是把这些重复的、多余的信息给去掉，只留下关键的、有用的部分。

比如说一张图片里有一大片蓝色的天空，其实没必要把每一个像素点的信息都详细记录下来，只要记录一些关键的特征，就能在需要的时候还原出差不多的蓝天效果。

编码技术呢，就像是给这些数据穿上了一件“精简的衣服”。

不同的编码方式能让数据变得更小，更方便存储和传输。

就好比把一堆杂乱的东西按照一定的规则整理好，放进一个个小盒子里，既整齐又省地方。

您想想，要是没有这些技术，咱们下载个电影得等半天，手机里也存不了几首歌。

而且，现在网络这么发达，数据得在各种线路里跑来跑去，如果不压缩编码，那速度慢得能把人急死。

再比如说，咱们在网上看直播，那画面和声音能实时传到咱们眼前和耳朵里，靠的也是数据压缩和编码技术。

把大量的视频和音频信息快速处理好，然后传过来，咱们才能看得过瘾、听得舒坦。

而且啊，这技术可不只是在娱乐方面有用。

在医学领域，那些高清的 CT 图像、核磁共振图像，要是不压缩编码，存储和传输都很麻烦，医生诊断病情的效率也会大打折扣。

在教育领域也是一样，现在很多在线课程都得靠数据压缩和编码技术，才能让我们在网上顺畅地学习。

不然，卡顿的视频、断断续续的声音，这课还怎么上呀？总之，多媒体数据压缩与编码技术就像是一个神奇的魔法，让我们的多媒体世界变得更加便捷、高效和精彩。