数字音视频基础知识(音视频基础)

数字音频基础

声波的特性及听觉特征

• 特性
  • 振幅:声波的振动幅度,反映声音的强度。
  • 频率：声源每秒振动的次数，单位为赫兹。
    • 周期：声源完成一次振动所需要的时间，单位为秒。
    • 波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离。
    • 声速：声波每秒在介质中的传播距离。声速 = 波长 * 频率
  • 频谱：各个频率振幅的综合量，描述了声音在其不同频率的分布情况。
• 听觉特征
  • 响度：人耳对声音强弱的主观感受，首先取决于振幅，其次是频率。人耳所听声音频率：20Hz~20KHz。
  • 音色：人耳对声音调子高低的主观感受，取决于音调。
  • 音色：人耳听觉的一种感受特性，主观感受。
  • 立体声:听觉的方位感和深度感。

音频的数字化

1. 介绍：数字音频是指一个用来表示声音强弱的数据序列，通过对模拟音频进行取样，量化，编码过程，实现对音频信号的模/数转换，形成数字音频信号。
2. 音频的数字化
     取样：在时间轴上连续的信号每隔一定的时间间隔抽取出一个信号的幅度样本，把连续的模拟量用一个个离散的点来表示，使其成为时间上离散的脉冲序列。
       取样频率：每秒钟所抽取声波幅度样本的次数，单位为KHz。为保持声音不失真，取样频率应选在40kHz左右。CD音质：44.1kHz，48kHz,32kHz。电话：8kHz。
     量化：模拟信号通过取样后变成一个时间上离散的脉冲样品序列，但在脉冲幅度上仍会在其动态范围内连续变化。量化就是把时间上离散的模拟信号无限多的幅度值用有限多的量化电平来表示，使其变为数字信号。
       量化等级：二进制位数n表示，称为量化比特数。n位二进制有2的n次方个量化级数。电话：8b量化，CD:16b量化。
     编码： 取样，量化后的信号转化为数字脉冲，量化后的信号转换为代码。
       比特率：（数码率）=取样频率 * 量化比特数。
3. MIDI音频
   电子音乐合成器，计算机音乐的统称。通常MIDI是一种计算机音乐的文件格式。

数字视频基础

视觉特性与色彩

1. 彩色三要素
   • 亮度：与发光强度有关，光源的辐射能量越大，物体的反射能力越强，亮度就越高。能量相同，波长不同，亮度也不同。
   • 色调：人眼看一种或多种波长的光时所产生的色彩的感觉，反应色彩的种类。
   • 饱和度：（色彩的纯度）彩色的深浅，浓淡程度。饱和度越高，颜色越深，越浓。掺入的白光越多，饱和度越小。
2. 三基色原理
   RGB表色系统。任何一种光都可以用三种基本色按不同比例组成。

模拟视频与数字视频

1. 模拟视频的基本原理
     图像的摄取,传播,显示基于光电转换原理。图像摄取和再现通过电子束扫描实现。图像传送采用不同的编码方式。
2. 数字视频及其特点
     数字视频将模拟信号进行模数转变，把视频变成一串串经过编码的数据流。
     精确，不失真，融入计算机，可压缩。
3. 视频的数字化
     视频的数字化是指将模拟视频信号经过采样，压缩，编码转化成数字视频的过程。
     压缩编码：
       JPEG(Joint Photographic Experts Group)标准：静止图片。
       MPEG（Moving Picture Experts Group)标准:数字电视标准，全动态影像。
       H.26标准：可视电话，视像和声音。