多媒体技术基础课件.ppt

多媒体信息经过数字化后，产生巨大的数据信息，数据压缩的对象就是其中的冗余部分。 对于各种媒体信息本身确实存在很大的压缩空间，一般允许在一定限度失真的前提下，对其进行较大程度的压缩。对图像的压缩，一般在人眼允许的误差范围内，不仔细观察，人们是很难觉察压缩前后图像的区别的；对于声音信号，人的听觉对部分频率的音频信号也是不敏感的，这就使多媒体数据压缩成为可能。 数据压缩有两大功能：1、节省存储空间。2、减少对带宽的占用。 数据冗余 数据压缩方法 数据压缩处理一般由两个过程组成：一是编码（Encoding）过程，即对原始数据经过编码进行压缩；二是解码(Decoding)过程，对编码数据进行解码，还原为可以使用的数据。 压缩方法可分为6类：预测编码、变换编码、信息熵编码、结构编码、统计编码及行程编码。 衡量一种数据压缩技术的好坏有三个重要的指标：一是压缩比要大，即压缩前后所需的信息存储量之比要大；二是实现压缩的算法要简单，压缩、解压速度快，尽可能地做到实时压缩解压；三是恢复效果要好，要尽可能地恢复原始数据。 目前常用的压缩编码方法可以分为两大类，一类是冗余压缩法，也称无损压缩法；另一类是熵压缩法，也称有损压缩法。 6.4.1 数据压缩方法 JPEG标准 适用于连续色调和多级灰度的静态图像 MPEG标准 适用于运动图像、音频信息。包括MPEG视频、MPEG音频、MPEG系统（视频和音频的同步）。MPEG已制定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21五种 P221 6.4.2 两大国际压缩标准JPEG标准与MPEG标准 6.4.3 数据压缩的应用 1. MP3音乐 (1) MP3与CD音乐和WAV文件可以通过相应的软件进行转换。 (2) MP3播放器Winamp 2. 利用软件播放VCD 超级解霸 P221 暴风影音 6.5 虚拟现实技术 虚拟现实(VR即Virtual Reality)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术。它充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供了一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment)，使用者完全可以进入虚拟环境中，观看计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感，可以讲话，并且能够嗅到气味。 虚拟现实的发展史P222 6.5.1 虚拟现实的特点 1. 沉浸 沉浸是指用户借助各类先进的传感器进入虚拟环境之后，由于他所看到的、听到的、感受到的一切内容非常逼真，因此，他相信这一切都“真实”存在，而且相信自己正处于所感受到的环境中。 2. 交互 交互是指用户进入虚拟环境后，不仅可以通过各类先进的传感器获得逼真的感受，而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作。如搬动虚拟环境中的一个虚拟盒子，甚至还可以在搬动盒子时感受到盒子的重量。 3. 构想 构想是由虚拟环境的逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联想，它是获取沉浸感的一个必要条件。 虚拟现实技术可以广泛应用于各个领域，如仿真建模、计算机辅助设计与制造、遥控机器人、娱乐与艺术、教育与培训、设计与规划及远程医疗等。 6.5.2 医学图像引导手术 图像引导手术相对于传统的外科手术是一种革命性的进步，这个技术有助于缩短手术时间、减少患者创口的大小、减少手术过程的步骤，这些都能提高手术的质量和缩短病人的恢复周期。图像引导手术系统包括图像获取、图像分割、创建三维模型、术前规划、图像空间到物理空间的配准、三维跟踪系统、手术导航、文档数据的存储等。图像引导手术系统的几个关键技术如下。 基于体直方图分割算法的体绘制 为了减少医学图像分割过程中耗费的时间以及参数设置和调整的复杂程度，采用体直方图分割算法产生不透明度函数，通过不透明度函数进行体绘制。目前，这个技术与大多数分割技术具有调整参数简单、费时少、体绘制结果好的优点。 2．采用隐函数建模方法对三维模型进行随意剪切 在术前规划和手术导航过程中，为了扩大医生的视野，让他们精确地看到他们想看到的区域，三维模型的随意剪切是一种必要的技术。采用VTK(Visualization Toolkit)提供的隐函数建模技术，实现对三维模型的随意剪切。 3．图像空间到物理空间的配准 关于图像配准已经提出了大量的方法，所使用的分类标准包括维数、变换的范围、变换的类型等等。 6.5.3 基于微机的实用虚拟现实系统 计算机辅助手术也称影像导航手术就是虚拟现实系统在医学中的一个应用实例。例如通过骨科手术导航系统能够在术前制定手术计划和术中导航，可以在手术过程中跟踪手术器械，让手术医生随时知道手术器械的位置，为手术医生