Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 19: Đa phương tiện (Multimedia)

Nội dung text: Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 19: Đa phương tiện (Multimedia)

1. CHƯƠNG 19 ĐA PHƯƠNG TIỆN MULTIMEDIA www.themegallery.com
2. Nội dung 19.1.Khái niệm đa phương tiện 19.2.Khái niệm hệ thống máy tính đa phương tiện 19.3.Các thành phần của đa phương tiện 19.4.Các ứng dụng của đa phương tiện 19.5.Nén dữ liệu 19.6.Đồng bộ hóa đa phương tiện www.themegallery.com
3. Khái niệm đa phương tiện . Sử dụng để trình bày thông tin. Có hai cách cơ bản: . Trình bày Unimedia: là một phương tiện truyền thông được sử dụng để trình bày thông tin. . Ví dụ: một hệ thống âm thanh, một quyển sách toàn văn bản, . Trình bày đa phương tiện -Multimedia: có nhiều hơn một phương tiện truyền thông được sử dụng để trình bày thông tin. . Ví dụ: hệ thống truyền hình, quyển sách có cả văn bản và hình ảnh, sơ đồ. www.themegallery.com
4. Khái niệm đa phương tiện . Các phương tiện truyền thường được sử dụng cho mục đích lưu trữ, truy cập và truyền tải thông tin này là: . Văn bản (chữ cái, số). . Đồ họa (hình vẽ và hình ảnh). . Truyện tranh (hình ảnh chuyển động) . Audio (âm thanh) . Video (ghi lại sự kiện thực tế trong cuộc sống) www.themegallery.com
5. KHÁI NIỆM HỆ THỐNG MÁY TÍNH ĐA PHƯƠNG TIỆN . Là một hệ thống máy tính có khả năng tích hợp hai hay nhiều loại phương tiện truyền thông (văn bản, đồ họa, hình ảnh, âm thanh, và video) dành cho các mục đích phát sinh, lưu trữ, thể hiện, thao tác và truy cập các thông tin đa phương tiện. . Các hệ thống máy tính đa phương tiện đòi hỏi: . CPU phải nhanh . Thiết bị lưu trữ lớn . Bộ nhớ chính lớn hơn . Thiết bị đồ họa tốt . Phải có các thiết bị vào/ ra cần thiết. www.themegallery.com
6. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 1. Văn bản: các ký tự và số để biểu diễn thông tin dạng text . Yêu cầu phần cứng cho văn bản . Bàn phím. . OCRs (Optical Character Recognizers) được sử dụng để in văn bản đầu vào trực tiếp của máy tính. . Màn hình. . Máy in. www.themegallery.com
7. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 1. Văn bản . Yêu cầu phần mềm đối với văn bản . Chỉnh sửa văn bản. . Định dạng văn bản . Tìm kiếm văn bản . Hypertext . Nhập và xuất văn bản www.themegallery.com
8. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 2. Đồ họa Các loại đồ họa . Line drawing: hình vẽ ở dạng 2D và 3D được tạo từ các đối tượng cơ bản như đường thẳng, đường tròn, hình chữ nhật, ellip, . Image: Hình ảnh hay hình chụp được tạo từ các tập pixel. www.themegallery.com
9. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 2. Đồ họa www.themegallery.com
10. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 2. Đồ họa . Yêu cầu phần cứng cho đồ họa . Các thiết bị định vị: chuột, cần điều khiển, . Bộ số hóa: flatbed hoặc rectangular-coordinate. . Máy quét: máy quét quang, bộ số hóa quét hình ảnh, . Ảnh kỹ thuật số . Màn hình máy tính có độ phân giải cao. . Máy in laser. . Máy vẽ. www.themegallery.com
11. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 2. Đồ họa . Yêu cầu phần mềm cho đồ họa . Phần mềm vẽ . Phần mềm chụp màn hình . Clip art . Phần mềm nhập đồ họa . Phần mềm hỗ trợ cho độ phân giải cao www.themegallery.com
12. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 3. Hình ảnh động- Animation Image: . Hình ảnh động trên máy tính liên quan đến việc khởi tạo, việc xuất hiện tuần tự, liên tiếp nhau của một tập các hình ảnh để tạo một hiệu ứng của sự chuyển động. . Hình ảnh động thường được sử dụng trong trường hợp mà ở đó kỹ thuật video không cần thiết hoặc hình ảnh động có thể minh họa các khái niệm tốt hơn so với video. www.themegallery.com
13. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 3. Hình ảnh động: . Những yêu cầu phần cứng cho hình ảnh động: . Các công cụ phát sinh ảnh và các thiết bị: máy quét, máy quay phim kỹ thuật số và bảng mạch tích hợp thu giữ video. . Màn hình máy tính www.themegallery.com
14. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 3. Hình ảnh động: . Phần mềm cần cho hình ảnh động: . Phần mềm tạo hình ảnh động . Phần mềm chụp màn hình . Những đoạn hình ảnh động . Nhập tập tin hình ảnh động . Phần mềm hỗ trợ có độ phân giải cao . Những khả năng ghi hình và phát lại . Hiệu ứng chuyển đổi www.themegallery.com
15. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 4. Âm thanh - Audio . Máy tính xử lý âm thanh bằng cách tổng hợp, ghi âm và phát lại âm thanh đó dưới sự kiểm soát của máy tính. www.themegallery.com
16. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 5. Sóng âm (Analog audio – Wave Sound) và âm thanh kĩ thuật số (Digital audio) . Thông tin của âm thanh tồn tại trong truyền thông đại chúng là dưới dạng sóng âm. . Để máy tính có thể hiểu được thông tin của âm thanh, sóng âm phải được chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạng số. . Bộ chuyển đổi là một thiết bị có khả năng thay đổi những tín hiệu từ dạng này sang dạng khác. www.themegallery.com
17. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 5. Sóng âm (Analog audio – Wave Sound) và âm thanh kĩ thuật số (Digital audio) . Việc chuyển đổi giữa tín hiệu số và tín hiệu tương tự được thực hiện bởi bộ chuyển đổi A/D (Analog to Digital - tương tự sang số) và bộ chuyển đổi D/A (số sang tương tự - Digital to Analog). . Bộ chuyển đổi A/D biến đổi đầu vào là dạng tín hiệu tương tự thành một dãy biểu thị dưới dạng số qua việc số hóa. . Bộ chuyển đổi D/A thì đảo ngược quá trình xử lý của bộ chuyển đổi D/A. Nó biến đổi dãy các số rời rạc trở lại thành các tín hiệu tương tự liên tục. www.themegallery.com
18. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 5. Sóng âm (Analog audio – Wave Sound) và âm thanh kĩ thuật số (Digital audio) . Một hệ thống đa phương tiện có khả năng xử lý thông tin âm thanh đòi hỏi một card âm thanh được trang bị bộ chuyển đổi A/D và D/A. . Một card âm thanh có những tính năng sau đây: . Có bộ kết nối cho loa và headphones cho phép người sử dụng nghe âm thanh ghi lại được. . Có cổng MIDI (Musical instrument Digital Interface) vào để thu nhận âm thanh từ các thiết bị MIDI. . Đa số các bảng mạch âm thanh thường có núm xoay để điều chỉnh âm lượng dựa theo sở thích của họ. www.themegallery.com
19. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Những yêu cầu phần cứng cho âm thanh . Một card âm thanh . Các thiết bị đầu vào để ghi âm lại giọng nói, âm nhạc hay bất cứ dạng nào của âm thanh trong máy tính. Bộ chuyển đổi A/D của card âm thanh để kiểm tra quá trình số hóa âm thanh đầu vào. . Các thiết bị đầu ra để nghe lại âm thanh đã được ghi âm. Bộ chuyển đổi D/A của card âm thanh kiểm tra quá trình chuyển đổi âm thanh từ dạng số sang dạng tương tự. . Các thiết bị MIDI được sử dụng vừa là thiết bị đầu vào lẫn thiết bị đầu ra cho dữ liệu âm thanh. www.themegallery.com
20. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Những yêu cầu phần cứng cho âm thanh . Tổng hợp âm thanh cũng có thể được thực hiện trên máy tính bằng việc sử dụng bàn phím và phần mềm sắp xếp dãy âm thanh. . Bộ biên tập âm thanh được dùng để cắt và dán các âm thanh, thêm vào đó các hiệu ứng đặc biệt và tạo ra dãy các âm thanh mới từ dãy âm thanh đã tồn tại. . Bộ hòa trộn âm thanh được dùng để hợp lại nhiều kênh âm thanh như đồng bộ hóa các điểm. www.themegallery.com
21. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Những yêu cầu phần mềm cho âm thanh . Thư viện của các đoạn âm thanh . Phần mềm nhập tập tin âm thanh . Phần mềm hỗ trợ cho âm thanh chất lượng cao. . Phần mềm có khả năng ghi âm và phát lại. . Phần mềm chuyển đổi văn bản thành âm thanh. . Phần mềm chuyển đổi âm thanh thành văn bản. . Phần mềm nhận dạng giọng nói. www.themegallery.com
22. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7. Phim ảnh - Video . Video liên quan đến quá trình ghi và hiển thị lại một dãy các hình ảnh tại một tốc độ hợp lý để tạo cảm giác là hình ảnh đang chuyển động. . Mỗi hình ảnh đơn của một dãy các ảnh được gọi là khung hình (frame). Một bộ phim động bình thường, khoảng từ 25 tới 30 khung hình được hiển thị mỗi giây. . Phim ảnh liên quan đến việc ghi lại các sự kiện đời sống thật được tạo ra bởi một thiết bị như máy quay kĩ thuật số. . Dữ liệu phim ảnh đòi hỏi không gian lưu trữwww.themegallery.com lớn.
23. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7. Video . Thông tin phim ảnh di chuyển dưới dạng sóng ánh sáng. . Sóng ánh sáng phải được chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạng số. . Máy quay phim là một bộ chuyển đổi sóng ánh sáng thành tín hiệu điện. . Màn hình là một bộ biến năng để chuyển đổi tín hiệu điện thành sóng ánh sáng. . Phim ảnh cũng có sự chuyển đổi giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số được tạo bởi bộ chuyển đổi A/D và D/A www.themegallery.com
24. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7.Phim ảnh-Video Các công nghệ hiển thị phim ảnh . Một hình ảnh được hiển thị bởi một tập các điểm ảnh, các điểm ảnh được sắp xếp thành một ma trận hai chiều. . Một hình ảnh được tạo ra bởi các đường ngang, mỗi dòng là các điểm ảnh rời nhau. . Để quét toàn bộ hình ảnh của phim ảnh trên một màn hình, một súng electron chiếu sáng mỗi điểm bằng cách quét xuống qua màn hình, mỗi hàng một lần, từ trái sang phải và từ trên xuống dưới sau đó quay trở lại. www.themegallery.com
25. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7.Phim ảnh Các công nghệ hiển thị phim ảnh . Tiến trình này, được gọi là quét lưới, được lặp đi lặp lại nhiều lần mỗi giây để đưa ra sự chuyển động liên tục và tránh tình trạng giật hình. . Mỗi dòng di chuyển bởi một súng electron từ trái sang phải được gọi là dòng quét. . Trong quá trình quét, nếu chùm electron di chuyển tất cả các dòng quét liên tục nhau từ trên xuống dưới, nó được gọi là quét tiến tới. Nếu chùm electron di chuyển chỉ trên các đường quét lẻ trong bước đầu tiên và dòng quét chẵn là đường kế tiếp, nó được gọi là quét đan chéo www.themegallery.com
26. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7.Phim ảnh Các công nghệ hiển thị phim ảnh www.themegallery.com
27. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7.Phim ảnh Các công nghệ hiển thị phim ảnh . Khi luồng electron di chuyển hết các dòng quét từ trên xuống, nó lần vết quay lại lên trên. Tương tự như vậy, khi chùm ánh sáng đạt đến điểm kết thúc của một dòng quét, nó quay trở lại nơi bắt đầu của dòng quét kế tiếp được đi qua. . Để ngăn chặn việc vẽ lại các đường đã thấy trên màn hình, những xung điện xóa được áp dụng cho dòng hình ảnh. www.themegallery.com
28. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7. Phim ảnh Các dạng tín hiệu phim ảnh . Một điểm ảnh thì được hình thành bởi các màu RGB hay YUV. . Ví dụ với kiểu YUV tách rời độ sáng từ màu sắc thông qua phép biến đổi tuyến tính từ hệ RGB như sau: . Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B . U = 0.62R – 0.52G – 0.10B . V = -0.15R – 0.29G + 0.44B . Trong đó Y là thành phần độ chói và (U,V) là các thành phần màu sắc. www.themegallery.com
29. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN 7. Phim ảnh . Có hai dạng tín hiệu phim ảnh dành cho việc lưu trữ và truyền dẫn: . Tín hiệu phim ảnh hỗn hợp: gồm độ sáng Y và màu sắc C cho một luồng đơn được chứa đựng và chuyển phát đi. . Thành phần của các tín hiệu phim ảnh: phân tách phim ảnh thành luồng sáng Y và luồng màu sắc C. Các thành phần tín hiệu hình ảnh thuộc về hai dạng sau – thành phần Y/C và thành phần RGB. Thành phần Y/C sử dụng hai kênh riêng rẽ nhau để vận chuyển thông tin về Y và C, ngược lại thành phần RGB sử dụng ba kênh để chứa màu R (đỏ), G(xanh lá cây) và B (xanh dương). www.themegallery.com
30. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các chuẩn phát sóng tivi NTSC (National Television Systems Committee): . Là hệ thống 525 dòng quét sử dụng kĩ thuật quét đan chéo với tốc độ làm tươi là 29.97 khung hình mỗi giây. . Trong NTSC, độ sáng của các tín hiệu được gọi là tín hiệu Y và các tín hiệu màu được điều biến biên độ dựa trên bộ mang chuyển màu sắc tại hai pha khác nhau – pha I (pha trong) giá trị tại 00 và giá trị của Q (phép cầu phương) tại 900. . NTSC được sử dụng ở Mĩ, Nhật Bản và một vài nước ở Châu Á. www.themegallery.com
31. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các chuẩn phát sóng tivi PAL(Phase Alternain Line - tuyến chuyển đổi pha): . Là hệ thống với 625 dòng quét mà sử dụng kĩ thuật quét đan chéo với tốc độ làm tươi là 25 khung hình trên giây. . Các tín hiệu phim ảnh hỗn hợp dựa trên chế độ YUV, trong đó Y là thành phần độ sáng và (U,V) là thành phần màu sắc. . Tín hiệu màu sắc được phát đi trên hai pha điều biến biên độ dựa trên bộ mang chuyển màu sắc nhưng nó sử dụng một tiến trình phức tạp hơn được gọi là tuyến chuyển đổi pha, cung cấp nhiều băng thông cho sự điều biến đổi màu sắc hơn, có độ phân giải màu sắc uyển chuyển hơn. www.themegallery.com
32. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các chuẩn phát sóng tivi SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire - Hệ thống truyền hình màu ở Pháp): . Là hệ thống với 625 dòng quét, sử dụng kĩ thuật quét đan chéo với tốc độ làm tươi là 25 khung hình mỗi giây. . Tín hiệu màu sắc được phát bằng việc sử dụng bộ chuyển màu sắc điều biến tần số. . Có độ phân giải tốt hơn so với NTSC. . SECAM được sử dụng ở Pháp, Tây Âu, Nga và Trung Á. www.themegallery.com
33. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các chuẩn phát sóng tivi www.themegallery.com
34. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Vô tuyến truyền hình có độ phân giải cao (HDTV) www.themegallery.com
35. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các yêu cầu phần cứng cho phim ảnh . Một máy quay phim. . Một màn hình phim ảnh . Một bảng mạch phim ảnh (card đồ họa), được trang bị với bộ chuyển đổi A/D và D/A. . Trình biên tập phim ảnh được dùng để cắt và dán một dãy liên tiếp các hình ảnh, thêm vào các hiệu ứng đặc biệt và để tạo ra những dãy hình mới từ dãy hình đã tồn tại. Chúng cũng cho phép đặt lên trên các đoạn chữ và âm thanh cho dãy ảnh đó. www.themegallery.com
36. CÁC THÀNH PHẦN ĐA CỦA PHƯƠNG TIỆN Các yêu cầu phần mềm cho phim ảnh: . Thư viện các đoạn phim ảnh ngắn . Một hệ thống đa phương tiện với khả năng về hình ảnh cho phép người dùng kiểm soát việc ghi hình và hiển thị phim ảnh. www.themegallery.com
37. CÁC ỨNG DỤNG ĐA PHƯƠNG TIỆN . Giáo dục . Sách đa phương tiện . Sự trình bày tốt hơn . Học ngoại ngữ . Môi trường học tập tự nhiên . Huấn luyện . Giải trí . Sự tiếp thị . Hợp tác làm việc qua mạng . Khoa học và công nghệ www.themegallery.com
38. NÉN DỮ LIỆU 1. Các kỹ thuật nén Data Compression Nén không mất mát (Lossless compression) và mất mát (Lossy compression) thông tin: . Nén không mất mát thông tin là dữ liệu sau khi giải nén giữ nguyên vẹn dữ liệu gốc, ngược lại sau khi giải nén không giống dữ liệu ban đầu là mất mát thông tin. . Các kĩ thuật nén không mất mát thường có tỉ lệ nén cao hơn nhưng có thể sẽ gây ra kém chất lượng dữ liệu nguyên thủy khi giải nén. . Các cấp độ chất lượng cần đạt đến của dữ liệu giải nén thì phụ thuộc vào các ứng dụng. www.themegallery.com
39. NÉN DỮ LIỆU 1. Các kỹ thuật nén Đối xứng hoặc bất đối xứng: . Trong một kỹ thuật nén, nếu thời gian đòi hỏi để nén và giải nén mà xấp xỉ như nhau thì được xem như là nén đối xứng. . Còn trong nén bất đối xứng, thời gian dành cho việc nén thì thường lâu hơn so với việc giải nén. www.themegallery.com
40. NÉN DỮ LIỆU 1. Các kỹ thuật nén Phần cứng và phần mềm: . Là kĩ thuật nén có thể được hiện thực bằng phần mềm hay bằng phần cứng hoặc cả hai. . Mã hóa và giải mã bằng phần cứng đưa ra chất lượng và hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, chúng mắc hơn và chỉ làm việc dựa trên những nền tảng với phần cứng mở rộng. . Mã hóa và giải mã bằng phần mềm có thể chạy trên bất cứ nền nào mà đảm bảo rằng một lượng lớn người dùng có thể có thể dùng được. . Liên quan đến hiệu suất, mã hóa và giải mã bằng phần cứng thì phù hợp cho các CPU tập trung sâu vào xử lý. Mã hóa và giải mã bằng phần mềm thì phù hợp cho các CPU ít tập trung sâu vào xử lý hơn. www.themegallery.com
41. NÉN DỮ LIỆU 2. Các kĩ thuật nén cơ bản Những kĩ thuật nén không mất mát: . Mã hóa độ dài chạy (Run-length coding): Trong phương pháp này, những kí hiệu mang tính chất lặp đi lặp lại trong một chuỗi được thay thế bởi một kí tự và số thể hiện của nó được lặp lại. . Ví dụ, “aaabbcccccaaaaaababbbb” được hiểu là “a4b2c5a6b1a1b4”. www.themegallery.com
42. NÉN DỮ LIỆU 2. Các kĩ thuật nén cơ bản Những kĩ thuật nén không mất mát: . Mã hóa độ dài biến đổi(Variable – length coding): một tập các kí tự đưa ra sẽ có bảng mã để mã hóa nó bằng việc sử dụng một số bít cụ thể dành cho mỗi kí tự. . Ví dụ: Thuật toán Huffman code www.themegallery.com
43. NÉN DỮ LIỆU x 1000 lần 2. Các kĩ thuật nén cơ bản . Ví dụ: Huffman code cần 300.000 bits để mã hóa cả file www.themegallery.com
44. NÉN DỮ LIỆU 2. Các kĩ thuật nén cơ bản Những kĩ thuật nén có mất mát thông tin . Mã hóa đoán nhận trước (Predictive encoding): . Phương pháp mã hóa đoán nhận trước chỉ lưu trữ mẫu ban đầu và các giá trị khác biệt giữa mỗi 2 mẫu thử kề bên trong tất cả các mẫu ở dạng nén. . Dữ liệu nén và được giải nén bằng cách tái tạo lại 1 mẫu dựa vào mẫu trước đó và giá trị sai biệt giữa hai mẫu. . Kích thước tập tin nén dữ liệu thường nhỏ hơn so với dữ liệu tập tin chưa nén. . Ghi nhớ rằng mẫu thử có thể là một điểm ảnh, đường thẳng, mẫu âm thanh hoặc là khung hình phim. www.themegallery.com
45. NÉN DỮ LIỆU 2. Các kĩ thuật nén cơ bản Mã hóa biến đổi (Transform encoding): . Dữ liệu được chuyển đổi từ một miền này tới miền khác. . Mã hóa DCT biến đổi mẫu từ miền thời gian tới miền tần số. Dữ liệu đầu vào được cung cấp bởi một mảng hai chiều (thường là 8 x 8 điểm ảnh). . Mã hóa DCT biến đổi giá trị màu của khối điểm ảnh 8 x 8 thành ma trận 8 x 8 của những không gian tần số. Những tần số thấp được định vị gần góc trên bên trái, và những tần số cao hơn được định vị ở góc phải bên dưới. . Hệ số đầu ra của ma trận DCT được chia bởi các chỉ mục tương ứng của một bảng lượng tử hóa 8 x 8 (Q-table). Mỗi chỉ mục của bảng lượng tử hóa miêu tả nhân tố chất lượng của hệ số đầu ra DCT tương ứng. Nhân tố chất lượng mà càng thấp thì tầm quan trọng của giá trị càng cao. . Giải mã DCT thi hành quá trình ngược lại và chuyển đổi 64 hệ số trở lại giá trị điểm ảnh. www.themegallery.com
46. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện . JPEG (Joint Photographic Experts Group) – Tập các hình ảnh mang tính chuyên nghiệp . JPEG là một chuẩn kĩ thuật nén sử dụng mã hóa DCT dành cho hình ảnh. Hỗ trợ bốn mẫu mã hóa dưới đây: . Tuần tự (Sequential) : hình ảnh được mã hóa theo thứ tự khi mà nó bị quét qua. . Lũy tiến (Progressive): hình ảnh được mã hóa bởi nhiều bước khác nhau . Phân cấp (Hierarchical): hình ảnh được mã hóa tại nhiều độ phân giải để chứa được nhiều dạng hiển thị khác nhau. . Không mất mát (Lossless): hình ảnh được mã hóa bằng cách mà chất lượng nguyên thủy của hình ảnh có thể được hồi phục một cách nguyên vẹn. www.themegallery.com
47. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Các bước cơ bản của JPEG . Nếu hình ảnh nén có màu, không gian màu RGB được biến đổi thành không gian màu YUV và thành phần màu sắc được lấy mẫu giảm xuống để tận dụng sự dư màu. . Hình ảnh sau đó được chia thành một các khối 8 x 8 điểm ảnh. . Quá trình biến đổi DCT được áp dụng cho mỗi khối điểm ảnh 8 x 8 đó để tận dụng việc dư thừa không gian. www.themegallery.com
48. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Các bước cơ bản của JPEG . Kết quả của hệ số DCT được lượng tử hóa vô hướng bằng việc sử dụng một bảng lượng tử (Q-table). . Q-table được sắp xếp theo dạng zigzag, bằng việc tạo ra các bít với giá trị 0 và khác, các thành phần tần số thấp (khác 0) được đặt đằng trước của các thành phần tần số cao (là 0). . Mã hóa độ dài cố định được áp dụng cho dãy zigzag có trị là 0. . Cuối cùng, mã hóa độ dài biến đổi được áp dụng dãy zigzag có trị khác 0. www.themegallery.com
49. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Các bước cơ bản của JPEG www.themegallery.com
50. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Các bước cơ bản của nén JPEG không mất mát: . Một chương trình mã hóa đoán nhận trước được áp dụng cho hình ảnh được nén. Trong trường hợp này, mỗi điểm ảnh của hình ảnh được lưu trữ một cách riêng rẽ. . Sau đó, một bộ mã hóa độ dài biến đổi được sử dụng để mã hóa các điểm ảnh được đoán nhận trước một cách không mất mát để đạt tới các luồng bít nén JPEG. www.themegallery.com
51. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Các bước cơ bản của nén JPEG không mất mát: www.themegallery.com
52. NÉN DỮ LIỆU 3. Một vài tiêu chuẩn kĩ thuật nén đa phương tiện Phim ảnh dạng MPEG (Motion Pictures Experts Group) . MPEG là dạng nén mất mát và bất đối xứng, với tiến trình mã hóa đòi hỏi nhiều thời gian so với tiến trình giải mã. . MPEG sử dụng cả kĩ thuật khung hình nội và khung hình tương tác cho việc nén dữ liệu. . Nén khung hình nội không lợi dụng sự dư thừa mang tính thời gian. Nó mã hóa và gửi sự khác nhau trong các khung liền kề nhau. . Nén khung hình tương tác so sánh các khung hình hiện thời với những cái khác trước nó và mã hóa véctơ hoạt cảnh. www.themegallery.com
53. NÉN DỮ LIỆU Trong MPEG, khung hình mã hóa có ba dạng sau: . I (Intraframe) – Khung hình nội: mã hóa một cách độc lập cho bất cứ khung hình nào khác trong dãy hình, phim ảnh. Do đó nó bao gồm tất cả các thông tin cần thiết được đòi hỏi để tái sản xuất lại một khung hình nguyên vẹn. Sử dụng thuật toán JPEG DCT. . P (Predicted) – Đoán đoán nhận trước từ sự khác biệt của các khung hình nội hay khung hình đoán trước đó trong dãy hình ảnh. . B (Bidirectional) – Kỹ thuật song hướng: được nội suy song hướng bởi các khung hình nội hoặc khung hình đoán nhận trước trước đó và sau đó. www.themegallery.com
54. NÉN DỮ LIỆU www.themegallery.com
55. NÉN DỮ LIỆU Các bước cơ bản của nén MPEG: . Các khung hình riêng rẽ nhau của dữ liệu phim ảnh được nén thì được xử lý trước và việc lấy mẫu màu con được thi hành dựa trên chúng để mang ra cấp độ nén đầu tiên. . Phục hồi hoạt cảnh cho khung hình nội, sau đó được thực hiện cho các khung hình thuộc dạng P – đoán nhận trước và B – khung hình song hướng để mang ra cấp độ nén thứ hai. . Mỗi khung hình sau đó được chia ra thành một dãy các khối 8 x 8 điểm ảnh. . Việc chuyển đổi DCTđược áp dụng cho mỗi khối 8 x 8 điểm ảnh đó để lợi dụng không gian dư thừa. www.themegallery.com
56. NÉN DỮ LIỆU Các bước cơ bản của nén MPEG: . Kết quả hằng số DCT được lượng tử hóa vô hướng bằng sử dụng bảng lượng tử hóa (Q-table). . Kết quả xuất dạng 2-D của lượng tử hóa được sắp xếp theo hình zigzag, tạo một chuỗi các bit bằng 0 để kết thúc. . Sau đó Run-length encoding được áp dụng tới những số 0 của dãy trình tự zigzag. . Cuối cùng, variable-length được áp dụng trên chuỗi mã hóa bằng run-length để thu được chuỗi video MPEG đã được nén. www.themegallery.com
57. NÉN DỮ LIỆU Các version của chuẩn MPEG 1. MPEG-1: MPEG-1 là kết quả cuối cùng của CD-ROM và những ứng dụng với tốc độ khoảng 1.5Mb/s. . Thiết bị đa phương tiện truyền và lưu trữ khác có thể bao gồm DAT, đĩa winchester, đĩa quang học (optical), ISDN và LAN. . Thực tế, tốc độ dữ liệu thì thay đổi và tất cả những người giải mã có thể giải mã với tốc độ trên 1.856 Mb/s. . Video thì hoàn toàn tiến triển và chất lượng hình ảnh thì tương đương với VHS. www.themegallery.com
58. NÉN DỮ LIỆU Các version của chuẩn MPEG . MPEG-2: cung cấp khả năng của việc nén, mã hóa và truyền với tốc độ cao, nhiều kênh, nhiều tín hiệu truyền thông qua băng thông rộng của mạng. . MPEG-2 quan tâm đến chất lượng mã hóa cao cho tất cả những việc truyền số của truyền thông đại chúng, chất lượng hình ảnh với tốc độ dữ liệu khoảng 2-15 Mb/s. . Các ứng dụng chính bao gồm thiết bị lưu trữ số đa phương tiện, truyền hình số (bao gồm HDTV), truyền thông đại chúng qua cable, vệ tinh nhân tạo (satellite), các kênh truyền thông khác, và những gói giao tiếp theo dạng khác và cung cấp khả năng sửa lỗi để thích hợp cho việc truyền qua cable và vệ tinh nhân tạo. . MPEG -2 tập trung vào sự kết hợp của video. Vì vậy, có hai cấu trúc để mã hóa (field và frame) trong MPEG-2. www.themegallery.com
59. NÉN DỮ LIỆU Các version của chuẩn MPEG . MPEG-4: mã hóa độc lập các đối tượng trong frame hình ảnh, khả năng để tương tác kết hợp các đối tượng này với nhau thành một cảnh để hiển thị, và khả năng để truyền cảnh trong dạng có kích thước cao (vd 3-D). . Chuẩn MPEG-4 là khái niệm của vô hướng, cả tạm thời và phạm vi không gian, theo thứ tự để kiểm soát có hiệu quả tốc độ truyền và nhận trong mạng. www.themegallery.com
60. NÉN DỮ LIỆU Các version của chuẩn MPEG . MPEG-4 kết nối các thành phần từ 3 lãnh vực: truyền hình số, đồ họa tương tác, và word wide web. Mục tiêu là cung cấp sự kết hợp của sản xuất, phân phối và hiển thị các thành phần trong 3 lãnh vực này. . Hiện nay, MPEG-4 là trong giai đoạn ứng dụng-nhận diện. Mục tiêu cuối cùng của những ứng dụng là tốc đố rất thấp khoảng 48-64Kb/s như videophone qua PSTV và truyền trực quan qua khả năng của mobile. www.themegallery.com
61. NÉN DỮ LIỆU MPEG Audio . MPEG audio là chuẩn cho việc nén và giải nén âm thanh dạng số. . Kỹ thuật mã hóa được sử dụng cho chuẩn MPEG-4 dựa vào giác quan thính giác của con người. . Trong mã hóa giác quan (perceptual), quang phổ của âm thanh được chia thành một tập băng thông hẹp được gọi là băng quyết định để chọn lựa tần số qua việc nghe của con người. Sau đó kỹ thuật lọc được sử dụng để lọc những tiếng ồn. Bằng việc giảm các mã tiếng ồn, âm thanh thực của tín hiệu gốc có thể như giác quan đã nhận biết. www.themegallery.com
62. NÉN DỮ LIỆU MPEG Audio Các bước cơ bản của việc mã hóa âm thanh MPEG: 1. Tín hiệu âm thanh bị nén được truyền từ phạm vi thời gian đến phạm vi tần số. 2. Sau đó, các tín hiệu âm thanh đi qua một ngân hàng lọc và được chia thành nhiều dãy con. 3. Tín hiệu âm thanh được mô phỏng là một đối tượng như mô hình giác quan đó là thính giác, mô hình này xác định tỉ lệ tiếng ồn của mỗi dãy con. www.themegallery.com
63. NÉN DỮ LIỆU MPEG Audio Các bước cơ bản của việc mã hóa âm thanh MPEG: 4. Mỗi dãy con được lượng tử hóa sử dụng bộ lượng từ hóa. Một bit/tiếng ồn chỉ rõ thuật giải được sử dụng để xác định số bit mã để lượng tử hóa cho mỗi dãy con mà có thể nghe thấy của tiếng ồn nhỏ nhất. 5. Mẫu lượng tử hóa được định dạng thành một dãy gồm những chuỗi các bit mà chúng được mã hóa chuỗi bit cho tín hiệu âm thanh nhập vào. . Để cung cấp chất lượng khác nhau và tốc độ bit khác nhau, chuẩn hỗ trợ ba tầng nén riêng biệt. Tầng 1 là tầng cơ bản nhất và đơn giản nhất của thuật giải mã hóa, tầng 2 và 3 là làm tăng hiệu quả của tầngwww.themegallery.com 1.
64. NÉN DỮ LIỆU MPEG Audio . MPEG-2 audio đã được phát triển cho mã hóa tốc độ bit thấp của nhiều kênh audio. Nó có 5.1 kênh cho audio, bao gồm ba kênh trước (trái, giữa, phải) cộng với hai kênh xung quan, và một kênh tần số thấp được gọi là subwoofer. Subwoofer chỉ có giới hạn tần số đáp lại (khoảng 100Hz), đôi lúc nó cũng được xem như kênh “I”. . MPEG-2 tương thích ngược với MPEG-1 vì nó sử dụng cùng phương thức và cú pháp mã hóa như MPEG-1 cho hai kênh chính (trái và phải). Tuy nhiên, MPEG-2 sử dụng phương thức và cú pháp mã hóa mới cho những kênh xung quanh. www.themegallery.com
65. ĐỒNG BỘ HÓA ĐA PHƯƠNG TIỆN . Đa phương tiện đồng bộ hóa có thể được chia thành hai cấp: . Đặc tả thời gian . Đồng bộ hóa thời gian. www.themegallery.com
66. ĐỒNG BỘ HÓA ĐA PHƯƠNG TIỆN 1. Đặc tả thời gian . Đặc tả thời gian được dùng với mô hình quan hệ thời gian giữa tập những đối tượng đa phương tiện trừu tượng với một kịch bản được trình diễn. . Hai thành phần này sử dụng phương pháp đặc tả thời gian cho đồ họa cơ sở và ngôn ngữ cơ bản. www.themegallery.com
67. ĐỒNG BỘ HÓA ĐA PHƯƠNG TIỆN 1. Đặc tả thời gian Phương pháp đồ họa cơ bản: . Thời gian quan hệ theo những đối tượng đa phương tiện của một trình bày kịch bản được mô tả theo dạng đồ thị như đồ thị X-Y với X là trục hoành mô tả thời gian và Y là trục tung mô tả đối tượng. www.themegallery.com
68. ĐỒNG BỘ HÓA ĐA PHƯƠNG TIỆN 1. Đặc tả thời gian Phương pháp ngôn ngữ cơ bản: . Thời gian quan hệ theo những đối tượng đa phương tiện của một trình bày kịch bản được mô tả theo dạng ngôn ngữ lập trình cụ thể nào đó mà các có các hàm đồng bộ thời gian. . Ví dụ: . SyncAtomicSerial(A,B): đối tượng B bắt đầu sau khi đối tượng A dừng. . SyncAtomicParallel(A,B): đối tượng A và B bắt đầu đồng thời. . SyncElemSerial(t1, A, t2, B): đối tượng A bắt đầu sau thời gian t1 và đối tượng B bắt đầu sau thời gian t2 ngay sau khi A dừng. . SyncElemParallel(t1, A, t2, B): đối tượng A bắt đầu sau thời gian t1 và đối tượng B bắt đầu sau thời gian t2. Trên cơ sở giá trị của t1 và t2, những đối tượng A và B có thể chồng lên nhau. www.themegallery.com
69. ĐỒNG BỘ HÓA ĐA PHƯƠNG TIỆN 2. Đồng bộ hóa thời gian . Đồng bộ hóa thời gian chỉ tập trung vào quan hệ thời gian giữa các đối tượng mà không quan tâm đến lần tham khảo. . Kỹ thuật đồng bộ thời gian sử dụng thông tin quan hệ thời gian của đặc tả thời gian và chuyển nó thành tâm của chương trình phát lại và chương trình phục hồi để ép buộc phát lại những đối tượng đa phượng tiện đã vượt qua trong một kịch bản. www.themegallery.com
70. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Trang 152 (phần 3) www.themegallery.com