(五) 图像的主要参数：
1. 图像大小（图像分辨率）
1) 垂直分辨率：矩阵的行数 水平分辨率：矩阵的列数 2) 像素总数=垂直分辨率X水平分辨率
A. 像素：每个取样点
B. 像素是组成取样图像的基本单位
3) 若图像超过了屏幕（或窗口）大小，则只能显示图像的一部分，使用滚动条可看到全部
图像。
2. 颜色空间的类型（颜色模型）：
1) 定义：指彩色图像所使用的颜色描述方法
2) 常用的颜色模型：RGB、CMYK、HSB、YUV等（颜色模型可以相互转换） 3. 像素深度：
1) 黑白或灰度图像用1个矩阵表示，彩色图像用多个（一般为3个）矩阵表示 2) 定义：像素的所有颜色分量的二进位数之和 3) 意义：决定了不同颜色（亮度）的最大数目 4) 若R 4b、G 4b、B 4b，则最大颜色数目为4096
(六) 图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度／8 (七) 数字图像应用：可视电话、卫星遥感、计算机断层摄影（CT） (八) 图像压缩
1. 可行性：图像中数据相关性很强，人眼的视觉有一定的局限性 2. 方法：
1) 图像压缩方法很多，不同方法适用于不同的应用，一台计算机能使用多种压缩方法。 2) 优劣评价标准：适用范围、压缩倍数的大小、重建图像的质量（有损压缩时）、压缩算
法的复杂程度
(九) 常用图像文件格式
1. BMP：Windows使用的标准图像格式，几乎所有Windows应用软件都支持 2. TIF：大量用于扫描仪和桌面出版
3. GIF：压缩比（无损压缩）可调，文件特别小——颜色数较少（不超过256色），常用于色彩
数要求不高的场合作为插图、剪贴画等使用，支持透明背景，具有渐进显示功能，形成动画效果，适合网络传输
4. JPEG：适用范围最广（国际标准）、可支持有损压缩、主要应用领域之一是数码相机 5. JP2：特别采用了小波分析等先进算法，比JPEG好，更适合网上传输 (十) 图像处理
1. 目的：图像分析、提高图像的视感质量、图像复原和重建
2. 通用图像处理软件的基本功能：图像的缩放显示、调整图像的亮度与对比度等、在图片上制
作文字等，并与图像融为一体
3. 数字图像处理软件：PhotoShop、Microsoft Photo Editor、PhotoImapact
八. 计算机图形
(一) 定义：使用计算机合成制作的图 (二) 又名：矢量图形
(三) 过程：使用计算机描述真实（假象）景物的结构、形状与外貌，在需要显示图像的时候，再根据
其描述和用户的观察位置及光线的设定，生成该景物的图像。
建模/造型 绘 制 景物的模型 景物的视图 (四) 计算机图形学CG：研究如何使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法与技术
(五) 过程模型/算法模型：根据景物的生成规律，并使用相应的算法来描述其规律所建立的模型（如描
述树木、花草、烟火、毛发、山脉等） (六) 使用计算机合成图像的主要优点：
1. 能生成实际存在的具体景物的图像和假想或抽象景物的图像 2. 能生成静止图像和各种运动、变化的动态图像
3. 图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，数据量较小
33
(七) 计算机合成图像的应用：
1. 计算机辅助设计、设计绘制电路图（最直接的应用） 2. 设计制作石油开采地形图 3. 制作天气图等 4. 计算机动画
(八) 矢量绘图软件：AutoCAD、CorelDraw、Illustrator、FreeHand、Microsoft Visio 九. 声音
(一) 声音信号的数字化：
1. 定义：将模拟声音信号转换成二进制数字编码形式以便于计算机进行处理的过程 2. 过程：
1) 取样
模拟声音信号取样量化编码数字声音011010011101……A. 声音是一种波，它由许多不同频率的谐波组成，谐波的频率范围称为声音的带宽。
a) 全频带声音：20Hz～20KHz
b) 言语/语音：人说话的声音，约为300～3400Hz B. 语音的取样频率8KHz、音乐的取样频率40KHz以上 2) 量化
A. 本质：AD转换
B. 量化精度越高，声音的保真度越好，噪音越低 3) 编码
A. 经过取样和量化后的声音，还必须按照一定的要求进行编码 B. 目的：减少数据量，并按某种格式将数据进行组织 C. IP电话语音信号需要进行数据压缩
3. 波形声音获取设备：
1) 麦克风：将声波转换为电信号 2) 声卡
A. 功能：波形声音的获取与数字化、声音的重建与播放、MIDI（乐器指令数字化接口）
声音的输入、MIDI声音的合成与播放 B. 声卡以数字信号处理器DSP为核心，它在完成数字声音的编码、解码及声音编辑操
作中起着重要的作用。
C. 声卡能通过话筒输入、线路输入，获取单、双声道声音 D. 随着大规模集成电路技术的发展，不少PC机的声卡已经与主板芯片组集成在一起，
不再需要做成独立的插卡。
3) 数码录音笔
(二) 声音重建：
1. 过程：解码、数模转换、插值
2. 播放过程中必须借助于安装在声卡上的数字信号处理器DSP转换为波形信号 3. 音箱一般通过声音卡与主机相连接
(三) 波形声音的码率 ＝ 取样频率 × 量化位数 × 声道数
1. CD唱片的码率＝44.1 kHz×16 bits×2＝176.4 KB/s
2. CD唱片1小时的数据量＝176.4KB/s×60×60＝635040KB＝635MB (四) 全频带声音的压缩编码
1. MP3音乐= MPEG-1 audio层3
2. 通过专门的软件可以将WAV文件转换成MP3格式 名称 MPEG-1 audio层1 MPEG-1 audio层2 MPEG-1 audio层3 MPEG-2 audio Dolby AC-3
压缩后的码率（每个声道） 384 kbps 256～192 kbps 128～112 kbps（压缩10～12倍） 与MPEG-1层1，层2，层3相同 64 kbp 34
声道数目 2 2 2 5.1, 7.1 5.1, 7.1 主要应用 数字盒式录音带 DAB,VCD Internet，MP3音乐 同MPEG-1 DVD, DTV，家庭影院 3. 在移动通信和IP电话中，由于信道的带宽较窄，需要采用更有效的语音压缩编码方法。 (五) 计算机合成声音
1. 语音合成：
1) 定义：根据语言学和自然语言理解的知识，使计算机模仿人的发声，自动生成语音的过
程
2) 目前水平~文语转换TTS：按照文本（书面语言）进行语音合成的过程
3) 应用：电话信息查询、语音秘书、残疾人服务（有声E-mail服务、有声文稿校对）等 2. 音乐合成：
1) 声卡上的音源：调频合成器、波表合成器 2) MIDI文件（*.mid）
A. 定义：使用MIDI规范表示的音乐（MIDI文件中记录的是乐谱）
B. 播放：由PC机中的声卡合成，由Windows的媒体播放器软件播放（音乐质量受声
卡档次影响）
C. 优点：文件的数据量很少（比CD少3个数量级，比MP3少两个数量级） D. 缺点：可表示的音乐不够丰富、无法合成出所有各种不同的声音（例如语音）
一〇. 视频
(一) 定义：内容随时间变化的一个图像序列，伴随有与画面动作同步的伴音。 (二) 又叫：运动图像、活动图像
(三) 常见视频：电视，电影，计算机动画等
1. 电视画面：图像由奇数场和偶数场两部分组成，合起来组成一帧图像。 2. 中国采用PAL制式的彩色电视信号
1) 帧频25帧/s
2) YUV模式：亮度信号Y和两个色度信号U、V
A. 减少数字视频的数据量：人眼对亮度信号变化的敏感程度较高，所以视频信号数字
化时色度信号的取样频率可以比亮度信号的取样频率低一些 B. YUV与RGB可相互转换
(四) 数字视频特性
1. 视频信息中各画面内部有很强的信息相关性 2. 一些视频细节人眼无法感知
3. 视频信息中相邻画面的内容有高度的连贯性 (五) 视频信号的数字化
1. 视频信号的数字化过程比声音要复杂 2. 相关设备：
1) 视频采集卡（视频卡）：
A. PC机中用于视频信号（有线电视、DV等）数字化的插卡
B. 视频卡与显卡的关系：数字化后的视频图像，经彩色空间转换（从YUV转换为
RGB），与计算机图形显示卡产生的图像叠加，显示在屏幕上。 C. 视频卡一般插在PC机的PCI插槽内 2) 数字摄像头：
A. 本质：在线数字视频获取设备
B. 工作原理：通过光学镜头、CCD器件采集图像，然后直接将图像转换成数字信号并
输入到PC机（不需视频采集卡进行A/D转换） C. 接口：USB、FireWire
3) 数字摄像机DV——本质：离线数字视频获取设备
(六) 数字视频数据量=列数×行数×像素深度/8 ×帧速×播放时间 (七) 数字视频的压缩编码及其应用
1. MPEG系列标准
1) MPEG-1 ～ VCD
2) MPEG-2 ～数字电视和DVD 3) MPEG-4 ～交互式多媒体应用
MPEG-4目标：支持各种网络条件下（包括移动通信）的交互式多媒体应用，侧重于对多媒体信息内容的访问
2. 部分公司标准：
35
1) 微软公司的avi 2) 苹果公司的QuickTime 3) RealNetworks公司的RealVideo 3. 流媒体技术：
1) 定义：允许在窄带网上让用户一边下载一边收看（听）音视频连续媒体的技术。 2) 应用：在线音频广播、实时音乐或视频点播、视频会议 3) 代表：微软公司的wmv、ASF
(八) 数字视频编辑器（核心软件）：Adobe Premiere、VideoStudio 6（会声会影6）、Windows Movie Maker (九) 动画制作软件：MAYA、3ds max、Animator Pro、Flash (十) 数字视频应用：
1. 可视电话（静态图像和动态图像） 2. 数字电视
? 数字电视接收机（DTV接收机）形式：
A. 数字电视接收机
B. 传统模拟电视机（目前大多数新买的电视机还不能直接支持数字电视的接收与播
放）外加一个数字机顶盒 C. 可以接收数字电视的PC机
3. VOD
? 又叫：点播电视、视频点播
? 定义：用户可以根据自己的需要主动收看电视节目
第六章 信息系统与数据库
一. 计算机信息系统：
(一) 定义：使用各种先进成熟的软件开发工具设计维护的，以提供信息服务为主要目的的数据密集型、
人机交互的计算机应用系统。 (二) 特点：
1. 数据量大：数据一般需存放在辅助存储器（外存）中，内存中设置缓冲区，只暂存当前要处
理的一小部分数据。
2. 数据（绝大部分）持久：不随程序运行的结束而消失，长期保留在计算机系统中。
3. 数据共享
资业应(三) 结构： 源务用… 1. 基础设施层 管逻表 理辑现2. 资源管理层： 各类用户 层 层层 1) 功能：实现信息采集、存储、传输、存取和管
理
基础设施层 2) 主要组成：数据库管理系统 3. 业务逻辑层
4. 应用表现层：
功能：通过人机交互方式，向用户展现信息处理结果
(四) 类型：
? 操作层业务处理系统：对日常管理业务的数据进行记录、查询和处理，如图书馆、银行 ? 辅助技术系统：计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工艺规划CAPP ? 信息检索系统：中国科技文献库、中国科技成果库、中国专利数据库、中国学位论文数据库、
中国学术会议数据库、DIALOG、MEDLINE
36