第2章 多媒体信息数据描述多媒体信息数据描述2.1 2.1 声音声音2.2 2.2 文本文本2.3 2.3 图像图像1 12.1 2.1 声音声音2.1.12.1.1声音信号数字化声音信号数字化 2.1.22.1.2声音文件格式声音文件格式2.1.32.1.3声音处理、播放软件声音处理、播放软件2 22.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化 声音的种类：人的话音、乐器声、动物发出的声音、自然界的雷声、风声、雨声、闪电声、机器产生的声音等声音电信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号 声音信号的两个基本参数：频率：信号每秒钟变化的次数，用频率：信号每秒钟变化的次数，用HzHz表示。表示。 幅度：信号的强度幅度：信号的强度3 32.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称为为数字信号数字信号。声音信号数字化声音信号数字化：将声音模拟信号转换成数：将声音模拟信号转换成数字信号字信号4 4 2.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化声音信号数字化步骤：声音信号数字化步骤：声音信号数字化步骤：声音信号数字化步骤：采样采样采样采样(sampling)(sampling)(sampling)(sampling) ：某些特定的时刻对声音模拟某些特定的时刻对声音模拟某些特定的时刻对声音模拟某些特定的时刻对声音模拟信号的幅度值进行测量。信号的幅度值进行测量。信号的幅度值进行测量。信号的幅度值进行测量。均匀采样均匀采样均匀采样均匀采样(uniform sampling(uniform sampling）：）：）：）：每隔相等每隔相等每隔相等每隔相等的一小段时间采样一次的一小段时间采样一次的一小段时间采样一次的一小段时间采样一次。 量化量化量化量化(quantization)(quantization)(quantization)(quantization): :把采样得到的信号幅度转把采样得到的信号幅度转把采样得到的信号幅度转把采样得到的信号幅度转换成数值。换成数值。换成数值。换成数值。线性量化（均匀量化）线性量化（均匀量化）线性量化（均匀量化）线性量化（均匀量化）：幅度的划分等间隔：幅度的划分等间隔：幅度的划分等间隔：幅度的划分等间隔非线性量化（非均匀量化）非线性量化（非均匀量化）非线性量化（非均匀量化）非线性量化（非均匀量化）: : : :幅度的划分不等幅度的划分不等幅度的划分不等幅度的划分不等间隔间隔间隔间隔5 5问题：问题：每秒钟需要采集多少个声音样本？每秒钟需要采集多少个声音样本？采样采样频率频率( (f fs s) )每个声音样本的位数每个声音样本的位数(bit per sample(bit per sample，bps)bps)是多少？是多少？量化精度量化精度2.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化6 6 2.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化采样频率采样频率采样频率采样频率奈奎斯特理论奈奎斯特理论(Nyquist theory)(Nyquist theory)：采样频率不应低于声采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍。这样就能把以数字表达的声音信号最高频率的两倍。这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音音还原成原来的声音无损数字化无损数字化(lossless (lossless digitization)digitization)。采样定律公式：采样定律公式： f fs s 2 2f f 或者：或者： T Ts s T T/2 /2 其中其中f f为被采样信号的最高频率为被采样信号的最高频率例：例： 声音信号：看成由许许多多正弦波组成，一个正弦波至少声音信号：看成由许许多多正弦波组成，一个正弦波至少需要两个采样样本表示。需要两个采样样本表示。 电话话音：信号频率约为电话话音：信号频率约为3.4 kHz3.4 kHz，采样频率就选为，采样频率就选为8 kHz8 kHz。 7 72.1.1 2.1.1 声音信号数字化声音信号数字化采样精度采样精度采样精度采样精度声音样本的位数声音样本的位数声音样本的位数声音样本的位数bit/s(bit/s(即即即即bps)bps) 反映度量声音波形反映度量声音波形反映度量声音波形反映度量声音波形幅度的精度。幅度的精度。幅度的精度。幅度的精度。 例如：每个声音样本用例如：每个声音样本用例如：每个声音样本用例如：每个声音样本用1616位位位位(2(2字节字节字节字节) )表示，测得的声音样本表示，测得的声音样本表示，测得的声音样本表示，测得的声音样本值是在值是在值是在值是在0 06553665536的范围里，它的精度就是输入信号的的范围里，它的精度就是输入信号的的范围里，它的精度就是输入信号的的范围里，它的精度就是输入信号的1/655361/65536。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越少。少。少。少。采样精度的另一种表示方法是信号噪声比，简称采样精度的另一种表示方法是信号噪声比，简称采样精度的另一种表示方法是信号噪声比，简称采样精度的另一种表示方法是信号噪声比，简称为为为为信噪比信噪比信噪比信噪比(signal-to-noise ratio(signal-to-noise ratio，SNR)SNR) ：SNRSNR 10 log ( 10 log (V Vsignalsignal) )2 2 / ( / (V Vnoisenoise) )2 2 20 log (20 log (V Vsignalsignal / / V Vnoisenoise) )其中，其中，其中，其中，V Vsignalsignal表示信号电压，表示信号电压，表示信号电压，表示信号电压，V Vnoisenoise表示噪声电压；表示噪声电压；表示噪声电压；表示噪声电压；SNRSNR的单位为分贝的单位为分贝的单位为分贝的单位为分贝(db)(db)8 82.1.2 2.1.2 声音文件格式声音文件格式常见的声音文件格式有：常见的声音文件格式有：WAV,VOC,MIDI,CMF,MOD,MP3WAV文件是文件是Windows所使用的标准数字音频所使用的标准数字音频文件，称为波形文件。文件，称为波形文件。MP3文件是近几年产生的音乐文件，是以音文件是近几年产生的音乐文件，是以音频压缩标准频压缩标准MPEG Layer 3压缩编码的一种音压缩编码的一种音频格式文件。频格式文件。9 9波形音频素材的通过以下途径获取：波形音频素材的通过以下途径获取：（1 1）利用麦克风直接录音，获取数字化的语）利用麦克风直接录音，获取数字化的语音和音乐素材。音和音乐素材。（2 2）家用音响设备、录音机、收音机、电视）家用音响设备、录音机、收音机、电视机以及所有声源的音频输出信号接入声卡的机以及所有声源的音频输出信号接入声卡的线路输入端，利用音频处理软件将对其进行线路输入端，利用音频处理软件将对其进行录音，以此获得是数字音频信号。（录音，以此获得是数字音频信号。（Line Line inin）（3 3）将音乐光盘放入）将音乐光盘放入ROMROM驱动器中，驱动器中，对音轨进行声音采样，转化为数字音频对音轨进行声音采样，转化为数字音频信号。信号。（4 4）利用专用软件，将）利用专用软件，将mp3mp3格式的压缩音频格式的压缩音频文件转换成波形音频文件。文件转换成波形音频文件。2.1.2 2.1.2 声音文件格式声音文件格式10102.1.2 2.1.2 声音文件格式声音文件格式WAVWAV音频文件的特点音频文件的特点采样频率越高，数字化声音与声源的声采样频率越高，数字化声音与声源的声音效果越接近，音质越好。音效果越接近，音质越好。采样精度越高，数据的表达越精确，音采样精度越高，数据的表达越精确，音质越好。质越好。可选择数字音频信号的立体声或单声道可选择数字音频信号的立体声或单声道形式，立体声比单声道的数据量大一倍。形式，立体声比单声道的数据量大一倍。 采样频率和采样精度越高，音频信号采样频率和采样精度越高，音频信号数据量就越大。数据量就越大。数据记录详尽，音频数据基本上没有经数据记录详尽，音频数据基本上没有经过压缩处理，数据量大。过压缩处理，数据量大。11112.1.2 2.1.2 声音文件格式声音文件格式MIDIMIDIMIDIMIDI（Musical Instrument Digital Interface Musical Instrument Digital Interface Musical Instrument Digital Interface Musical Instrument Digital Interface “电子乐器数字接口电子乐器数字接口电子乐器数字接口电子乐器数字接口”）用于在音乐合成器）用于在音乐合成器）用于在音乐合成器）用于在音乐合成器(music synthesizers)(music synthesizers)(music synthesizers)(music synthesizers)、乐器、乐器、乐器、乐器(musical (musical (musical (musical instruments)instruments)instruments)instruments)和计算机之间交换音乐信息的一种和计算机之间交换音乐信息的一种和计算机之间交换音乐信息的一种和计算机之间交换音乐信息的一种标准协议。标准协议。标准协议。标准协议。MIDIMIDIMIDIMIDI优点：优点：优点：优点：生成的文件比较小，因为生成的文件比较小，因为生成的文件比较小，因为生成的文件比较小，因为MIDIMIDIMIDIMIDI文件存储的是命文件存储的是命文件存储的是命文件存储的是命令，而不是声音波形；令，而不是声音波形；令，而不是声音波形；令，而不是声音波形；容易编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容容易编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容容易编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容容易编辑，因为编辑命令比编辑声音波形要容易得多；易得多；易得多；易得多；可以作背景音乐，和其它的媒体，如数字电视、可以作背景音乐，和其它的媒体，如数字电视、可以作背景音乐，和其它的媒体，如数字电视、可以作背景音乐，和其它的媒体，如数字电视、图形、动画、话音等一起播放，加强演示效果。图形、动画、话音等一起播放，加强演示效果。图形、动画、话音等一起播放，加强演示效果。图形、动画、话音等一起播放，加强演示效果。12122.1.2 2.1.2 声音文件格式声音文件格式产生产生MIDIMIDI乐音的方法（用得较多的两种）乐音的方法（用得较多的两种）FM(frequency modulationFM(frequency modulationFM(frequency modulationFM(frequency modulation频率调制频率调制频率调制频率调制 ) ) ) )合成法：合成法：合成法：合成法： 波形用数字来表达，用数字计算机它们组合起波形用数字来表达，用数字计算机它们组合起波形用数字来表达，用数字计算机它们组合起波形用数字来表达，用数字计算机它们组合起来，通过数模转换器来，通过数模转换器来，通过数模转换器来，通过数模转换器(digital to analog (digital to analog (digital to analog (digital to analog convertorconvertorconvertorconvertor，DAC)DAC)DAC)DAC)来生成乐音。来生成乐音。来生成乐音。来生成乐音。 乐音样本合成法，也称为波形表乐音样本合成法，也称为波形表乐音样本合成法，也称为波形表乐音样本合成法，也称为波形表(Wavetable)(Wavetable)(Wavetable)(Wavetable)合合合合成法：成法：成法：成法： 真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，播放时改变播放速度，从而改变音调周期，生播放时改变播放速度，从而改变音调周期，生播放时改变播放速度，从而改变音调周期，生播放时改变播放速度，从而改变音调周期，生成各种音阶的音符。成各种音阶的音符。成各种音阶的音符。成各种音阶的音符。 13132.1.3 2.1.3 声音处理、播放软件声音处理、播放软件声音软件的作用：声音软件的作用：是把声音数字化，并对其进行编辑加工、合成是把声音数字化，并对其进行编辑加工、合成是把声音数字化，并对其进行编辑加工、合成是把声音数字化，并对其进行编辑加工、合成多个声音素材，制作某种声音效果，以及保存多个声音素材，制作某种声音效果，以及保存多个声音素材，制作某种声音效果，以及保存多个声音素材，制作某种声音效果，以及保存声音文件等。声音文件等。声音文件等。声音文件等。常用声音工具：常用声音工具：Easy CD-DA Extractor , Real Jukebox , Easy CD-DA Extractor , Real Jukebox , ColdWave , Cool Edit Pro , Acid WAVColdWave , Cool Edit Pro , Acid WAV， RealOne PlayerRealOne Player等等等等1414 2.1.3 2.1.3 声音处理、播放软件声音处理、播放软件Windows的录音器15152.2 2.2 文本文本2.2.1 2.2.1 文本的文件格式文本的文件格式2.2.2 2.2.2 文字处理软件文字处理软件16162.2.1 文本的文件格式文本的文件格式文本文件可以分两大类：纯文本文件和有格式文文本文件可以分两大类：纯文本文件和有格式文文本文件可以分两大类：纯文本文件和有格式文文本文件可以分两大类：纯文本文件和有格式文本文件本文件本文件本文件纯文本文件纯文本文件纯文本文件纯文本文件是由是由是由是由ASCIIASCII字符和其他字符标准（如字符和其他字符标准（如字符和其他字符标准（如字符和其他字符标准（如汉字编码标准汉字编码标准汉字编码标准汉字编码标准GB2312GB2312）字符构成的文件。如）字符构成的文件。如）字符构成的文件。如）字符构成的文件。如DOSDOS下的下的下的下的TXTTXT文件、各种程序设计语言的源程序文件、各种程序设计语言的源程序文件、各种程序设计语言的源程序文件、各种程序设计语言的源程序文件、数据文件等。文件、数据文件等。文件、数据文件等。文件、数据文件等。17172.2.1 文本的文件格式文本的文件格式格式的文本文件格式的文本文件格式的文本文件格式的文本文件中不仅包含上述字符，而且还含中不仅包含上述字符，而且还含中不仅包含上述字符，而且还含中不仅包含上述字符，而且还含有文字格式（如字体、字号、颜色、下划线、加有文字格式（如字体、字号、颜色、下划线、加有文字格式（如字体、字号、颜色、下划线、加有文字格式（如字体、字号、颜色、下划线、加粗、斜体等）和排版格式（如段落缩进、行间距、粗、斜体等）和排版格式（如段落缩进、行间距、粗、斜体等）和排版格式（如段落缩进、行间距、粗、斜体等）和排版格式（如段落缩进、行间距、边框底纹等）等信息。许多字符处理软件如边框底纹等）等信息。许多字符处理软件如边框底纹等）等信息。许多字符处理软件如边框底纹等）等信息。许多字符处理软件如MS MS Word,Word Star ,WPS ,CCED Word,Word Star ,WPS ,CCED 等生产的文档文等生产的文档文等生产的文档文等生产的文档文件均属此类。件均属此类。件均属此类。件均属此类。18182.2.2 文字处理软件：功能：输入和编辑文字，并具有图形文字混合排版、制表、表格运算等功能常用：Word2000,wps2000等19193 3 图像图像3.13.1图像的颜色模型图像的颜色模型3.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性3.33.3图像的种类图像的种类 3.43.4 图象的文件格式图象的文件格式3.53.5图像处理软件图像处理软件20203.13.1图像的颜色模型图像的颜色模型颜色是视觉系统对可见光的感知结果 自然界中的任何一种颜色都可以由R，G，B这3种颜色值之和来确定，它们构成一个3维的RGB矢量空间。这就是说，R，G，B的数值不同混合得到的颜色就不同，也就是光波的波长不同。 21213.13.1图像的颜色模型图像的颜色模型组合这三种光波以产生特定颜色称为相加混色，称为RGBRGB相加混色模型相加混色模型。颜色R(红色的百分比)G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)有源物体 （如显示器）用RGBRGB模型模型色调-饱和度-亮度(hue-saturation-lightness，HSL)HSL)颜色模型颜色模型同同RGBRGB22223.13.1图像的颜色模型图像的颜色模型任何一种颜色都可以用三种基本颜料：青色(Cyan)、品红(Magenta)和黄色(Yellow)按一定比例混合得到，称为称为CMYCMY相减混色模型相减混色模型。（它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光。）无源物体 （如打印机、彩色印刷）用CMYCMY模型模型23233.13.1图像的颜色模型图像的颜色模型相加色与相减色的相加色与相减色的相加色与相减色的相加色与相减色的对应关系对应关系对应关系对应关系关系关系关系关系（表（表（表（表5-45-45-45-4）相加混色相加混色相减混色相减混色生成的生成的颜色色RGBRGBCMYCMY000000111111黑黑001001110110蓝010010101101绿011011100100青青100100011011红101101010010品品红110110001001黄黄111111000000白白24243.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性3.2.1 3.2.1 分辨率分辨率1. 1. 显示分辨率示分辨率显显示屏上能示屏上能示屏上能示屏上能够显够显示出的像素数目示出的像素数目示出的像素数目示出的像素数目. . . . ( ( ( (如如如如640480640480640480640480） 2. 2. 图像分辨率像分辨率组组成一幅成一幅成一幅成一幅图图像的像素密度的度量方法。像的像素密度的度量方法。像的像素密度的度量方法。像的像素密度的度量方法。 ( ( ( (如如如如300 DPI) 300 DPI) 300 DPI) 300 DPI) 25253.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性3.2.2 3.2.2 像素深度像素深度存储每个像素所用的位数，它也是用来度存储每个像素所用的位数，它也是用来度量图像的分辨率。量图像的分辨率。 如：如：RGB 8:8:8RGB 8:8:8，像素的深度为，像素的深度为24 24 26263.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性3.2.3 3.2.3 真彩色、真彩色、伪彩色与直接色彩色与直接色1. 1. 真彩色真彩色(true color)(true color)每个像素值中，有R，G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度 ，这样产生的彩色称为真彩色。如：如：RGB 5:5:5RGB 5:5:5来表示，每个彩色分量占来表示，每个彩色分量占5 5个位，个位，再加再加1 1位显示属性控制位共位显示属性控制位共2 2个字节，生成的真个字节，生成的真颜色数目为颜色数目为2 215 15 = 32K= 32K。真彩色通常指真彩色通常指 RGB 8:8:8 RGB 8:8:8（颜色数（颜色数2 22424 ），也称），也称全彩色。全彩色。全彩色。全彩色。27273.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性2. 2. 伪彩色彩色(pseudo color)(pseudo color)把像素值当作彩色查找表(c color l look-u up t table，CLUT)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B强度值，用查找出的R，G，B强度值产生的彩色称为伪彩色。 28283.23.2图像的三个基本属性图像的三个基本属性3. 3. 直接色直接色(direct color)(direct color)每个像素值分成R，G，B分量，每个分量作为单独的索引值对它做变换。也就是通过相应的彩色变换表找出基色强度，用变换后得到的R，G，B强度值产生的彩色称为直接色。（对每个基色进行变换） 29293.33.3图像的种类图像的种类 3.3.1 矢量图与点位图表达图像和计算机生成的图形图像，有两种常用的方法：一种叫做是矢量图矢量图(vector based image)法，另一种叫点位图点位图(bit mapped image)法 30303.33.3图像的种类图像的种类 矢量图矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实际上是数学方法来描述一幅图，然后变成许多际上是数学方法来描述一幅图，然后变成许多的数学表达式，再编程，用语言来表达。在计的数学表达式，再编程，用语言来表达。在计算显示图时，也往往能看到画图的过程。算显示图时，也往往能看到画图的过程。 31313.33.3图像的种类图像的种类点位图法点位图法 是把一幅彩色图分成许多的像素，每个像素是把一幅彩色图分成许多的像素，每个像素用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。因此一幅图由许多描述每个像素的数和属性。因此一幅图由许多描述每个像素的数据组成，这些数据通常称为图像数据，而这些据组成，这些数据通常称为图像数据，而这些数据作为一个文件来存储，这种文件又称为图数据作为一个文件来存储，这种文件又称为图像文件。像文件。32323.33.3图像的种类图像的种类矢量图与点位图相比较：矢量图与点位图相比较：显示点位图文件比显示矢量图文件要快；显示点位图文件比显示矢量图文件要快；显示点位图文件比显示矢量图文件要快；显示点位图文件比显示矢量图文件要快；矢量图侧重于矢量图侧重于矢量图侧重于矢量图侧重于“绘制绘制绘制绘制”、去创造，而点位图偏、去创造，而点位图偏、去创造，而点位图偏、去创造，而点位图偏重于重于重于重于“获取获取获取获取”、去、去、去、去“复制复制复制复制”；矢量图和点位图之间可以用软件进行转换，由矢量图和点位图之间可以用软件进行转换，由矢量图和点位图之间可以用软件进行转换，由矢量图和点位图之间可以用软件进行转换，由矢量图转换成点位图采用光栅化矢量图转换成点位图采用光栅化矢量图转换成点位图采用光栅化矢量图转换成点位图采用光栅化(rasterizing)(rasterizing)(rasterizing)(rasterizing)技术，这种转换也相对容易；由点位图转换成技术，这种转换也相对容易；由点位图转换成技术，这种转换也相对容易；由点位图转换成技术，这种转换也相对容易；由点位图转换成矢量图用跟踪矢量图用跟踪矢量图用跟踪矢量图用跟踪(tracing)(tracing)(tracing)(tracing)技术，这种技术在理论技术，这种技术在理论技术，这种技术在理论技术，这种技术在理论上说是容易，但在实际中很难实现，对复杂的上说是容易，但在实际中很难实现，对复杂的上说是容易，但在实际中很难实现，对复杂的上说是容易，但在实际中很难实现，对复杂的彩色图像尤其如此。彩色图像尤其如此。彩色图像尤其如此。彩色图像尤其如此。 33333.33.3图像的种类图像的种类3.3.2 3.3.2 灰度灰度图与彩色与彩色图灰度图(gray-scale image) 按照灰度等级的数目来划分。只有黑白两种颜色的图像称为单色图像图中的每个像素的像素值用1位存储，它的值只有“0”或者“1”，一幅640480的单色图像需要占据37.5 KB的存储空间。34343.33.3图像的种类图像的种类5.5.2 5.5.2 灰度灰度图与彩色与彩色图标准灰度图像如果每个像素的像素值用一个字节表示，灰度值级数就等于256级，每个像素可以是0255之间的任何一个值，一幅640480的灰度图像就需要占据300 KB的存储空间。 35353.33.3图像的种类图像的种类彩色图像(color image)可按照颜色的数目来划分，例如256色图像和真彩色(22416 777 216种颜色)等。如：彩色图像的每个像素的如：彩色图像的每个像素的R R、G G和和B B值用一个字值用一个字节来表示，一幅节来表示，一幅640480640480的的8 8位彩色图像需要位彩色图像需要307.2 KB307.2 KB的存储空间；一幅的存储空间；一幅640480640480的真彩色的真彩色图像需要图像需要921.6 KB921.6 KB的存储空间。的存储空间。 36363.4 图象的文件格式图象的文件格式1. 1. 1. 1. BMPBMP文件格式文件格式位图文件格式位图文件格式位图文件格式位图文件格式BMPBMP(Bitmap-File)(Bitmap-File)(Bitmap-File)(Bitmap-File)是最普遍的是最普遍的是最普遍的是最普遍的点阵图格式之一，也是点阵图格式之一，也是点阵图格式之一，也是点阵图格式之一，也是WINDOWSWINDOWS系统下的标准系统下的标准系统下的标准系统下的标准格式，我们利用格式，我们利用格式，我们利用格式，我们利用WINDOWSWINDOWS的调色盘绘图，就是的调色盘绘图，就是的调色盘绘图，就是的调色盘绘图，就是存成存成存成存成BMPBMP格式，扩展名是格式，扩展名是格式，扩展名是格式，扩展名是 .bmp .bmp37373.4 图象的文件格式图象的文件格式BMPBMP文件文件组成：位图文件头位图文件头(bitmap-)(bitmap-)、位图信息头位图信息头(bitmap-information header)(bitmap-information header)、彩色表彩色表(color table)(color table)定义位图的字节阵列定义位图的字节阵列 38383.4 图象的文件格式图象的文件格式位图文件头位图文件头包含有关于文件包含有关于文件类类型、文件大小、存型、文件大小、存放位置等信息放位置等信息。位图信息头位图信息头包含有位包含有位图图文件的大小、文件的大小、压缩类压缩类型型（没有压缩（没有压缩/RLE/RLE压缩）、压缩）、颜颜色格式色格式 。彩色表彩色表彩色表彩色表包含的元素与位图所具有的颜色数相同，包含的元素与位图所具有的颜色数相同，包含的元素与位图所具有的颜色数相同，包含的元素与位图所具有的颜色数相同，像素的颜色用像素的颜色用像素的颜色用像素的颜色用RGBQUADRGBQUADRGBQUADRGBQUAD结构来定义。对于结构来定义。对于结构来定义。对于结构来定义。对于24242424位真彩位真彩位真彩位真彩色图像就不使用彩色表。色图像就不使用彩色表。色图像就不使用彩色表。色图像就不使用彩色表。图像数据字节阵列图像数据字节阵列图图像的每一像的每一扫扫描行由表示描行由表示图图像像像素的像素的连续连续的字的字节组节组成，每一行的字成，每一行的字节节数取决于数取决于图图像的像的颜颜色数目和用像素表示的色数目和用像素表示的图图像像宽宽度。度。扫扫描描行是由底向上存行是由底向上存储储 。 393922、GIFGIF文件格式文件格式 图形交换格式图形交换格式GIF（Graphics Interchange Format ）是）是Compuserve公司所制订的格式，公司所制订的格式，因为因为compuserve公司开放使用权限，所以广为公司开放使用权限，所以广为应用。应用。 GIF GIF文件格式可在一个文件中存放多幅彩色文件格式可在一个文件中存放多幅彩色图形形/ /图像。如果在像。如果在GIFGIF文件中存放有多幅文件中存放有多幅图，它，它们可以像演幻灯片那可以像演幻灯片那样显示或者像示或者像动画那画那样演示。演示。3.4 图象的文件格式图象的文件格式40403.4 图象的文件格式图象的文件格式GFIGFIGFIGFI图像文件以数据块图像文件以数据块图像文件以数据块图像文件以数据块(block)(block)(block)(block)为单位来存储图像为单位来存储图像为单位来存储图像为单位来存储图像的相关信息。一个的相关信息。一个的相关信息。一个的相关信息。一个GIFGIFGIFGIF文件由表示图形文件由表示图形文件由表示图形文件由表示图形/ / / /图像的数图像的数图像的数图像的数据块、数据子块以及显示图形据块、数据子块以及显示图形据块、数据子块以及显示图形据块、数据子块以及显示图形/ / / /图像的控制信息块图像的控制信息块图像的控制信息块图像的控制信息块组成，称为组成，称为组成，称为组成，称为GIFGIFGIFGIF数据流数据流数据流数据流(Data Stream)(Data Stream)(Data Stream)(Data Stream)。数据流中。数据流中。数据流中。数据流中的所有控制信息块和数据块都必须在文件头的所有控制信息块和数据块都必须在文件头的所有控制信息块和数据块都必须在文件头的所有控制信息块和数据块都必须在文件头(Header)(Header)(Header)(Header)和文件结束块和文件结束块和文件结束块和文件结束块(Trailer)(Trailer)(Trailer)(Trailer)之间。之间。之间。之间。GIFGIFGIFGIF文件格式采用了文件格式采用了文件格式采用了文件格式采用了LZW(Lempel-Ziv Walch)LZW(Lempel-Ziv Walch)LZW(Lempel-Ziv Walch)LZW(Lempel-Ziv Walch)压缩压缩压缩压缩算法来存储图像数据算法来存储图像数据算法来存储图像数据算法来存储图像数据定义了允许用户为图像设置背景的透明定义了允许用户为图像设置背景的透明定义了允许用户为图像设置背景的透明定义了允许用户为图像设置背景的透明(transparency)(transparency)(transparency)(transparency)属性。属性。属性。属性。 41413.4 图象的文件格式图象的文件格式3. 3. JPEGJPEGJPEGJPEG格式格式格式格式 JPEGJPEG (Joint Photographic Experts Group) (Joint Photographic Experts Group) (Joint Photographic Experts Group) (Joint Photographic Experts Group)联联联联合图象专家组合图象专家组合图象专家组合图象专家组是是是是ISOISO和和和和 IECIEC联合组成的图象权威机联合组成的图象权威机联合组成的图象权威机联合组成的图象权威机构。构。构。构。使用比较广泛的还是使用比较广泛的还是使用比较广泛的还是使用比较广泛的还是JPEGJPEGJPEGJPEG文件交换格式文件交换格式文件交换格式文件交换格式( ( ( (JPEG JPEG JPEG JPEG FormatFormatFormatFormat，JFIF)JFIF)JFIF)JFIF)版本号为版本号为版本号为版本号为1.021.021.021.02。 JPEGJPEG格式是一种高效率的压缩文件，但并不适合格式是一种高效率的压缩文件，但并不适合格式是一种高效率的压缩文件，但并不适合格式是一种高效率的压缩文件，但并不适合放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响。JPEGJPEGJPEGJPEG文件使用的颜色空间是文件使用的颜色空间是文件使用的颜色空间是文件使用的颜色空间是CCIR 601CCIR 601CCIR 601CCIR 601推荐标准进行推荐标准进行推荐标准进行推荐标准进行的彩色空间的彩色空间的彩色空间的彩色空间42423.4 图象的文件格式图象的文件格式JPEGJPEGJPEGJPEG文件由下面的文件由下面的文件由下面的文件由下面的8 8 8 8个部分组成：个部分组成：个部分组成：个部分组成：(1) (1) (1) (1) 图像开始图像开始图像开始图像开始SOI(Start of Image)SOI(Start of Image)SOI(Start of Image)SOI(Start of Image)标记标记标记标记(2) APP0(2) APP0(2) APP0(2) APP0标记标记标记标记(Marker)(Marker)(Marker)(Marker)(3) APPn(3) APPn(3) APPn(3) APPn标记标记标记标记(Markers)(Markers)(Markers)(Markers)，其中，其中，其中，其中n=1n=1n=1n=115(15(15(15(任选任选任选任选) ) ) ) (4) (4) (4) (4) 一个或者多个量化表一个或者多个量化表一个或者多个量化表一个或者多个量化表DQT(difine quantization DQT(difine quantization DQT(difine quantization DQT(difine quantization table)table)table)table)(5) (5) (5) (5) 帧图像开始帧图像开始帧图像开始帧图像开始SOF0(Start of Frame)SOF0(Start of Frame)SOF0(Start of Frame)SOF0(Start of Frame)(6) (6) (6) (6) 一个或者多个霍夫曼表一个或者多个霍夫曼表一个或者多个霍夫曼表一个或者多个霍夫曼表DHT(Difine Huffman Table)DHT(Difine Huffman Table)DHT(Difine Huffman Table)DHT(Difine Huffman Table)(7) (7) (7) (7) 扫描开始扫描开始扫描开始扫描开始SOS(Start of Scan)SOS(Start of Scan)SOS(Start of Scan)SOS(Start of Scan)(8) (8) (8) (8) 图像结束图像结束图像结束图像结束EOI(End of Image)EOI(End of Image)EOI(End of Image)EOI(End of Image)43433.4 图象的文件格式图象的文件格式4 4、 PNG PNG格式格式 PNG PNG （流式网络图形格式（流式网络图形格式 Portable Portable Network Graphic Format)Network Graphic Format) ：是一种位图文件是一种位图文件是一种位图文件是一种位图文件(bitmap file)(bitmap file)(bitmap file)(bitmap file)存储格式。存储格式。存储格式。存储格式。PNGPNGPNGPNG用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到用来存储灰度图像时，灰度图像的深度可多到16161616位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多到到到到48484848位，并且还可存储多到位，并且还可存储多到位，并且还可存储多到位，并且还可存储多到16161616位的位的位的位的通道数据。通道数据。通道数据。通道数据。PNGPNGPNGPNG使用从使用从使用从使用从LZ77LZ77LZ77LZ77派生的无损数据压缩算法。派生的无损数据压缩算法。派生的无损数据压缩算法。派生的无损数据压缩算法。44443.4 图象的文件格式图象的文件格式PNGPNGPNGPNG文件格式保留文件格式保留文件格式保留文件格式保留GIFGIFGIFGIF文件格式的下列特性：文件格式的下列特性：文件格式的下列特性：文件格式的下列特性：1.1.使用彩色查找表或者叫做调色板可支持使用彩色查找表或者叫做调色板可支持使用彩色查找表或者叫做调色板可支持使用彩色查找表或者叫做调色板可支持256256256256种颜色种颜色种颜色种颜色的彩色图像。的彩色图像。的彩色图像。的彩色图像。 2.2.流式读流式读流式读流式读/ / / /写性能写性能写性能写性能( ( ( (streamabilitystreamabilitystreamabilitystreamability) ) ) )：图像文件格式图像文件格式图像文件格式图像文件格式允许连续读出和写入图像数据，这个特性很适合允许连续读出和写入图像数据，这个特性很适合允许连续读出和写入图像数据，这个特性很适合允许连续读出和写入图像数据，这个特性很适合于在通信过程中生成和显示图像。于在通信过程中生成和显示图像。于在通信过程中生成和显示图像。于在通信过程中生成和显示图像。 3.3.逐次逼近显示逐次逼近显示逐次逼近显示逐次逼近显示( ( ( (progressive display)progressive display)progressive display)progressive display)：这种特性这种特性这种特性这种特性可使在通信链路上传输图像文件的同时就在终端可使在通信链路上传输图像文件的同时就在终端可使在通信链路上传输图像文件的同时就在终端可使在通信链路上传输图像文件的同时就在终端上显示图像，把整个轮廓显示出来之后逐步显示上显示图像，把整个轮廓显示出来之后逐步显示上显示图像，把整个轮廓显示出来之后逐步显示上显示图像，把整个轮廓显示出来之后逐步显示图像的细节，也就是先用低分辨率显示图像，然图像的细节，也就是先用低分辨率显示图像，然图像的细节，也就是先用低分辨率显示图像，然图像的细节，也就是先用低分辨率显示图像，然后逐步提高它的分辨率。后逐步提高它的分辨率。后逐步提高它的分辨率。后逐步提高它的分辨率。 45453.4 图象的文件格式图象的文件格式4.4.透明性透明性( (transparency)transparency)：这个性能可使图这个性能可使图像中某些部分不显示出来，用来创建一些像中某些部分不显示出来，用来创建一些有特色的图像。有特色的图像。 5.5.辅助信息辅助信息( (ancillary information)ancillary information)：这这个特性可用来在图像文件中存储一些文本个特性可用来在图像文件中存储一些文本注释信息。注释信息。 6.6.独立于计算机软硬件环境。独立于计算机软硬件环境。 7.7.使用无损压缩。使用无损压缩。46463.4 图象的文件格式图象的文件格式PNGPNGPNGPNG文件格式中增加的文件格式中增加的文件格式中增加的文件格式中增加的GIFGIFGIFGIF文件格式所没有的特性：文件格式所没有的特性：文件格式所没有的特性：文件格式所没有的特性：1.1.每个像素为每个像素为每个像素为每个像素为48484848位的真彩色图像。位的真彩色图像。位的真彩色图像。位的真彩色图像。 2.2.每个像素为每个像素为每个像素为每个像素为16161616位的灰度图像。位的灰度图像。位的灰度图像。位的灰度图像。 3.3.可为灰度图和真彩色图添加可为灰度图和真彩色图添加可为灰度图和真彩色图添加可为灰度图和真彩色图添加通道。通道。通道。通道。 4.4.添加图像的添加图像的添加图像的添加图像的信息。信息。信息。信息。 5.5.使用循环冗余码使用循环冗余码使用循环冗余码使用循环冗余码( ( ( (cyclic redundancy codecyclic redundancy codecyclic redundancy codecyclic redundancy code，CRC)CRC)CRC)CRC)检测损害的文件。检测损害的文件。检测损害的文件。检测损害的文件。 6.6.加快图像显示的逐次逼近显示方式。加快图像显示的逐次逼近显示方式。加快图像显示的逐次逼近显示方式。加快图像显示的逐次逼近显示方式。 7.7.标准的读标准的读标准的读标准的读/ / / /写工具包。写工具包。写工具包。写工具包。 8.8.可在一个文件中存储多幅图像。可在一个文件中存储多幅图像。可在一个文件中存储多幅图像。可在一个文件中存储多幅图像。 47473.4 图象的文件格式图象的文件格式文件结构文件结构一个一个8 8字字节的的PNGPNG文件署名域文件署名域(PNG ) (PNG ) 和按照和按照特定特定结构构组织的的3 3个以上的个以上的数据数据块(chunk)(chunk)组成。成。PNGPNG文件署名域文件署名域（8 8字字节）用来用来识别该文件是文件是不是不是PNGPNG文件。文件。PNGPNG数据块两种类型：数据块两种类型：关键数据块关键数据块关键数据块关键数据块(critical chunk)(critical chunk)(critical chunk)(critical chunk)标准标准标准标准辅助数据块辅助数据块辅助数据块辅助数据块(ancillary chunks)(ancillary chunks)(ancillary chunks)(ancillary chunks)可选可选可选可选48483.4 图象的文件格式图象的文件格式关键数据块中的4个标准数据块：(1) (1) 文件文件头头数据数据块块IHDR(header chunk)IHDR(header chunk)：它包含：它包含有有PNGPNG文件中存文件中存储储的的图图像数据的基本信息，像数据的基本信息， (2) (2) 调调色板数据色板数据块块PLTE(palette chunk)PLTE(palette chunk)：它包：它包含有与索引彩色含有与索引彩色图图像相关的彩色像相关的彩色变换变换数据，数据， (3) (3) 图图像数据像数据块块IDAT(image data chunk)IDAT(image data chunk)：它存：它存储实际储实际的数据，在数据流中可包含多个的数据，在数据流中可包含多个连续顺连续顺序的序的图图像数据像数据块块。 4) 4) 4) 4) 图像结束数据图像结束数据图像结束数据图像结束数据IEND(image trailer chunk)IEND(image trailer chunk)IEND(image trailer chunk)IEND(image trailer chunk)：它用来标记：它用来标记：它用来标记：它用来标记PNGPNGPNGPNG文件或者数据流已经结束，并文件或者数据流已经结束，并文件或者数据流已经结束，并文件或者数据流已经结束，并且必须要放在文件的尾部。且必须要放在文件的尾部。且必须要放在文件的尾部。且必须要放在文件的尾部。 49493.4 图象的文件格式图象的文件格式5.5.PCXPCX：PCXPCX是是是是MS-DOSMS-DOS下常用的格式，在下常用的格式，在下常用的格式，在下常用的格式，在WINDOWSWINDOWS应用软件尚未普及时，应用软件尚未普及时，应用软件尚未普及时，应用软件尚未普及时，MS-DOSMS-DOS下的绘图，排版软下的绘图，排版软下的绘图，排版软下的绘图，排版软件多用件多用件多用件多用PCXPCX格式，从最早的格式，从最早的格式，从最早的格式，从最早的1616色，发展至今已可达色，发展至今已可达色，发展至今已可达色，发展至今已可达16771677万色。万色。万色。万色。50506. TIFF 与与 EPS：TIFF和和EPS格式都包含两个部份，第一部份格式都包含两个部份，第一部份是屏幕显示的低解析度影像，方便影像处理时是屏幕显示的低解析度影像，方便影像处理时的预览和定位，而另一部份包含各分色的单独的预览和定位，而另一部份包含各分色的单独资料，资料，TIFF常被用於彩色图文件的扫瞄，它是常被用於彩色图文件的扫瞄，它是以以RGB的全彩模式储存，而的全彩模式储存，而EPS档是以档是以DCS/CMYK的形式储存，档案中包含的形式储存，档案中包含CMYK四四种颜色的单独资料，可以直接输出四色网页。种颜色的单独资料，可以直接输出四色网页。3.4 图象的文件格式图象的文件格式51517. PSD：PSD档是档是 Adobe Photoshop 的专用文的专用文件，可以储存成件，可以储存成RGB或或CMYK模式，更能自模式，更能自订颜色数目储存，订颜色数目储存，PSD档可以将不同的物件档可以将不同的物件以层级（以层级（Layer）分离储存，便於修改和制）分离储存，便於修改和制作各种特效。作各种特效。3.4 图象的文件格式图象的文件格式52523.5 图像处理软件图像处理软件专门用于获取、处理和图像处理软件专门用于获取、处理和输出图像，主要用于平面设计领域、输出图像，主要用于平面设计领域、制作多媒体产品、广告设计等领域。制作多媒体产品、广告设计等领域。常见的该类软件有常见的该类软件有PhotoShop ,PhotoStyler,FreeHand ,CorelDraw ，ACDsee（图像浏览（图像浏览软件）等。软件）等。5353动画制作软件例如：例如：Animator ProAnimator Pro平面动画制作软件平面动画制作软件平面动画制作软件平面动画制作软件3D Studio MAX3D Studio MAX三维造型与动画软件三维造型与动画软件三维造型与动画软件三维造型与动画软件Cool 3DCool 3D三维文字动画制作软件三维文字动画制作软件三维文字动画制作软件三维文字动画制作软件5454常用文件格式：类型类型类型类型名称名称名称名称文本文本文本文本TXT, DOCTXT, DOCTXT, DOCTXT, DOC声音声音声音声音WAV, MID, MP3, RA, VOCWAV, MID, MP3, RA, VOCWAV, MID, MP3, RA, VOCWAV, MID, MP3, RA, VOC图象图象图象图象BMP,GIF,JPG, PNGBMP,GIF,JPG, PNGBMP,GIF,JPG, PNGBMP,GIF,JPG, PNG压缩压缩压缩压缩ZIP, RARZIP, RARZIP, RARZIP, RAR55555656