多媒體音像壓縮技術論文

　　計算機多媒體音像壓縮技術作為一種新興的綜合性IT技術，將在世界範圍內對大眾傳媒產生革命性的作用，小編為大家整理的，希望你們喜歡。

　　篇一

　　淺析計算機多媒體音像壓縮技術

　　摘要：計算機多媒體技術算是資訊科技領域的領軍者，它發展的最快，在新一代電子技術蓬勃發展和激烈競爭中，處於一個焦點的地位。多媒體技術的功能有很多，如計算機、聲音、圖文、動畫及通訊等，在高速資訊網廣泛應用的情況下，可實現計算機的全球聯網和資訊資源共享，所以在許多行業都有所涉及，如諮詢服務、圖書、通訊、金融、醫療等，我們的生活在其影響下正在不斷的發生著變化。多媒體資料壓縮技術是現代網路發展的關鍵性技術之一。由於影象和聲音訊號中存在各種各樣的冗餘，為資料壓縮提供了可能。資料壓縮技術有無損壓和有失真壓縮兩大類，這些壓縮技術又各有不同的標準。

　　Abstract: The computer multimedia technology is the leader of the field of information technology, with the most fastest growing, it is in focal position in vigorous development and fierce competition of new generation of electronic technology. Multimedia technology integrates many functions, such as computer, voice, text, images, animation, video and communications etc., and it can achieve global computer networking and the sharing of information resources with the growing popularity of high-speed information network, therefore, it is widely used in consulting services, books, communications, financing, medical treatment and other industries, which is influencing our life. The multimedia data compression technology is one of the key technologies of the modern network development. Because of the various kinds of redundancy in image and sound signal, it provides possibility for data compression. Data compression technology is divided into lossless compression and lossy compression, and these compression techniques have different standards.

　　關鍵詞：多媒體影象;網路發展;資料壓縮;技術;標準

　　Key words: multimedia image;network development;data compression;technique;standard

　　中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311***2012***25-0175-02

　　1 多媒體資料壓縮技術

　　計算機多媒體資料壓縮技術發展的已經比較成熟了，其壓縮的實現是建立在視訊、影象和聲音這些媒體檔案壓縮力非常強大的基礎上的。例如：點陣圖格式的影象儲存方式，這是現在使用得比較多的影象儲存方式，其影象資料，畫素與畫素之間在行方向和列方向的相關性都不小，因而整體上資料的冗餘度非常大;若允許一定限度失真，則能很大程度的壓縮影象資料。

　　一般在多媒體計算系統中，資訊要完成一個從單一媒體到多種媒體的轉移;若要表示傳輸和處理非常多的數字化了的聲音/圖片/影像視訊資訊等，就會形成很大的資料量。例如，一幅具有中等解析度***640*480畫素***真彩色影象***24位/畫素***，它的資料量大約是7.37Mb/幀。如果要求25幀/秒的全動態顯示，那麼所需的資料量184Mb/s，同時系統的資料傳輸速率一定要達到184Mb/s，當下這是沒辦法實現的。聲音也是一樣。若用16位/樣值的PCM編碼，把取樣速率定為44.1kHz，則雙聲道立體聲會產生176KB/s的資料量。總之，音訊、視訊具有很大的資料量。若沒有展開資料處理，計算機系統對它的存取和交換就會非常困難，幾乎是完不成這個任務的。因此，在多媒體計算機系統中，要使獲得的影象、視訊畫面質量和聽覺效果非常好，一定要解決好影象、視訊、音訊訊號資料儲存量非常大和實時傳輸的問題。

　　因為視訊、影象、聲音這些媒體具有很大的壓縮力。所以多媒體資料能夠進行一個壓縮。例如：點陣圖格式的影象儲存方式，這是現在使用得比較多的影象儲存方式，其影象資料，畫素與畫素之間在行方向和列方向的相關性都不小，因而整體上資料的冗餘度非常大;若允許一定限度失真，則能很大程度的壓縮影象資料。

　　在多媒體技術的發展過程中，資料壓縮是是眾多技術中比較核心的一種，簡單的說，它就是用最少的數碼來表示訊號。其作用能比較迅速地傳輸各種訊號、緊縮資料儲存容量，解決圖形、影象、音訊、視訊檔案在未壓縮時前資料量過大的問題。例如，普通電話線路調製解調速率為28.8kbps，在用於聲音訊號的傳輸位元率為8kbps的地區，這樣未經壓縮的96kbps就需要將電話的聲音訊號頻寬拓寬12倍;CD-ROM的容量大約是650M位元組，雙層雙面DVD的容量大約有17G位元組，對於未壓縮的電視訊號，CD-ROM僅可儲存23.5秒，DVD光碟僅可儲存大約15分鐘節目。如果不對這些資料進行壓縮處理，那麼資訊的儲存、傳輸、攜帶都將會是一個很大的問題。

　　篇二

　　計算機多媒體音像壓縮技術的研究及應用前景探析

　　摘要：計算機多媒體技術功能豐富，包括音訊、視訊、影象、文字、動畫等。在網際網路和通訊技術迅速發展的今天，計算機多媒體音像也隨之發展，很多行業如醫療，書籍，金融，通訊，諮詢服務等等都在其影響下發生了巨大變化。然而，計算機多媒體音像資料壓縮技術的發展，是網際網路與通訊技術得以深入發展的關鍵所在。由於音訊、視訊、影象訊號中冗餘資訊的存在，為資料壓縮在多媒體音像技術中的應用提供平臺。資料壓縮技術包括無失真壓縮和有失真壓縮，這些壓縮技術又有其各自的標準。本文對計算機多媒體音像壓縮技術進行了研究，並對其應用前景進行了探討分析。

　　關鍵詞：計算機多媒體;音像壓縮技術;資料壓縮

　　中圖分類號：TP391

　　計算機多媒體是近幾年出現的新興事物，正處於飛速而全面的發展中。計算機多媒體音像技術的定義為：將音訊、視訊、影象、文字、動畫、數字等媒體資訊作為輸入訊號輸入計算機，計算機輸出數字化後的資訊，即互動展示音訊、視訊、影象、文字、動畫、數字等媒體形態。計算機多媒體的興起革命性地改變了人們獲取資訊的方式，為人們在IT時代的交流提供平臺。從本質上來講，多媒體融合了兩種或兩種以上的媒體，計算機多媒體技術可以完成多媒體資訊的處理和傳送，如音訊、視訊、影象、文字、動畫、數字等。計算機多媒體音像具有網際網路特性，即通過網際網路或通訊傳輸資訊，而不是通過光碟硬碟U盤等儲存介質來傳遞。此外，計算機多媒體的傳輸方式是互動式工作，而不僅僅是單向或雙向傳輸。

　　然而，海量的多媒體資料中攜帶的冗餘資訊給多媒體資訊的傳播與應用帶來了一定阻礙，使得資料壓縮技術成為計算機多媒體技術發展的必經之路。在多媒體技術的發展過程中，資料壓縮是計算機多媒體技術中的一種關鍵技術，所謂資料壓縮，就是用較少的資訊來表示原始資訊。資料壓縮能夠促成迅速地傳輸訊號、緊縮資料儲存容量，解決音訊、視訊、影象、文字、動畫檔案的原始資料資料量過大帶來的困擾。

　　1 資料壓縮技術研究

　　現如今，計算機多媒體資料壓縮技術發展的已經比較成熟了，其成功壓縮的實現建立在音訊、視訊、影象、文字、動畫這些媒體資料強大的壓縮能力的基礎上。就影象壓縮而言，目前使用較多的影象儲存方式是點陣圖影象的儲存方式。在點陣圖影象中畫素與畫素之間在列方向和行方向皆具有一定相關性，因此，點陣圖影象整體上資料的存在一定冗餘度。在計算機多媒體系統中，資料資訊要完成從單一媒體轉移到多種媒體的過程，如果傳輸或處理海量的音訊、視訊、影象、文字、動畫資訊等，將會生成大量的資料量，尤其是音訊與視訊，具有資料量非常龐大。在沒有進行資料壓縮處理的情況下，計算機系統對多媒體資訊的存取和交換等處理幾乎是不可能完成的任務，將會非常困難且耗時。由此可見，在計算機多媒體系統中，既要獲得高質量的影象、視訊畫面和音訊效果，與此同時，又要解決龐大的資料量帶來的問題，務必處理好影象、視訊、音訊資料儲存量大，以及實時傳輸這兩個關鍵問題。

　　多媒體音像資料中的一些多餘資訊，稱為冗餘資訊，即資料間的具有相關性的部分。統計冗餘、資訊熵冗餘、空間冗餘、知識冗餘等都是冗餘資料的情況，對這些冗餘型別建立數學模型之後，利用某些數學變換消除這些相關性在理論上是可以實現的。消除這些冗餘資訊，便可以實現資料壓縮，解壓縮後也不影響這些資料的效果與應用。

　　資料壓縮技術從解壓縮後的資料與原始資料的相同程度上來看，分為有失真資料壓縮和無失真資料壓縮。有失真壓縮的定義是：資料解壓縮後與原始資料相比存在誤差，但是有失真壓縮相較於無失真壓縮可以取得較大的壓縮比，這是有失真資料壓縮技術的優點。有失真資料壓縮法將會丟失原始資訊中的一部分，並且丟失的資訊不可恢復，因此有失真資料壓縮是一個不可逆的過程。對於部分清晰度較高的影象資料而言，當中包含的非關鍵資訊在壓縮階段即使丟失了也不會引起人視覺上的改變。由於資訊損失引起的變化很小，資料解壓縮後難以覺察與原始資料的區別，所以有失真壓縮也同樣可以用於用音訊與視訊資料。與無失真壓縮相比，雖然前者沒有資訊丟失，但壓縮比通常只有區區2：1，有失真壓縮根據被壓縮資訊的型別，壓縮比可達到100：1，甚至於200：1。

　　無失真壓縮是指在資料解壓縮後與原始資料相比不存在誤差的一種資料壓縮技術，霍夫曼編碼、算術編碼等等都是經典的無失真壓縮方法。無失真壓縮技術的數學模型是概率統計編碼，所以，無失真壓縮對重複資訊較多***冗餘較多***的檔案壓縮倍數較大，反之，對於沒有重複或重複較小***冗餘較少***的檔案，則壓縮倍數就較小。無失真壓縮中效果較好的是算術編碼。從資訊學角度出發，無失真編碼忽略了被壓縮資訊的性質以及壓縮技術。無失真壓縮並不是根據被壓縮資訊的型別實現優化壓縮的技術，而是以平均資訊量為基礎的技術，並且將所有的資料作為位元序列。平均資訊量編碼並未考慮被壓縮資訊的內容。在計算機多媒體技術中，無失真壓縮通常用來壓縮文字檔案，解壓縮後原始資料能夠完全恢復。但這種方法的缺點是壓縮比較低，幾種經典的無失真壓縮方法如霍夫曼編碼、lzw編碼、行程編碼等的壓縮比一般處於2：1至5：1之間。

　　2 應用前景

　　音像多媒體資料壓縮技術一直是計算機多媒體技術的熱點，是計算機處理音訊、視訊、影象、文字、動畫等資料的重要基礎，其潛在價值巨大。當前的音像多媒體資料壓縮技術方法較多，如何根據現實需要選擇壓縮技術是有效壓縮資料的關鍵。由於各種媒體特性各異，針對每種媒體都有不同的壓縮演算法。

　　作為一種有失真壓縮格式，JPEG是最常用的影象資料格式。將影象進行JPEG壓縮後，影象儲存大小驟然變小，影象中的冗餘資訊將會丟失。在使用過高的壓縮比例時，解壓縮後恢復的影象的質量將會收到顯著影響。雖然JPEG壓縮技術用有失真壓縮方式去除冗餘的影象資料，但是能夠滿足較高壓縮比以及解壓縮後獲得豐富的影象資訊，即平衡了影象質量和儲存大小，這是JPEG的優勢所在。

　　MPEG是一種適用於視訊資料的壓縮演算法，它對單幅影象***幀***進行編碼，同時利用幀與幀之間的相關性，消除冗餘的幀，大大提高了視訊的壓縮比例。

　　分形壓縮技術由於它具有快速壓縮及解析度無關的特點，可以實現無級縮放使其在多媒體播放、瀏覽、分類、查詢等領域中有其重要的應用。分形壓縮技術的主要缺點是壓縮速度較其他壓縮技術慢。

　　此外，小波變換是一種嶄新的壓縮技術，在軟體壓縮方面小波變換具有快速壓縮以及大壓縮比等優點，有望在計算機新媒體音像壓縮技術中成為新的壓縮技術標準。

　　3 結束語

　　計算機多媒體音像壓縮技術作為一種新興的綜合性IT技術，將在世界範圍內對大眾傳媒產生革命性的作用，因為它為計算機裝置、多媒體裝置、音訊應用、動畫製作和視訊應用帶來了天翻地覆的改變。計算機多媒體音像壓縮技術的發展將有利於多媒體音像技術還可以應用於數字博物館、國土安全、軍事安全、數字圖書館、數字交通監控等應用領域的建設與發展，以及加速計算機的深度普及。現如今，計算機多媒體音像壓縮技術有著飛速發展的趨勢，在這種趨勢下，必將產生更加高質量的多媒體音像資料壓縮、解壓縮產品，以及產生更多高質量多媒體音像輸入、輸出產品，因此，在這些因素的相互作用下，計算機多媒體音像壓縮技術必將上升到一個新的高度。

　　參考文獻：

　　[1]李曉靜.計算機多媒體技術的應用現狀與發展前景[J].科技情報開發與經濟，2007***36***.

　　[2]黨衛紅.多媒體技術的應用與發展[J].內江科技，2010***03***.

　　[3]簡豔英.多媒體資料壓縮技術探析[J].漯河職業技術學院學報，2008***02***.

　　作者單位：南寧高新技術產業開發區管理委員會，南寧 530007