《多媒体技术与应用》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：16002902课程名称：多媒体技术与应用英文名称：multimedia technology and application课程类别：通识课学时：32学分：2适用对象:非计算机专业考核方式：考查先修课程：计算机概论二、课程简介多媒体技术是计算机技术、通信技术和广播电视技术相互渗透相互融合，而形成的一门综合性很强的新技术、新学科，是人类处理信息手段的又一次飞跃。

目前多媒体技术已渗透到社会、科学的各个方面，给人们的生活、观念及生产活动带来了巨大的变革。

因此，学习并掌握多媒体技术的基本理论、方法和标准，对信息专业的学生是非常必要的。

三、课程性质与教学目的本课程在吸取最新多媒体技术成果的基础上，通过全面系统地介绍多媒体技术的原理和应用，让学生了解、认识并掌握多媒体技术的基本概念、理论与方法，熟练掌握各种媒体及媒体处理技术，熟练掌握的数据压缩技术及相关的多媒体数据压缩国际标准，了解并掌握多媒体技术的硬件基础与软件基础，熟练掌握多媒体信息管理技术。

最终使学生既掌握多媒体技术的基本原理和实用技术，又把握多媒体技术的发展方向，具备运用多媒体技术的基本知识与能力。

四、教学内容及要求第1章概论本章首先介绍多媒体技术的基本概念，包括媒体与多媒体技术的定义，以及多媒体技术的重要特征。

然后回顾多媒体技术的发展历程，简要介绍多媒体技术的几个重要标准。

接着简述多媒体技术的主要研究内容，说明本课程的内容和结构。

最后介绍了多媒体技术的典型应用和发展前景。

第一节多媒体的基本概念第二节多媒体技术的产生与发展第三节多媒体技术的应用第四节多媒体技术研究的主要内容1.多媒体技术的基础2.多媒体硬件平台3.多媒体软件技术4.多媒体信息管理技术5.多媒体界面设计与人-机交互技术6.多媒体通信与分布应用技术【教学重点难点】1．媒体及其类型；2．多媒体技术的关键特征与定义；3．多媒体技术的研究内容与发展前景。

【课程考核要求】1．理解并掌握各种媒体类型；2．理解并掌握多媒体技术的关键特征与定义；3．了解多媒体技术的发展历史，尤其是标准化阶段中的几个重要标准；4．理解并掌握多媒体技术的研究内容。

【复习思考题】1．多媒体技术的主要特性有哪些？请归纳叙述这些特性之间的关系。

2．多媒体信息系统和多媒体计算机有什么不同？在概念上应当如何看待这两者之间的关系3．多媒体技术研究的主要内容有哪些？第2章媒体与媒体技术本章研究各种媒体的性质及其相应的处理方法，这是多媒体技术的基础。

本章首先简单介绍媒体的种类及特点，然后重点讨论数字音频处理的基本概念与基本理论，主要包括声音的基础知识，特别是音乐和语音的物理概念、心理声学、数字声音的表示、音乐合成、音频处理等；详细讨论数字视频处理的基本概念和基本理论，主要包括色彩的基础知识，彩色空间的表示与转换，以及图形、图像、视频处理的基本方法等。

最后简单讨论触觉媒体技术。

在教学中，针对本院本专业学生的特点以及所学过的知识，为了让学生能够更容易、更深入地理解掌握多媒体技术知识，本章将补充有关数字信号处理的基本概念与基础知识，尤其是有关频谱的概念、傅里叶变换、滤波、数字信号处理过程等等。

第一节媒体的种类与特点1．媒体的种类2．媒体的性质和特点第二节听觉媒体技术1．声音媒体性质2．音频的数字化与再现3．数字音频的主要技术参数4．数字音频文件格式5．MIDI与音乐合成第三节视觉媒体技术1．颜色与视觉特性2．彩色空间表示与转换3．数字图像处理基础4．数字视频处理基础第四节触觉媒体技术1．触觉媒体概述2．简单指点设备与技术3．位置跟踪4．力反馈与触觉反馈【教学重点难点】1．频谱的概念、数字信号处理的过程；2．声音与听觉特性、声音的数字化、数字声音的技术指标与质量；3．颜色的基本概念、彩色空间的表示与转换。

【课程考核要求】1．理解并掌握频谱的概念、傅里叶变换，熟悉并掌握数字信号处理的过程；2．熟练掌握声音的三要素、人的听觉特性；3．掌握声音的数字化过程、数字声音的技术指标、声音质量，了解音乐合成与MIDI技术；4．熟练掌握颜色的基本概念、彩色空间的表示与转换；5．掌握数字图像、视频处理的基本方法；6．了解触觉媒体技术。

【复习思考题】1．什么是模拟信号？什么是数字信号？2．媒体的空间含义是指什么？媒体的时间含义是指什么？媒体的时空综合是指什么？3．声音的三要素是什么？人的听觉特性有哪些？4．声音的数字化过程是怎样的？什么是声音的符号化？5．正常人耳听觉的频率范围大约是多少？根据采样定理，为了保证声音不失真，采样频率应在多少赫兹？6．数字音频的主要技术参数有哪些？7．颜色的三要素是什么？人的视觉特性有哪些？8．简述各种彩色空间的特点与应用。

9．数字图像的主要技术参数有哪些？10．数字视频的主要技术参数有哪些？第3章多媒体数据压缩技术多媒体信息的数据量巨大，如果不进行数据压缩，计算机系统几乎无法对它进行存储与传输，也无法在多媒体信息系统中处理。

因此，数据压缩技术是多媒体技术中最重要的关键技术之一。

本章首先详细地介绍在数据压缩中常用的且技术最成熟的几种压缩编码方法，包括统计编码、预测编码和变换编码。

然后重点讨论了图像、视频、音频的国际压缩标准，包括静态图像压缩的JPEG标准、运动图像压缩的MPEG标准以及音频压缩的基本方法与各种标准，这些都是多媒体系统中最重要的压缩标准，应用十分广泛。

本章最后简单介绍数据压缩的新技术与新发展，包括子带编码、分形编码和小波变换编码。

这些编码都是基于内容的压缩编码方法，突破了经典数据压缩编码理论的框架，大大地提高了压缩效率，形成了现代数据压缩技术。

它们已经或正在被广泛地应用于图像、视频、音频数据压缩，已成为多媒体数据压缩标准的主体技术框架。

第一节多媒体数据压缩技术概述1．数据冗余的类型2．数据压缩方法的分类3．数据压缩技术性能指标第二节预测编码1．DPCM编码2．ADPCM编码第三节变换编码1．最佳变换2．离散余弦变换第四节统计编码1．行程编码2．LZW编码3．Huffman编码4．算术编码第五节分析-合成编码1．向量量化2．小波编码3．分形编码4．子带编码第六节音频压缩标准1．音频压缩编码的基本方法2．电话质量的语音压缩标准3．调幅广播质量的音频压缩标准4．高保真立体声音频压缩标准第七节图像和视频压缩标准1．图像和视频压缩编码的基本方法2．静态图像压缩标准3．视频压缩标准【教学重点难点】1．数据压缩的基本原理与方法；2．几种常用的压缩编码方法，包括统计编码、预测编码和变换编码；3．图像、视频、音频的国际压缩标准。

【课程考核要求】1．理解并掌握数据压缩的基本原理，尤其是有关熵、信息熵、信息冗余度的概念；2．掌握无损压缩与有损压缩的概念、特点、适用范围；3．掌握数据压缩的性能指标；4．熟练掌握统计编码、预测编码、变换编码的基本原理与方法；5．熟练掌握静态图像压缩标准JPEG，理解并掌握MPEG视频压缩与MPEG音频压缩标准；6．了解数据压缩的新技术与新发展，包括子带编码、分形编码和小波变换编码。

【复习思考题】1．简述数据压缩的基本原理。

2．数据压缩技术可分为几类？各有什么特点？3．简述统计编码的基本原理。

4．对于信源⎭⎬⎫⎩⎨⎧04.006.010.010.015.020.035.0:7654321x x x x x x x X 进行Huffman 编码。

5．已知信源⎭⎬⎫⎩⎨⎧=8/78/110X ，对11011111进行算术编码。

6．DPCM、ADPCM 编码的基本原理是什么？7．常用的变换编码有哪些？变换编码是如何压缩数据的？8．简述混合编码方法的基本思想。

9．常用的图像压缩标准有哪些？它们分别采用什么压缩方法？10．JPEG 无失真压缩算法中，能否只采用统计编码？或只用预测编码？为什么？11．在JPEG 定义的基于DCT 的有失真压缩算法中，压缩过程有哪几步？简述其工作原理。

12．MPEG 标准为减少视频图像的时间冗余采用了哪些方法？13．MPEG-2标准采用档次和级别划分对其应用有何意义？14．常用的声音压缩标准有哪些？它们分别采用什么压缩方法？15．简述MPEG 音频压缩标准的编码过程。

16．简述子带编码的基本原理，并举例说明其实际应用。

17．为什么分形压缩能够得到较高的压缩比？它有什么缺点？18．简述基于小波变换数据压缩的特点。

第4章多媒体硬件基础在现有计算机系统中，要以数字方式处理多媒体信息，要解决的首要问题是各种媒体的数字化。

图像、音频、视频信号只有以数字数据形式进入到计算机的存储设备中，计算机软件才能对它们进行有效处理。

完成这些工作首先需要大量的多媒体硬件设备，其任务就是要完成多媒体信息的获取、存储、组织、合成、表现。

本章将系统介绍多媒体硬件系统，包括音频接口、视频接口、光存储技术、多媒体的输入输出设备与多媒体计算机等。

第一节数字音频处理接口1．音频卡的工作原理2．音乐合成与MIDI接口规范第二节数字视频处理接口1．视频图像显示2．视频卡的工作原理第三节多媒体输入/输出设备1．笔输入2．触摸屏3．扫描仪4．数码相机5．虚拟现实的三维交互工具6．输入/输出接口第四节多媒体存储技术1．光存储的类型2．光存储系统的技术指标3．光存储格式标准和类型4．CD-ROM光存储系统5．CD-R光存储系统6．磁光存储系统7．相变光存储系统8．DVD光存储系统9．光盘库系统第五节多媒体计算机1．多媒体处理器2．多媒体总线3．多媒体个人计算机【教学重点难点】1．音频卡的工作原理；2．视频卡的工作原理；3．光存储技术的基本原理、技术指标、几种主要的光盘规范。

【课程考核要求】1．掌握数字音频处理接口的原理与功能；2．掌握数字视频处理接口的原理与功能；3．熟练掌握光盘存储技术的读写原理、类型、规格、格式及其制作方法；4．了解多媒体的输入输出设备。

【复习思考题】1．简述多媒体存储设备的分类及其特点。

2．简述光盘存储技术及其基本原理。

3．简述光存储系统的特点及其相关性能指标。

4．光盘按照读写功能可分为哪几类？其特点是什么？5．简述只读光盘的读原理。

6．简述CD-DA光盘存储数据的物理格式。

7．简述CD-ROM光盘存储数据的物理格式。

8．简述CD-I光盘存储数据的物理格式。

9．简述VCD光盘存储数据的物理格式。

10．简述音频卡的工作原理及其使用方法。

11．简述视频卡的分类及其功能特点。

12．简述多媒体处理器的结构与功能特点。

13．简述扫描仪的功能及其相关技术指标。

14．简述扫描仪的工作原理。

第5章多媒体软件平台多媒体软件是多媒体系统的灵魂，它能灵活地调度和使用多种媒体信息，使之与硬件协调地工作。

本章在阐述多媒体软件层次结构的基础上，重点介绍多媒体软件中的媒体编辑与处理软件和著作工具，主要包括音频处理软件Cool Edit、图像处理软件Photoshop、视频处理软件Premiere的应用和多媒体创作工具Authorwere/Dreamwaver。