当前课程知识点：电子信息科学与技术导引(1) > 第八讲：媒体与认知 > 第二讲：信息与媒体 > 第二讲：信息与媒体
进入二十一世纪
信息化的浪潮迎面而来
随着互联网的渗透和延伸
人类社会已经侵润在
信息的海洋之中
书信和邮件
文字和声音
图像和视频
新闻和电视
数字和图表
信号和标识
所有这些媒体都承载着
大量的信息川流不息地
在我们的生命过程中流动着
信息对当今社会的巨大影响
产生了信息文化的时代特征
给人们工作
学习
生活方式带来了
巨大的新变化
信息内容
信息技术以及互联网
正以改变一切的力量
在世界范围内掀起一场
影响人类所有层面的
深刻变革
全球社会正面临着一个
新的时代的大潮的来临
无论是原始时代的
结绳计数
美丽的象形文字
嘹亮的螺声号角
古老的烽火台
或者非洲会说话的鼓
它们实际上都在
记录或传递着人们
所需要表达的一种内容
这些信息通过结绳
象形文字
螺声号角
烽火台或者大鼓进行传递
如果没有这些结绳
象形文字
螺声号角
烽火台或者大鼓
人们所希望表达的
内容就无法记载
或者传播到远方
人们希望表达的
内容就是信息
而这些有着特定变化
形态或符号的结绳
象形文字
螺声号角
烽火台或者大鼓
就是传播媒体
我们把它简称作媒体
现在信息社会中的
信息技术领域
就是我们每天都在
接触和使用的文字
文本
语音
图像和视频等数字媒体
我们也把它简称为媒体
这些媒体所承载的
表达内容就是信息
从原始至今
人们要表达的
内容并无多大变化
只是媒体的
形式发生了巨变
虽然在现代信息社会中
我们再也看不到
人们通过结绳
象形文字
螺声号角
烽火台或者
大鼓来传递信息
但是结绳
象形文字
螺声号角
烽火台或者
大鼓与文本
语音
图像和视频等数字媒体
的本质是相同的
它们都是信息的载体
我们重点关注的是
信息技术领域中的
数字媒体
那么
信息技术领域中的
数字媒体有哪些特征呢
信息处理技术中所指的
数字媒体
是电子化信息的存储
传输和表示的一种载体
在信息技术领域
通常人们常说的文本
图形
语音
图像
视频
三维图像
都被称为数字媒体
我们把它简称作媒体
它是一种信息的表示形式
记录和表示了
客观事物某种属性和特征
以各种形式存在的信息
可以通过不同的
方式进行获取
例如
我们前面提到的
结绳计数
象形文字
烽火台
是通过人的视觉感知
获取其中的视觉含义
鼓声和号角
是通过人耳的
听觉感知获取
其中的声音内容
随着现代信息社会中
信息技术的发展
人们开始利用照相机
摄像机
手机等移动终端设备
来采集和获取
图像信息和语音信息
这里
我们展示几种
日常生活中常用的
多种传感器
例如
这是用于语音和
声音信息获取的麦克风
也就是俗称的话筒
语音信息的获取
通常是通过
麦克风采集语音和
声音完成的
这里所显示的
图像传感器
包括照相机
平面扫描仪
3D扫描仪
摄像机等装置
日常生活中
图像传感器的
种类较多
应用也最为广泛
获取得到信息内容以后
下一步就要对信息的
内容进行编码
编码的目的是为了
将信息有规律的
进行压缩
保存和传输
那么我们来看一下
语音的情况
采集得到的语音信息
一般是一维的波形
我们把它叫做一维信号
这个图显示的就是
一段记录下来的
语音的波形
它也代表了
这段语音的信息
接下来
我们看数字图像
数字图像不同于语音
数字图像是一种二维的
表现形式
它在平面中进行表示
数字图像的信息在
平面的x和y的
两个方向上进行分布
因此
其所包含的信息量更多
数字图像根据其颜色特征
可以分为灰度图像和彩色图像
灰度图像通常用
一个数据矩阵表示
而彩色图像用
三个数据矩阵表示
通常称为R,G,B平面
即红绿蓝图像平面
这里
我们给出一幅
人眼灰度图像和
它的数据矩阵表现形式
在灰度图像的
数据矩阵中
每个位置代表一个像素
每个数值是
每个位置上的
像素的灰度的表示
即表示该像素的亮度幅度
数字图像中
每一个像素都有
一个确定的位置和幅值
如这里的203
在数字图像中
每一个像素的
灰度值都是量化为
从0到255的整数
即数字图像共有
256级灰度
对于一幅数字图像而言
灰度级越多
图像的层次越丰富
像素数越多
图像的细节越细腻
对于256级灰度的
数字图像
每一个像素可以
用8个bit进行表达
这就是数字图像的
表现形式
对于二维数字图像的编码
国际标准化组织JPEG
提出了一个
JPEG的压缩标准
这是一幅彩色图像
以及构成这幅
彩色图像的三个数据矩阵
图像数据按照
这三个数据矩阵的
排列表达图像的内容
除了语音和图像以外
还有一个重要的媒体
就是视频
通常视频是指
将一系列静态影像以
电信号的方式加以捕捉
纪录
处理
储存
传输与重现的
一种媒体技术
视频技术最早是为了
电视系统而发展
但现在已经发展为
各种不同的编码格式
以易于记录
传输和播放视频的内容
网络技术的发达
也促使视频以
流媒体的形式应用于互联网
国际化标准组织也
制定了一个关于
视频的压缩编码标准
即MPEG标准
常用的第4种媒体是
三维立体图像
简称三维图像
三维图像与二维图像的
不同之处在于
二维图像只有
平面坐标x和y的信息
而三维图像具有
三维空间的
xyz坐标的信息
也就是我们通常说的
具有了深度信息
三维图像可以
通过计算机图形软件制作
也可以通过
三维扫描仪生成
例如微软的
三维成像装置kinect
三维图像的
表现力非常丰富
它使得人们可以从
多个角度去观察物体
由于其具有三维信息
接近于人眼观察物体的效果
所以三维图像具有
很好的临场感
上面介绍的这些媒体
我们要把它们记录下来
就需要对它们进行存储
媒体的数据量非常大
因此在处理过程中
需要对它进行压缩存储
也就是压缩编码
通常的情况下
存储可以采取磁带
磁盘和光盘
以及常用的U盘
现在大家都在
谈论大数据
就是因为数据的量非常大
为了解决海量信息的
大数据存储问题
需要研究数据压缩和
分布式存储技术
关于媒体的数据压缩
也是目前在
媒体技术领域中的
一个非常重要的
一个研究领域
媒体的传输
就是要将媒体内容从
一个地方传送到
另外一个地方
我们知道这是
通过通信系统来完成传输的
那么
有关的网络传输内容
在之前的课中已经在
包和网络的内容上
大家已经了解到了
相关的内容
无论是广播网
通信网
还是互联网
都可以说是给
媒体信息搭建了
一个非常好高速公路
在这个公路上要传输的内容
就是我们今天讲授的
媒体的信息
也就是说让它按照
一定的编码格式
以及数据的格式来
进行流媒体的传输
把信息的内容在
这个高速公路上进行传输
在媒体在传输过程中
根据编码方式的特点
我们可以实现
按照需要传输
同一个信息的不同部分
以JEPG2000编码格式为例
那么
它就可以实现
传输不同清晰度图像的目的
比如说
如果想用
手机看一副图像的话
考虑到无线信道的
容量和显示屏幕的大小
系统可以传送
一幅低分辨率的图像
即图像编码中的
很小的一部分
如果想要用笔记本
或者台式机看图像的话
这幅图像就可以
传送的多一些
图像就可以显示的大一点
于是可以将其中的
数据量再多传送一部分
这样
同一幅图像
我们看到的
细节就会多一些
更进一步
如果想把
这幅图像打印出来
就可以将这幅图像的
包含更多细节的
所有数据都进行传输
这时打印出来的
图像就会非常清晰
也就是说
在图像媒体的传输过程中
可以按照需求
按照不同的
清晰度的区别进行传输
媒体最终的用途
是要将媒体所包含的
内容显示给用户
显示是为了
体现信息表达的属性
以及信息内容的特征
常用的形式有文本
图形
图像
动画
视频
声音
语音等
也可以将这些
内容综合起来共同显示
这种媒体我们
把它称为多媒体
不同的媒体有
不同的显示方式
和显示装置
显示分为
软拷贝方法和
硬拷贝方法
软拷贝的方法
就是显示以后
其内容可以
擦除掉再重新显示
最主要的就是显示器
包括CRT的显示器
液晶的显示器
还有TFT显示器
等离子体PDP显示器等等
硬拷贝的方法
主要是指打印
这些打印出来的内容
一般无法擦除
所以称之为硬拷贝
对声音而言
显示设备通常是
扬声器和音箱
对于媒体的传播途径
常用的是利用报纸
电视
广播
网络四大媒体的传播手段
将文字
图像
动画
视频
语音等内容
通过显示设备提供给受众
对以上我们讲述的
内容我们做一个总结
纵观媒体发展的历史
上述介绍的媒体
是源于对人的生理结构和
认知心理的
研究基础而产生的
上述媒体的应用
都是基于对
媒体的智能处理
因此我们说
没有对人的认知的研究
没有对媒体信息的
智能处理
媒体的应用会
遇到很大的困难
甚至难于发展
我们后面将用
生动的例子来说明这一点
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 电磁学和分析数学发展史：磁学
-第三节 电磁学与分析数学发展史：静电
-第四节 电磁学和分析数学发展史：动电
-第五节 电子器件的发明及电子技术的发展
-第六节 电磁学的广泛应用
-第七节 电磁系统理论
-第八节 电子科学技术各学科间的关系
-第九节 电子科学技术的学科体系
-第一讲：电磁学与分析数学史概览--第一次作业
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 电磁场（一）
-第三节 电磁场（二）
-第四节 物质
--第四节 物质
-第五节 电磁场与物质的相互作用：非共振作用
-第六节 电磁场与物质的相互作用：共振作用
-第七节 电磁场理论与电路理论
-第一节 空间离散化
-第二节 静场电路分析
-第三节 非静场电路抽象
-第三讲：电路抽象--电路抽象 练习题
-第四节 电路元件抽象
-第五节 非线性元件抽象
-第六节 电路抽象三原则
-第七节 分层抽象思想
-第八节 电路基本问题
-第九节 数字化抽象
-第三讲：电路抽象--Quiz 3
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 什么是比特
-第三节 比特与编码
-第四节 比特与信息
-第五节 比特的用途示例
-第六节 什么是逻辑
-第七节 逻辑的用途示例
-第八节 与数字电路的关系
-第九节 小结
--第九节 小结
-第四讲：比特与逻辑--Quiz4
-第一节：从算盘到ENIAC
-第二节：通用计算机模型
-第三节：指令集体系结构
-第四节：程序和程序设计语言
-第五节：处理器的工作原理
-第六节：性能问题
--第六节：性能问题
-第七节：小结
--第七节：小结
-第一节：数据与数据处理技术的发展
-第二节：数据处理举例
-第三节：数据模型和算法的概念
-第四节：问题的抽象和建模
-第五节：数值分析问题研究
-第六节：数据和算法的关系I
-第七节：数据和算法的关系II
-第八节：大数据
--第八节：大数据
-第九节：数据挖掘技术和数据算法的展望
-第六讲：数据与算法--Quiz6
-第一节：基本内容简介
-第二节：信息的基本概念和传输的几种方式
-第三节：交换的概念和网络的几种形式
-第四节：模拟与数字通信
-第五节：调制和解调
-第六节：传输涉及的基本理论
-第七节：信息论和几种相关的编码方式
-第八节：多址方式
--第八节：多址方式
-第九节：交换的基本概念
-第十节：网络分层的基本概念
-第十一节：互联网的基本原理和有限状态机模型
-第七讲：通讯与网络--Quiz7
-第一讲：内容简介
--第一讲：内容简介
-第二讲：信息与媒体
-第三讲：人类感知与认知
-第四讲：智能信息处理
-第五讲：媒体与认知相互作用
-第六讲：媒体认知应用
-第七讲：总结
--第七讲：总结
-第八讲：媒体与认知--Quiz8
-期末考试--Final Exam
