第十章项目实践

多媒体技术项目实践项目实践一Huffman编码一、实验目的与要求1、实验目的（1）掌握哈夫曼编码原理。（2）理解数据压缩的实现过程。2、实验要求根据哈夫曼编码算法，对下列信源实现哈夫曼编码。求出编码后的平均码长。05.0,10.0,15.0,20.0,25.0,25.06,5,4,3,2,1XXXXXXX二、实验内容与步骤1、实验内容对上面信源进行哈夫曼编码。显示出每个符号的分配代码及平均码长。2、实验步骤（1）初始化，根据符号概率的大小按由大到小顺序对符号进行排序。（2）把概率最小的两个符号组成一个节点。（3）重复步骤（1）（2），直到概率和为1（4）从根节点开始到相应于每个符号的“树叶”，概率大的标“0”，概率小的标“1”（5）从根节点开始，对符号进行编码。三、实验成果1、哈夫曼编码程序。2、实验报告。项目实践二DCT变换编码一、实验目的与要求1、实验目的（1）掌握DCT变换编码原理。（2）理解DCT变换的实现过程。2、实验要求现有一张320×240的图像一张，要求对其进行DCT变换。二、实验内容与步骤1、实验内容对320×240的图像进行DCT变换2、实验步骤步骤一、分块将每个分量图像分成许多8×8=64个样点组成的像块，并对其采样，得到在空域中的8×8的样值矩阵。步骤二、变换利用FDCT公式，将空域中的8×8样值矩阵，正向变换（FDCT）为频域中的8×8DCT系数矩阵。步骤三、关于FDCT变换的几点说明（1）f（x，y）为空域中位置为（x，y）点的样值函数（x，y=0，1,…,7）。（2）F（u，v）为频率域中频率位置为（u，v）点的DCT系数（u，v=0，1,…,7）。（3）沿u，v方向频率增加，但是0～7并不特指某一频率（可视为小的频率域）。（4）F（0，0）对应直流分量，称为DC系数，其它63个对应交流分量的系数，称为AC系数。（5）两个空间的同位置系数无对应关系。（6）在频域中的右下角对应高频部分，而在左上角对应低频部分（特点，相关性）。步骤四、讨论（1）DC系数的构成：当u，v＝0时，C（U）=C（V）=1/√2，有：可见DC系数为空域中64个样值的平均值（对8的）。（2）AC系数的构成：77001(21)(21),(,)coscos]41616ijiujvuvuvfijＦ（）=C()C()[当u，v≠0时，C（U）=C（V）=1每个AC系数为空域中64个样值分别乘以对应的余弦量后求和，再取平均。（3）DCT系数的取值范围：在视频数字化中，由于采用8位量化，在空域中的样值的最大值应为256，所以F（0，0）MAX=DCMAX=256×64/8=2048故：0≤DC≤2047-1024≤AC≤1023（4）DCT系数规律：低频系数值大，高频系数值小。步骤五、DCT系数量化(1)量化的原因：DCT之后其系数矩阵中相关性不够明显，为进一步降低DCT系数矩阵中非零系数的幅值，增加零系数的个数，使相关性表现的更明显，需要进一步量化。(2)量化的依据对失真的要求：量化是图像质量下降的重要原因，DCT系数量化是基于限失真编码理论进行的，容许有失真，但应在视觉容许的容限内。对视觉的要求：亮度信号与色度信号的分辨能力不同;对低频图像信号和高频图像信号的分辨能力不同。(3）量化的方法区域滤波法：采用对DCT系数矩阵中的每一个值逐一量化。三、实验成果1、写好实验报告。项目实践三词典编码一、实验环境TurboC二、实验目的与要求1.实验目的(1)理解词典编码的思想。(2)了解LZ77算法。(3)掌握LZW算法。2.实验要求根据LZW算法原理对一段具体的字符进行编译。要求在编码过程中写出流程图,以便充分理解LZW算法原理,最终达到熟练应用。三、实验内容与步骤1.实验内容任意输入一段字符进行编码。依据字典算法的步骤，写出字符编码的流程图。2.实验步骤进入TuborC编译环境。在编译环境下输入词典的编码算法。（参考程序）#includestring.hvoidcopy1(char*prefix,char*s,inti,intj)/*拷贝字符串*/{intk;for(k=0;k20;k++)/*将前缀字符串清空*/prefix[k]='';for(k=i;ki+j;k++){prefix[k-i]=s[k];/*printf(aplghtis:%d---%c\n,k-i,prefix[k-i]);*/}}main(){chars[30],prefix[30],dic[20][30]={A,B,C},c[20];inti,j,k,n,t,m;/*k指字典中的编号,m指匹配号码，j指截取字母的长度*/k=3;m=0;j=1;i=0;printf(pleaseinputstring:\n);gets(s);while(istrlen(s)){copy1(prefix,s,i,j);/*读取字符的长度*/for(n=0;nk;n++)/*查找字典中的编号*/{/*printf(prefix=%s,prefix);printf(dic[3]=%s,dic[n]);*/if(strcmp(prefix,dic[n])==0){j=j+1;m=n;if((i+j)=strlen(s))copy1(prefix,s,i,j);elsestrcpy(prefix,);}}printf(%d,m);if(strlen(prefix)!=0){strcpy(dic[k],prefix);/*写入字典*/printf(%s\n,dic[k]);}k=k+1;i=i+j-1;j=1;}}运行该程序，根据其要求输入要编译的字符串“ABBABABAC”。调试、观察运行结果，并与自己画的编译流程图相比较。四、实验思考题1.字符流的输入如表3-1所示，使用LZW算法计算输出的码字流。请核对计算的输出码字流是否为：(1)(2)(4)(3)(5)(8)(1)(10)(11)…并将码字流中的码字填入练习表3-2对应的位置。表3-1输入字符流输入位置123456789101112131415……输入字符流ABABCBABABAAAAA……输出码子表3-2编码表步骤位置词典输出码子（1）a（2）b（3）c112…9…项目实践四声音录制、编辑和合成一、实验目的(1)通过实验学习声音的数字化过程，了解计算机如何处理和存储声音。(2)掌握声音处理工具软件CoolEdit的用法，能够用CoolEdit进行录音并根据需要编辑声音。(3)了解用Cakewalk音乐大师制作MIDI音乐。二、实验内容(1)用CoolEdit录音并去除声音文件中的噪音、添加混响效果、制作渐弱效果和自制卡拉OK伴奏带。(2)*Cakewalk音乐大师制作MIDI音乐三、实验要求(1)提交用CoolEdit录制的原文件。(2)提交用CoolEdit处理噪音、添加混向效果以及制作渐弱效果的最终作品。(3)尝试用Cakewalk音乐大师制作MIDI音乐。四、实验操作用CoolEdit录音并去除声音文件中的噪音、添加混响效果、制作渐弱效果和自制卡拉OK伴奏带。1、录制背景音乐背景音乐可由录音机、CD唱机等输出的模拟音频获取。首先保证外界音源设备与声卡的LineIn接口正确相连。步骤1：选择【开始】/【程序】/【CoolEdit2000】/【CoolEdit2000】，打开CoolEdit2000；步骤2：单击工具栏的【Record】按钮．出现【NewWaveform】对话框，分别选择【SampleRate】为44100，【Channels】为【Stereo】，【Resolution】为【16-bits】，单击【OK】按钮开始录音。步骤3：录音结束，单击工具栏的【Stop】按钮完成录音。步骤4：执行【File】/【SaveAs…】，打开保存对话框。选择好路径，文件名存为【背景音乐】，保存类型选【WindowsPCM（*.Wav）】，单击【保存】完成对音乐文件的录制。2、去除声音文件中的噪音步骤1：打开我们上面录制的【背景音乐】，执行【Effects】/【NoiseReduction】命令，打开【NoiseReduction…】对话框（1）在NoiseReductionSettings框中，【FFTSize】取值在4096～20000之间，在这里把它设为8192。其他各项就取CEPro设好的默认值。(2)在Profiles框中，单击【GetProfilefromSelection】按钮，CEPro就会把噪音轮廓记录在原先为灰色的“NoiseProfile”框中，水平方向表示频率，竖直方向表示噪音的量。（3）按下【NoiseReduction…】对话框中的【Close】按钮关闭对话框，注意不要按下【Cancel】按钮来关闭对话框。回到CEPro的工作界面后，使用水平缩放工具使整个声音波形都显示在波形显示区中，双击波形显示区选取整个波形，然后再次打开【NoiseReduction…】对话框，会看到噪音轮廓还在那里，这时按下【OK】按钮，CEPro就开始自动清除环境噪音了。步骤2：处理结束后，打开【File】/【SaveAs…】，选择好路径，文件名存为【无噪音背景音乐】单击【保存】，完成去除声音文件中的噪音处理。3、用CoolEditPro进行混音处理步骤1：打开另一个我们录制的【伴奏带】，执行【Edit】/【Mixpaste…】命令，打开【Mixpaste】对话框（1）在Volume框中，【VolumeL，R】代表左右声道音量，若为单声道文件，则只有一个声道音量调节，若选中【Invert】，则文件在被粘贴前声音数据将会颠倒。当【Lockleft/Right】被选中时，左右声道调节钮将被锁定，调节时将一齐变化。（2）在合成方式框中，选定【Insert】，则被粘贴的文件插入当前文件之中。选定【Overlap】时，则被粘贴的文件不会取代当前文件中的选定部分，而是以选定的部分与当前文件叠加。若被粘贴的文件比当前文件的选定部分长，则超出范围的部分将继续被粘贴。选定【Replace】，则被粘贴的声音文件将覆盖源文件。选定【Modulate】则被粘贴的声音文件与当前文件一起调制，即将每采样点的幅值相乘混合后输出。激活【Crossfade】，输入时间(ms)，则在粘贴前后粘贴的文件有一定的淡入淡出。（3）在选择被粘贴的文件来源框中，选中【FromClipboard】表示被粘贴的文件来源于剪贴板。【FromwindowsClipboard】表示被粘贴的文件来源于Windows剪贴板。【FromFile】表示被粘贴的文件来源于新文件，单击【SelectFile…】按钮可选择文件。（4）【Looppast】指粘贴文件的次数。在本实验中设置【VolumeL，R】为90，选中【Overlap】，设置【Crossfade】值为50，选中【FromFile】，单击【SelectFile…】选择作为背景音乐的文件【无噪音背景音乐】，【Looppast】为1，单击【OK】完成设置。步骤2：处理结束后，打开【File】/【SaveAs…】，选择好路径，文件名存为【混合音乐】单击【保存】，完成混音处理。4、制作渐弱效果步骤1：打开我们上面编辑的【混合音乐】，执行【Effects】/【Amplitude】命令，打开【Amplify…】对话框，在该对话框中选中【Fade】对话框。（1）在InitialAmplification框中的上下两个滑块分别控制左右声道最初音量放大的倍数，FianlAmplification框中的上下两个滑块则分别控制左右声道最终音量放大的倍数。100％相当于音量没有改变，0％相当于音量被减小至无声。在此，我们选中【混合音乐】中需要制作渐弱效果的一段音频，在【InitialAmplification】中左右声道放大倍数为100％，在【FianlAmplification】中左右声道放大倍数为50％。（2）【LinearFade】单选框是将最初和最终音量放大的倍数呈线性变化，而选中【Log