第1章概論-多媒體技術(shù)特征課件

第1章概論——多媒體技術(shù)的特征多媒體通信教材：

多媒體通信技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）蔡安妮編著參考書：多媒體通信技術(shù)孫學(xué)康編著考核方式：閉卷考試

70%期末考試成績(jī)+30%平時(shí)成績(jī)（考勤10分、作業(yè)20分）其它要求：以筆記為主課程內(nèi)容多媒體通信技術(shù)概述視覺特性和彩色電視信號(hào)多媒體信息的獲取和處理多媒體數(shù)據(jù)壓縮算法多媒體通信的同步問題多媒體通信的抗誤碼算法移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信多媒體通信的應(yīng)用系統(tǒng)第1章概論—多媒體技術(shù)的特征

明確多媒體的概念和含義理解多媒體系統(tǒng)的概念及主要特征

掌握多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)

了解多媒體通信的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)第1章概論—多媒體技術(shù)的特征1.1多媒體的概念與含義1.2多媒體通信中的關(guān)鍵技術(shù)1.3多媒體通信的應(yīng)用1.4三網(wǎng)融合及相應(yīng)業(yè)務(wù)1.5小結(jié)1.1多媒體的概念與含義媒體指信息傳遞和儲(chǔ)存的最基本的技術(shù)和手段，即信息的載體，根據(jù)原CCITT（國(guó)際電報(bào)咨詢委員會(huì)）的定義，媒體可劃分為5大類：感覺媒體表示媒體顯示媒體存儲(chǔ)媒體傳輸媒體1、媒體Media感覺媒體：人類通過其感覺器官直接產(chǎn)生感覺（感知信息內(nèi)容）的媒體類型分類視覺媒體文字、圖形、圖像和視頻聽覺媒體語音、音樂、自然界的各種聲音觸覺媒體力、運(yùn)動(dòng)、溫度味覺媒體滋味嗅覺媒體氣味1、媒體Media

表示媒體：指用于數(shù)據(jù)交換的編碼表示。借助于此種媒體，便能更有效的加工、處理、存儲(chǔ)或傳送感覺媒體。如語言編碼、聲音編碼、文本編碼、電報(bào)碼等。

顯示媒體：進(jìn)行信息輸入與輸出的媒體。如輸入媒體：鍵盤、鼠標(biāo)、攝像頭、話筒、掃描儀、觸摸屏等、輸出媒體：顯示屏、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等。1、媒體Media

傳輸媒體：承載信息，將信息進(jìn)行傳輸?shù)拿襟w如雙絞線、同軸電纜、光纜、無線電鏈路等。

存儲(chǔ)媒體：進(jìn)行信息存儲(chǔ)的媒體如硬盤、光盤、軟盤、磁帶、ROM、RAM等。1、媒體Media處理設(shè)備輸出設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備輸入設(shè)備

表示媒體

存儲(chǔ)媒體

顯示媒體

顯示媒體

感覺媒體

表示媒體

傳輸媒體各種媒體之間的關(guān)系

感覺媒體

2、多媒體（Multimedia）多媒體的定義：多種媒體信息的綜合，文本、圖形、圖像、音頻和視頻各種媒體信息的綜合。多媒體技術(shù)的定義：計(jì)算機(jī)交互式綜合處理多種媒體信息--文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性。簡(jiǎn)而言之，多媒體技術(shù)就是計(jì)算機(jī)綜合處理聲、文、圖信息的技術(shù)，具有集成性、實(shí)時(shí)性和交互性的特點(diǎn)。3、多媒體通信多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互結(jié)合和發(fā)展的產(chǎn)物。多媒體通信的三個(gè)主要特性

集成性交互性同步性3、多媒體通信集成性：多媒體通信系統(tǒng)集成了多種編譯碼器和多種感覺媒體的顯示方式，能與多種傳輸媒體接口，并且能和多種存儲(chǔ)媒體進(jìn)行通信。

交互性：多媒體通信終端的用戶在系統(tǒng)通信的全過程中具有完備的交互控制能力，這是多媒體通信的一個(gè)重要特征。

同步性：同步性是指在多媒體通信終端上所顯示的文字、聲音和圖像是以在時(shí)空上的同步方式工作的。1.3、多媒體產(chǎn)生的技術(shù)背景1.3.1：圖像壓縮編碼技術(shù)的成熟1.3.2：大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展1.3.3：大容量數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展1.4、多媒體通信中的關(guān)鍵技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)的獲取與顯示技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫及其檢索技術(shù)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多媒體信息存儲(chǔ)技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)的分布式處理技術(shù)1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

多媒體數(shù)字化信息的數(shù)據(jù)量相當(dāng)龐大，給存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、通信信道的傳輸速率（帶寬）及計(jì)算機(jī)的處理速度帶來極大的壓力。

為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，充分利用有限的信道容量傳輸更多的多媒體信息，需要對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)提高了通信介質(zhì)的傳輸效率，同時(shí)也使計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理和播放視頻、音頻信息成為可能。

多媒體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)包含視頻壓縮技術(shù)和音頻壓縮技術(shù)。1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻壓縮技術(shù)：從圖像壓縮編碼的發(fā)展過程來看，可以分為三個(gè)階段，即第一代、第二代、第三代圖像壓縮編碼方法。相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：JPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2/H.262、MPEG-4等。MPEG-7和MPEG-21是MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)中的新成員。1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)音頻壓縮技術(shù)：有關(guān)音頻信號(hào)的壓縮編碼技術(shù)基本上與圖像壓縮編碼技術(shù)相同，不同在于圖像信號(hào)是二維信號(hào)，音頻信號(hào)是一維信號(hào)。涉及到的聲音壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有：G.711、G.721、G.722、G.728、G.729、G.327.1等。2、多媒體數(shù)據(jù)的獲取與顯示技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)的獲取與顯示主要體現(xiàn)在用戶和多媒體系統(tǒng)之間進(jìn)行交互的多媒體終端上。如機(jī)頂盒、可視電話。多媒體數(shù)據(jù)的獲取與顯示主要指人機(jī)交互界面，它介于用戶和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間。多媒體數(shù)據(jù)的獲取與顯示技術(shù)包含文字識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)及圖形識(shí)別及圖像理解等先進(jìn)技術(shù)，使人們能夠越來越方便地使用多媒體終端。3、多媒體數(shù)據(jù)庫及其檢索技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理多媒體數(shù)據(jù)的方法的局限性，集中表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。第一，多媒體數(shù)據(jù)所包含的信息量非常大，用人工注釋難以準(zhǔn)確描述；第二，多媒體數(shù)據(jù)隨時(shí)變化，因而難以統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)；第三，多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)部有各種復(fù)雜的時(shí)域、空域以及基于內(nèi)容的約束關(guān)系，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)未曾涉及到這些方面。由此開發(fā)出新的多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時(shí)基于內(nèi)容的多媒體信息檢索研究方案也應(yīng)運(yùn)而生。3、多媒體數(shù)據(jù)庫及其檢索技術(shù)

多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括概念級(jí)內(nèi)容、感知特性（例如圖像的顏色、紋理，聲音的音色、音質(zhì)等）、邏輯關(guān)系（例如音視頻對(duì)象的時(shí)空關(guān)系等）、信號(hào)特征（通過信號(hào)處理方法例如小波變換獲得的媒體特征）、特定領(lǐng)域的特征（與應(yīng)用相關(guān)，例如人的面部特征、指紋特征）等。基于內(nèi)容的圖像檢索系統(tǒng)——PicToSeek4、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育等多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開展，能夠滿足多媒體應(yīng)用需要的通信網(wǎng)絡(luò)必須具有高帶寬、可提供服務(wù)質(zhì)量的保證、實(shí)現(xiàn)媒體同步等特點(diǎn)。

現(xiàn)有的幾種通信網(wǎng)絡(luò)—電信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)雖然都可以傳遞多媒體信息，但都不是理想的解決方案。三網(wǎng)合一成為必然趨勢(shì)。5、多媒體信息存儲(chǔ)技術(shù)既要保證存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)容量足夠大，還要保證存儲(chǔ)設(shè)備的速度要足夠快，帶寬要足夠?qū)?。滿足上述要求的存儲(chǔ)設(shè)備有多種，包括硬盤、光盤、磁帶、冗余磁盤陣列和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)等。

磁帶：以磁記錄方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主要用于對(duì)重要數(shù)據(jù)的備份。

光盤：以光學(xué)介質(zhì)存儲(chǔ)信息，利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，在一張CD-ROM光盤上能夠存取70多分鐘全運(yùn)動(dòng)的視頻圖像或者十幾個(gè)小時(shí)的語言信息或數(shù)千幅靜止圖像。硬盤及磁盤陣列具有更快速的存取速度，支持大量用戶同時(shí)訪問，適用于經(jīng)常被訪問的內(nèi)容。存儲(chǔ)區(qū)網(wǎng)絡(luò)（SAN）：是一種新型網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集中在相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)內(nèi)，擁有幾乎無限的存儲(chǔ)容量和高速的存儲(chǔ)。6、多媒體數(shù)據(jù)的分布式處理技術(shù)

用于分布式多媒體系統(tǒng)的業(yè)務(wù)多種多樣，不同業(yè)務(wù)所用的多媒體終端也各不相同。目前常用的多媒體終端有多媒體計(jì)算機(jī)終端以及針對(duì)某種特定應(yīng)用的專用設(shè)備，如機(jī)頂盒、可視電話終端設(shè)備等。終端的軟件平臺(tái)則包括系統(tǒng)軟件以及各種應(yīng)用軟件，其中操作系統(tǒng)是軟件的核心。1.5

多媒體通信的應(yīng)用（多媒體通信系統(tǒng)的基本類型及相關(guān)業(yè)務(wù)）多媒體通信系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，可以提供VOD視頻點(diǎn)播，遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、多媒體電子郵件、可視電話、桌面視頻會(huì)議，數(shù)字圖書館、電子百科書等多種多樣的業(yè)務(wù)。可視電話系統(tǒng)：較早提出的一種多媒體通信系統(tǒng)，其目的是使電話網(wǎng)能夠傳送視頻信號(hào)。不僅具有語音處理部分，還包括圖像的輸入輸出部分及對(duì)圖像信號(hào)的處理部分。視頻會(huì)議系統(tǒng)：又稱會(huì)議電視或視訊會(huì)議，是一種實(shí)時(shí)的、點(diǎn)到多點(diǎn)的多媒體通信系統(tǒng)。1.5

多媒體通信的應(yīng)用多媒體電子郵件：不同于目前的E-mail，它除了包含文字外，還包含其他媒體，例如一段音頻或視頻。是一種非實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，對(duì)信道要求不高，發(fā)送時(shí)可以采用低速率，等待信道空閑時(shí)傳送。視頻點(diǎn)播系統(tǒng)：可以為用戶提供不受時(shí)空限制的交互點(diǎn)播，使用戶能夠隨時(shí)點(diǎn)播自己希望收看的節(jié)目，點(diǎn)播終端可以使多媒體計(jì)算機(jī)，也可以是電視機(jī)配機(jī)頂盒?？梢约啥喾N多媒體應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、數(shù)字圖書館、新聞點(diǎn)播和網(wǎng)上購物。1.5

多媒體通信的應(yīng)用遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)：是以現(xiàn)代傳媒技術(shù)為基礎(chǔ)的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)地接受教師上課的內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)：也稱虛擬環(huán)境，它是由計(jì)算機(jī)模擬的三維環(huán)境，使介入其中的人產(chǎn)生身臨其境的感覺，給人以感官刺激。多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化技術(shù)需要相互補(bǔ)充，并與語音、圖像識(shí)別、智能接口等技術(shù)相結(jié)合，建立高層次虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)1.6

三網(wǎng)融合所謂“三網(wǎng)融合”，就是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)這三種網(wǎng)絡(luò)的互相滲透、互相兼容、并逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)。其表現(xiàn)為技術(shù)上趨向一致，應(yīng)用層上可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無縫覆蓋，業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉，網(wǎng)絡(luò)層上趨向使用統(tǒng)一的IP協(xié)議，在經(jīng)營(yíng)上互相競(jìng)爭(zhēng)、互相合作，朝著提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯在一起，在行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向統(tǒng)一。三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合的多媒體通信業(yè)務(wù)。這就是所謂的“三網(wǎng)融合”。1.6

三網(wǎng)融合①信息服務(wù)將由單一業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向文字、話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。如快速投遞的電報(bào)功能已被手機(jī)取代；主要以投遞信件為主所發(fā)行的郵票正逐漸成為歷史；淘寶網(wǎng)等網(wǎng)上購物已成為流行方式?！叭W(wǎng)融合”的優(yōu)勢(shì)②有利于極大地減少基礎(chǔ)建設(shè)投入，并簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，降低維護(hù)成本。③將使網(wǎng)絡(luò)從各自獨(dú)立的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)向綜合性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)性能得以提升，資源利用水平進(jìn)一步提高。1.6

三網(wǎng)融合④三網(wǎng)融合是業(yè)務(wù)的整合，它不僅繼承了原有的話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，而且通過網(wǎng)絡(luò)的整合，衍生出了更加豐富的增值業(yè)務(wù)類型，如圖文電視、VOIP（VoiceoverInternetProtocol是一種以IP電話為主，并推出相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)的技術(shù)）、視頻郵件和網(wǎng)絡(luò)游戲等，極大地拓展了業(yè)務(wù)提供的范圍?！叭W(wǎng)融合”的優(yōu)勢(shì)⑤三網(wǎng)融合打破了電信運(yùn)營(yíng)商和廣電運(yùn)營(yíng)商在視頻傳輸領(lǐng)域長(zhǎng)期的惡性競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，各大運(yùn)營(yíng)商將在一口鍋里搶飯吃，看電視、上網(wǎng)、打電話資費(fèi)可能打包下調(diào)。小結(jié)本章概況介紹了多媒體通信技術(shù)的相關(guān)概念及涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)，主要內(nèi)容有：媒體：指信息傳遞和儲(chǔ)存的最基本的技術(shù)和手段，即信息的載體。媒體可分為五大類：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲(chǔ)媒體和傳輸媒體。多媒體技術(shù)：計(jì)算機(jī)交互式綜合處理多種媒體信息--文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性。簡(jiǎn)而言之，多媒體技術(shù)就是計(jì)算機(jī)綜合處理聲、文、圖信息的技術(shù)，具有集成性、實(shí)時(shí)性和交互性的特點(diǎn)。小結(jié)多媒體通信系統(tǒng)：在物理結(jié)構(gòu)上，由若干個(gè)多媒體通信終端