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文檔簡介

1、多 媒 體 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 與 發(fā) 展 趨 勢 冼 俊 峰 趙 小 俠 鐘 玉 琢 摘 要 多 媒 體 技 術(shù) 是 當 今 信 息 技 術(shù) 領(lǐng) 域 發(fā) 展 最 快 、 最 活 躍 的 技 術(shù) , 本 文 通 過 對 多 媒 體 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 的 分 析 , 使 我 們 展 望 到 , 隨 著 日 益 普 及 的 高 速 信 息 網(wǎng) , 它 正 被 廣 泛 應(yīng) 用 在 咨 詢 服 務(wù) 、 圖 書 、 教 育 、 通 信 、 軍 事 、 金 融 、 醫(yī) 療 等 諸 多 行 業(yè) 。 關(guān) 鍵 詞 多 媒 體 技 術(shù) 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 發(fā) 展 趨 勢 中 圖

2、分 類 號G434 文 獻 標 識 碼A 文 章 編 號1008 7656(2002)03 0016 06 多 媒 體 技 術(shù) 是 當 今 信 息 技 術(shù) 領(lǐng) 域 發(fā) 展 最 快 、 最 活 躍 的 技 術(shù) , 是 新 一 代 電 子 技 術(shù) 發(fā) 展 和 競 爭 的 焦 點 。 多 媒 體 技 術(shù) 融 計 算 機 、 聲 音 、 文 本 、 圖 像 、 動 畫 、 視 頻 和 通 信 等 多 種 功 能 于 一 體 , 借 助 日 益 普 及 的 高 速 信 息 網(wǎng) , 可 實 現(xiàn) 計 算 機 的 全 球 聯(lián) 網(wǎng) 和 信 息 資 源 共 享 , 因 此 被 廣 泛 應(yīng) 用 在 咨 詢 服 務(wù)

3、、 圖 書 、 教 育 、 通 信 、 軍 事 、 金 融 、 醫(yī) 療 等 諸 多 行 業(yè) , 并 正 潛 移 默 化 地 改 變 著 我 們 生 活 的 面 貌 。 1 多 媒 體 技 術(shù) 涉 及 的 內(nèi) 容 多 媒 體 技 術(shù) 是 使 用 計 算 機 交 互 式 綜 合 技 術(shù) 和 數(shù) 字 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 處 理 多 種 表 示 媒 體 文 本 、 圖 形 、 圖 像 、 視 頻 和 聲 音 , 使 多 種 信 息 建 立 邏 輯 連 接 , 集 成 為 一 個 交 互 式 系 統(tǒng) 。 它 主 要 涉 及 如 下 幾 個 部 分 : 1 1 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 , 圖 像

4、處 理 : 它 包 括 HCI與 交 互 介 面 設(shè) 計 、 多 模 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 、 壓 縮 與 編 碼 和 虛 擬 現(xiàn) 實 等 。 1.2 音 頻 信 息 處 理 : 它 包 括 音 樂 合 成 、 特 定 人 與 非 特 定 人 的 語 音 識 別 、 文 字 語 音 的 相 互 轉(zhuǎn) 換 等 。 1.3 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 和 基 于 內(nèi) 容 檢 索 : 它 包 括 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 和 基 于 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 的 檢 索 等 。 1.4 多 媒 體 著 作 工 具 : 它 包 括 多 媒 體 同 步 、 超 媒 體 和 超 文 本 等 。 1.5 多 媒 體 通 信 與

5、 分 布 式 多 媒 體 : 它 包 括 CSCW、 會 議 系 統(tǒng) 、 VOD和 系 統(tǒng) 設(shè) 計 等 。 1.6 多 媒 體 應(yīng) 用 : CAI與 遠 程 教 學(xué) 、 GIS與 數(shù) 字 地 球 、 多 媒 體 遠 程 監(jiān) 控 等 。 2 多 媒 體 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 多 媒 體 技 術(shù) 的 開 發(fā) 和 應(yīng) 用 , 使 人 類 社 會 工 作 和 生 活 的 方 方 面 面 都 沐 浴 著 它 所 帶 來 的 陽 光 , 新 技 術(shù) 所 帶 來 的 新 感 覺 、 新 體 驗 是 以 往 任 何 時 候 都 無 法 想 象 的 。 2.1 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 , 圖 像 處

6、理 的 應(yīng) 用 多 媒 體 計 算 機 技 術(shù) 是 面 向 三 維 圖 形 、 環(huán) 繞 立 體 聲 和 彩 色 全 屏 幕 運 動 畫 面 的 處 理 技 術(shù) 。 而 數(shù) 字 計 算 機 面 臨 的 是 數(shù) 值 、 文 字 、 語 言 、 音 樂 、 圖 形 、 動 畫 、 圖 像 、 視 頻 等 多 種 媒 體 的 問 題 , 它 承 載 著 由 模 擬 量 轉(zhuǎn) 化 成 數(shù) 字 量 信 息 的 吞 吐 、 存 儲 和 傳 輸 。 數(shù) 字 化 了 的 視 頻 和 音 頻 信 號 的 數(shù) 量 之 大 是 非 常 驚 人 的 , 它 給 存 儲 器 的 存 儲 容 量 、 通 信 干 線 的 信

7、道 傳 輸 率 以 及 計 算 機 的 速 度 都 增 加 了 極 大 的 壓 力 , 解 決 這 一 問 題 , 單 純 用 擴 大 存 儲 器 容 量 、 增 加 通 信 干 線 的 傳 輸 率 的 辦 法 是 不 現(xiàn) 實 的 。 數(shù) 據(jù) 壓 縮 技 術(shù) 為 圖 像 、 視 頻 和 音 頻 信 號 的 壓 縮 , 文 件 存 儲 和 分 布 式 利 用 , 提 高 通 信 干 線 的 傳 輸 效 率 等 應(yīng) 用 提 供 了 一 個 行 之 有 效 的 方 法 , 同 時 使 計 算 機 實 時 處 理 音 頻 、 視 頻 信 息 , 以 保 證 播 放 出 高 質(zhì) 量 的 視 頻 、 音

8、頻 節(jié) 目 成 為 可 能 。 國 際 標 準 化 協(xié) 會 , 國 際 電 子 學(xué) 委 員 會 , 國 際 電 信 協(xié) 會 等 國 際 組 織 , 于 二 十 世 紀 90年 代 領(lǐng) 導(dǎo) 制 定 了 三 個 重 要 的 有 關(guān) 視 頻 圖 像 壓 縮 編 碼 的 國 際 標 準 , JPEG標 準 ; H 261標 準 ; MPEG標 準 。 2.1.1 JPEG 它 是 國 際 上 彩 色 、 灰 度 、 靜 止 圖 像 的 第 一 個 國 際 標 準 , 它 不 僅 適 于 靜 態(tài) 圖 像 的 壓 縮 , 電 視 圖 像 序 列 的 幀 內(nèi) 圖 像 的 壓 縮 編 碼 , 也 常 采 用

9、JPEG壓 縮 標 準 。2.1.2 H 261 它 是 視 頻 圖 像 壓 縮 編 碼 國 際 標 準 , 主 要 用 于 視 頻 電 話 和 電 視 會 議 , 可 以 以 較 好 的 質(zhì) 量 來 傳 輸 更 復(fù) 雜 的 圖 像 。 2.1.3 MPEG MPEG視 頻 壓 縮 技 術(shù) 是 針 對 運 動 圖 像 的 數(shù) 據(jù) 壓 縮 技 術(shù) 。 目 前 又 分 為 MPEG I、 MPEG 、 MPEG IV、 MPEG 7和 MPEG 21。 MPEG I最 初 用 于 數(shù) 字 存 儲 上 活 動 圖 像 及 伴 音 的 編 碼 , 數(shù) 碼 率 為 1 5Mbit s, 圖 像 采 用

10、SIF格 式 , 兩 路 立 體 聲 伴 音 的 質(zhì) 量 接 近 CD音 質(zhì) , 到 現(xiàn) 在 , MPEG I壓 縮 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 已 經(jīng) 相 當 成 熟 , 廣 泛 地 應(yīng) 用 在 VCD制 作 , 圖 像 監(jiān) 控 領(lǐng) 域 。 MPEG 是 MPEG I的 擴 充 、 豐 富 和 完 善 。 MPEG II的 視 頻 數(shù) 據(jù) 速 率 為 4 5Mit S, 能 提 供 720 480(NTSC)或 720 576(PAL)分 辨 率 的 廣 播 級 質(zhì) 量 的 視 像 , 適 用 于 包 括 寬 屏 幕 和 高 清 晰 度 電 視 (HDTV)在 內(nèi) 的 高 質(zhì) 量 電 視 和 廣 播

11、 。 隨 著 網(wǎng) 絡(luò) 、 有 線 無 線 通 信 系 統(tǒng) 的 迅 猛 發(fā) 展 , 交 互 式 計 算 機 和 交 互 性 電 視 技 術(shù) 的 普 遍 應(yīng) 用 , 以 及 視 頻 、 音 頻 數(shù) 據(jù) 綜 合 服 務(wù) 等 應(yīng) 用 的 發(fā) 展 趨 勢 , 對 計 算 機 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 編 碼 、 解 碼 技 術(shù) 及 其 遵 循 的 標 準 提 出 更 多 更 高 的 要 求 , 有 許 多 要 求 MPEG I和 MPEG 標 準 是 難 以 支 持 的 , 因 此 MPEG 應(yīng) 運 而 生 , 它 正 是 為 解 決 這 些 高 需 求 而 推 出 的 。 根 據(jù) MPEG 開 發(fā)

12、的 不 同 的 壓 縮 編 碼 , 我 們 可 以 分 為 如 下 幾 類 : 基 于 內(nèi) 容 的 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 訪 問 工 具 : 應(yīng) 用 于 從 在 線 的 程 序 庫 和 傳 送 信 息 的 數(shù) 據(jù) 庫 中 進 行 基 于 內(nèi) 容 的 信 息 檢 索 。 基 于 內(nèi) 容 的 處 理 和 比 特 流 編 輯 : 應(yīng) 用 于 交 互 式 家 庭 購 物 、 影 視 的 制 作 和 編 輯 、 數(shù) 字 特 技 。 混 合 自 然 和 人 工 數(shù) 據(jù) 編 碼 : 應(yīng) 用 于 動 畫 和 音 響 的 自 然 組 合 , 在 游 戲 節(jié) 目 中 觀 眾 可 以 移 動 和 傳 送 覆 蓋 在

13、要 查 看 的 視 頻 之 上 的 圖 形 , 從 不 同 的 觀 察 點 描 繪 圖 形 和 聲 音 。 改 進 的 時 間 隨 機 訪 問 : 應(yīng) 用 于 音 像 數(shù) 據(jù) 的 遠 程 終 端 隨 機 訪 問 。 改 進 的 編 碼 效 率 : 應(yīng) 用 于 低 帶 寬 信 道 上 的 有 效 音 像 數(shù) 據(jù) 存 儲 和 傳 送 。 多 重 并 行 數(shù) 據(jù) 流 的 編 碼 : 多 媒 體 表 演 , 如 虛 擬 現(xiàn) 實 游 戲 , 3維 動 畫 , 訓(xùn) 練 和 飛 行 模 擬 , 多 媒 體 演 示 和 教 育 。 如 今 , 越 來 越 多 的 聲 像 信 息 以 數(shù) 字 形 式 存 儲 和

14、 傳 輸 , 這 為 人 們 更 靈 活 地 使 用 這 些 信 息 提 供 了 可 能 性 。 但 隨 之 而 來 的 問 題 是 , 隨 著 網(wǎng) 絡(luò) 上 信 息 爆 炸 性 的 增 長 , 獲 取 到 我 們 感 興 趣 的 信 息 的 難 度 卻 越 來 越 大 。 傳 統(tǒng) 的 基 于 關(guān) 鍵 字 或 文 件 名 的 檢 索 方 法 顯 然 不 適 于 數(shù) 據(jù) 量 龐 大 、 又 不 具 有 天 然 結(jié) 構(gòu) 特 征 的 聲 像 數(shù) 據(jù) , 因 此 近 些 年 來 多 媒 體 研 究 的 一 個 熱 點 是 聲 像 數(shù) 據(jù) 的 基 于 內(nèi) 容 的 檢 索 , 例 如 “ 從 這 段 新 聞

15、 片 中 找 出 有 首 相 、 總 統(tǒng) 的 鏡 頭 ” 這 種 形 式 的 檢 索 。 實 現(xiàn) 這 種 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 一 個 關(guān) 鍵 性 的 步 驟 是 要 定 義 一 種 描 述 聲 像 信 息 內(nèi) 容 的 格 式 , 而 這 與 聲 像 信 息 的 存 儲 形 式 (編 碼 )又 是 密 切 相 關(guān) 的 。 國 際 標 準 化 組 織 運 動 圖 像 專 家 組 注 意 到 了 這 方 面 的 需 求 和 潛 在 的 應(yīng) 用 市 場 , 在 推 出 影 響 極 大 的 MPEG 1、 MPEG 2之 后 , 尚 未 完 成 MPEG 4的 最 后 定 稿 , 便 開 始 著

16、 手 制 定 專 門 支 持 多 媒 體 信 息 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 編 碼 方 案 : MPEG 7。 MPEG 7作 為 MPEG家 族 中 的 一 個 新 成 員 , 正 式 名 稱 叫 做 “ 多 媒 體 內(nèi) 容 描 述 接 口 ” , 它 將 為 各 種 類 型 的 多 媒 體 信 息 規(guī) 定 一 種 標 準 化 的 描 述 , 這 種 描 述 與 多 媒 體 信 息 的 內(nèi) 容 本 身 一 起 , 支 持 用 戶 對 其 感 興 趣 的 各 種 “ 資 料 ” 的 快 速 、 有 效 地 檢 索 。 以 下 一 些 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 將 從 MPEG 7標 準 的 制 定 中

17、 獲 益 : 數(shù) 字 化 圖 書 館 (圖 像 分 類 目 錄 , 音 樂 字 典 , ) 多 媒 體 目 錄 服 務(wù) 廣 播 式 媒 體 選 擇 (收 音 機 頻 道 , 電 視 頻 道 , ) 多 媒 體 編 輯 (個 人 電 子 新 聞 服 務(wù) , 媒 體 著 作 )還 有 一 些 潛 在 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 : 教 育 旅 游 信 息 娛 樂 (例 如 尋 找 游 戲 、 卡 拉 OK節(jié) 目 ) 購 物 (例 如 尋 找 你 喜 歡 的 衣 服 ) MPEG 21的 范 圍 可 以 描 述 成 是 一 個 決 定 性 (關(guān) 鍵 )技 術(shù) 的 集 成 , 這 些 技 術(shù) 可 以 通 過

18、訪 問 全 球 網(wǎng) 絡(luò) 和 設(shè) 備 實 現(xiàn) 對 多 媒 體 資 源 的 透 明 和 增 強 的 使 用 。 其 功 能 包 括 : 內(nèi) 容 創(chuàng) 建 、 內(nèi) 容 產(chǎn) 品 、 內(nèi) 容 發(fā) 布 、 內(nèi) 容 消 耗 和 使 用 、 內(nèi) 容 表 示 、 知 識 產(chǎn) 權(quán) 管 理 和 保 護 、 內(nèi) 容 識 別 與 描 述 、 財 政 管 理 、 用 戶 的 隱 私 權(quán) 、 終 端 和 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 抽 取 、 事 件 報 告 等 。2.2 音 頻 信 息 處 理 的 應(yīng) 用 在 多 媒 體 技 術(shù) 中 , 存 儲 聲 音 信 息 的 文 件 格 式 主 要 有 : WAV文 件 、 VOC文 件 、 M

19、IDI文 件 、 AIF文 件 、 SON文 件 及 RMI文 件 等 。 2.2.1 音 頻 信 息 錄 制 編 輯 把 音 樂 和 語 音 加 到 多 媒 體 應(yīng) 用 中 , 是 我 們 研 究 音 頻 處 理 技 術(shù) 的 目 的 , 下 面 是 我 們 常 用 的 音 頻 信 息 錄 制 編 輯 軟 件 。 WaveEdit工 具 的 REC命 令 ; Sound Blaster卡 的 VEdit2軟 件 ; Microsoft SoundSystem卡 的 Quick Recorder軟 件 ; Cooledit軟 件 ; Wave Edit工 具 ; Creative WaveStu

20、dio。 2.2.2 語 音 識 別 語 音 的 識 別 長 久 以 來 一 直 是 人 們 的 美 好 夢 想 , 讓 計 算 機 聽 懂 人 說 話 是 發(fā) 展 人 機 語 音 通 信 和 新 一 代 智 能 計 算 機 的 主 要 目 標 。 隨 著 計 算 機 的 普 及 、 越 來 越 多 的 人 在 使 用 計 算 機 , 如 何 給 不 熟 悉 計 算 機 的 人 提 供 一 個 友 好 的 人 機 交 互 手 段 , 是 人 們 感 興 趣 的 問 題 , 而 語 音 識 別 技 術(shù) 就 是 其 中 最 自 然 的 一 種 交 流 手 段 。 自 從 20世 紀 80年 代 中

21、 期 以 來 , 新 技 術(shù) 的 不 斷 出 現(xiàn) 使 語 音 識 別 有 了 實 質(zhì) 性 的 進 展 。 特 別 是 隱 馬 爾 可 夫 模 型 (HMM)的 研 究 和 廣 泛 應(yīng) 用 , 推 動 了 語 音 識 別 的 迅 速 發(fā) 展 , 陸 續(xù) 出 現(xiàn) 了 許 多 基 于 HMM模 型 的 語 音 識 別 軟 什 系 統(tǒng) 。 當 前 , 語 音 識 別 領(lǐng) 域 的 研 究 正 方 興 未 艾 。 在 這 方 面 的 新 算 法 、 新 思 想 和 新 的 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 不 斷 涌 現(xiàn) 。 同 時 , 語 音 識 別 領(lǐng) 域 也 正 處 在 一 個 非 常 關(guān) 鍵 的 時 期 , 世 界

22、 各 國 的 研 究 人 員 正 在 向 語 音 識 別 的 最 高 層 次 應(yīng) 用 非 特 定 人 、 大 詞 匯 量 、 連 續(xù) 語 音 的 聽 寫 機 系 統(tǒng) 的 研 究 和 實 用 化 系 統(tǒng) 進 行 沖 刺 , 可 以 樂 觀 地 說 , 人 們 所 期 望 的 語 音 識 別 技 術(shù) 實 用 化 的 夢 想 很 快 就 會 變 成 現(xiàn) 實 。 2.2.3 文 語 轉(zhuǎn) 換 目 前 , 世 界 上 已 研 制 出 漢 、 英 、 日 、 法 、 德 等 語 種 的 文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) , 并 在 許 多 領(lǐng) 域 得 到 了 廣 泛 應(yīng) 用 。 DEC Talk文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng)

23、 : 這 是 DEC公 司 在 MIT的 KLATT教 授 研 制 的 語 音 合 成 器 的 基 礎(chǔ) 上 開 發(fā) 的 語 音 生 成 系 統(tǒng) , 用 于 英 語 文 語 轉(zhuǎn) 換 。 AT T Bell文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) : 這 是 美 國 AT T貝 爾 實 驗 室 研 制 的 文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) , 它 最 初 用 于 英 語 的 文 語 轉(zhuǎn) 換 , 現(xiàn) 在 正 擴 展 到 其 它 語 種 。 Sonic文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) : 這 是 清 華 大 學(xué) 計 算 機 系 基 于 波 形 編 輯 的 漢 語 文 語 轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) 。 該 系 統(tǒng) 利 用 漢 語 詞 庫 進 行 分

24、詞 , 并 且 根 據(jù) 語 音 學(xué) 研 究 的 成 果 建 立 了 語 音 規(guī) 則 , 對 漢 語 中 的 某 些 常 見 語 音 現(xiàn) 象 進 行 了 處 理 。 系 統(tǒng) 采 用 PSOLA算 法 修 改 超 音 段 語 音 特 征 , 提 高 了 言 語 輸 出 的 質(zhì) 量 。 2.3 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 和 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 應(yīng) 用 多 媒 體 信 息 檢 索 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 使 多 媒 體 信 息 檢 索 系 統(tǒng) 、 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 , 可 視 信 息 系 統(tǒng) 、 多 媒 體 信 息 自 動 獲 取 和 索 引 系 統(tǒng) 等 應(yīng) 用 逐 漸 變 為 現(xiàn) 實 。 基

25、 于 內(nèi) 容 的 圖 像 檢 索 、 文 本 檢 索 系 統(tǒng) 己 成 為 近 年 來 多 媒 體 信 息 檢 索 領(lǐng) 域 中 最 為 活 躍 的 研 究 課 題 , 基 于 內(nèi) 容 的 圖 像 檢 索 是 根 據(jù) 其 可 視 特 征 , 包 括 顏 色 、 紋 理 、 形 狀 、 位 置 、 運 動 、 大 小 等 , 從 圖 像 庫 中 檢 索 出 與 查 詢 描 述 的 圖 像 內(nèi) 容 相 似 的 圖 像 , 利 用 圖 像 可 視 特 征 索 引 , 可 以 大 大 提 高 圖 像 系 統(tǒng) 的 檢 索 能 力 。 隨 著 多 媒 體 技 術(shù) 的 迅 速 普 及 , Web上 將 大 量

26、出 現(xiàn) 多 媒 體 信 息 , 例 如 , 在 遙 感 、 醫(yī) 療 、 安 全 、 商 業(yè) 等 部 門 中 每 天 都 不 斷 產(chǎn) 生 大 量 的 圖 像 信 息 。 這 些 信 息 的 有 效 組 織 管 理 和 檢 索 中 都 依 賴 基 于 圖 像 內(nèi) 容 的 檢 索 。 目 前 , 這 方 面 的 研 究 已 引 起 了 廣 泛 的 重 視 , 并 已 有 一 些 提 供 圖 像 檢 索 功 能 的 多 媒 體 檢 索 系 統(tǒng) 軟 件 問 世 。 例 如 , 由 IBM公 司 開 發(fā) 的 QBIC是 最 有 代 表 性 的 系 統(tǒng) , 它 通 過 友 好 的 圖 形 界 面 為 用 戶

27、 提 供 了 顏 色 、 紋 理 、 草 圖 、 形 狀 等 多 種 檢 索 方 法 ; 美 國 加 州 大 學(xué) 伯 克 利 分 校 與 加 州 水 資 源 部 合 作 進 行 了 Chabot計 劃 , 以 便 對 水 資 源 部 的 大 量 圖 像 提 供 基 于 內(nèi) 容 的 有 效 檢 索 手 段 。 此 外 還 有 麻 省 理 工 學(xué) 院 的 Photobook, 可 以 利 用 Face, Shape, Texture, Photobook分 別 對 人 臉 圖 像 、 工 具 和 紋 理 進 行 基 于 內(nèi) 容 的 檢 索 , 在 Virage系 統(tǒng) 中 又 進 一 步 發(fā) 展 了

28、 將 多 種 檢 索 特 征 相 融 合 的 手 段 。 澳 大 利 亞 的 New South Wales大 學(xué) 已 開 發(fā) 了 NUTTAB系 統(tǒng) , 用 于 食 品 成 份 數(shù) 據(jù) 庫 的 檢 索 。 清 華 大 學(xué) 計 算 機 系 結(jié) 合 國 家 863高 技 術(shù) 研 究 發(fā) 展 項 目 “ Web上 基 于 內(nèi) 容 的 圖 像 檢 索 ” 的 研 究 , 于 1997年 研 制 了 一 個 Intemet上 的 靜 態(tài) 圖 像 的 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 原 型 系 統(tǒng) 。 該 項 目 的 研 究 目 標 是 開 發(fā) 能 在 Internet Intranet環(huán) 境 下 , 通

29、過 友 好 的 人 機 界 面 , 以 顏 色 、 紋 理 等 圖 像 特 征 或 樣 本 圖 像 檢 索 圖 像 的 方 法 和 工 具 。2.4 多 媒 體 著 作 工 具 的 應(yīng) 用 多 媒 體 創(chuàng) 作 工 具 是 電 子 出 版 物 、 多 媒 體 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 的 軟 件 開 發(fā) 工 具 , 它 提 供 組 織 和 編 輯 電 子 出 版 物 和 多 媒 體 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 各 種 成 分 所 需 要 的 重 要 框 架 , 包 括 圖 形 、 動 畫 、 聲 音 和 視 頻 的 剪 輯 。 制 作 工 具 的 用 途 是 建 立 具 有 交 互 式 的 用 戶 界 面 , 在 屏

30、 幕 上 演 示 電 子 出 版 物 及 制 作 好 的 多 媒 體 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 以 及 將 各 種 多 媒 體 成 分 集 成 為 一 個 完 整 而 有 內(nèi) 在 聯(lián) 系 的 系 統(tǒng) 。 多 媒 體 著 作 創(chuàng) 作 工 具 可 以 分 成 : 基 于 時 間 的 創(chuàng) 作 工 具 ; 基 于 圖 符 (Icon)或 流 線 (Line)創(chuàng) 作 工 具 ; 基 于 卡 片 (Card)和 頁 面 (Page)的 創(chuàng) 作 工 具 ; 以 傳 統(tǒng) 程 序 語 言 為 基 礎(chǔ) 的 創(chuàng) 作 工 具 。 它 們 的 代 表 軟 件 是 Action、 Autherware、 IconAuther、 T

31、oolBook、 Hypercard、 北 大 方 正 開 發(fā) 的 方 正 奧 斯 和 清 華 大 學(xué) 開 發(fā) 的 Ark創(chuàng) 作 系 統(tǒng) 。 在 多 媒 體 著 作 創(chuàng) 作 中 , 還 必 須 借 助 一 些 用 于 文 本 、 音 視 頻 及 圖 像 處 理 軟 件 系 統(tǒng) 。 對 于 不 同 的 媒 體 素 材 , 采 用 的 軟 件 也 不 同 。 用 多 媒 體 創(chuàng) 作 工 具 可 以 制 作 各 種 電 子 出 版 物 及 各 種 教 材 、 參 考 書 、 導(dǎo) 游 和 地 圖 、 醫(yī) 藥 衛(wèi) 生 、 商 業(yè) 手 冊 及 游 戲 娛 樂 節(jié) 目 , 主 要 包 括 多 媒 體 應(yīng) 用

32、 系 統(tǒng) ; 演 示 系 統(tǒng) 或 信 息 查 詢 系 統(tǒng) ; 培 訓(xùn) 和 教 育 系 統(tǒng) ; 娛 樂 、 視 頻 動 畫 及 廣 告 ; 專 用 多 媒 體 應(yīng) 用 系 統(tǒng) ; 領(lǐng) 導(dǎo) 決 策 輔 助 系 統(tǒng) ; 飯 店 信 息 查 詢 系 統(tǒng) ; 導(dǎo) 游 系 統(tǒng) ; 歌 舞 廳 點 歌 結(jié) 算 系 統(tǒng) ; 商 店 導(dǎo) 購 系 統(tǒng) ; 生 產(chǎn) 商 業(yè) 實 時 監(jiān) 測 系 統(tǒng) 以 及 證 券 交 易 實 時 查 詢 系 統(tǒng) 等 。 2.5 多 媒 體 通 信 及 分 布 式 多 媒 體 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 人 類 社 會 逐 漸 進 入 信 息 化 時 代 , 社 會 分 工 越 來 越 細 ,

33、 人 際 交 往 越 來 越 頻 繁 , 群 體 性 、 交 互 性 、 分 布 性 和 協(xié) 同 性 將 成 為 人 們 生 活 方 式 和 勞 動 方 式 的 基 本 特 征 , 其 間 大 多 數(shù) 工 作 都 需 要 群 體 的 努 力 才 能 完 成 。 但 在 現(xiàn) 實 生 活 中 影 響 和 阻 礙 上 述 工 作 方 式 的 因 素 太 多 , 如 打 電 話 時 對 方 卻 不 在 。 即 使 電 話 交 流 也 只 能 通 過 聲 音 , 而 很 難 看 見 一 些 重 要 的 圖 紙 資 料 , 要 面 對 面 的 交 流 討 論 , 又 需 要 費 時 的 長 途 旅 行 和

34、 昂 貴 的 差 旅 費 用 , 這 種 方 式 造 成 了 效 率 低 、 費 時 長 、 開 銷 大 的 缺 點 。 今 天 , 隨 著 多 媒 體 計 算 機 技 術(shù) 和 通 信 技 術(shù) 的 發(fā) 展 , 兩 者 相 結(jié) 合 形 成 的 多 媒 體 通 信 和 分 布 式 多 媒 體 信 息 系 統(tǒng) 較 好 地 解 決 上 述 問 題 。 多 媒 體 通 信 和 分 布 式 多 媒 體 技 術(shù) 涉 及 : 計 算 機 支 持 的 協(xié) 同 工 作 (CSCW)、 視 頻 會 議 、 視 頻 點 播 (VOD)等 。 2.5.1 計 算 機 支 持 的 協(xié) 同 工 作 系 統(tǒng) : CSCW系

35、統(tǒng) 具 有 非 常 廣 泛 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 , 它 可 以 應(yīng) 用 到 遠 程 醫(yī) 療 診 斷 系 統(tǒng) 、 遠 程 教 育 系 統(tǒng) 、 遠 程 協(xié) 同 編 著 系 統(tǒng) 、 遠 程 協(xié) 同 設(shè) 計 制 造 系 統(tǒng) 以 及 軍 事 應(yīng) 用 中 的 指 揮 和 協(xié) 同 訓(xùn) 練 系 統(tǒng) 等 。 2.5.2 多 媒 體 會 議 系 統(tǒng) : 它 是 一 種 實 時 的 分 布 式 多 媒 體 軟 件 應(yīng) 用 的 實 例 , 它 參 與 實 時 音 頻 和 視 頻 這 種 現(xiàn) 場 感 的 連 續(xù) 媒 體 , 可 以 點 對 點 通 信 , 也 可 以 多 點 對 多 點 的 通 信 , 而 且 還 充

36、分 利 用 其 它 媒 體 信 息 , 如 圖 形 標 注 、 靜 態(tài) 圖 像 、 文 本 等 計 算 數(shù) 據(jù) 信 息 進 行 交 流 , 對 數(shù) 字 化 的 視 頻 、 音 頻 及 文 本 、 數(shù) 據(jù) 等 多 媒 體 進 行 實 時 傳 輸 , 利 用 計 算 機 系 統(tǒng) 提 供 的 良 好 的 交 互 功 能 和 管 理 功 能 , 實 現(xiàn) 人 與 人 之 間 的 “ 面 對 面 ” 的 虛 擬 會 議 環(huán) 境 , 它 集 計 算 機 交 互 性 、 通 信 的 分 布 性 已 及 電 視 的 真 實 性 為 一 體 , 具 有 明 顯 的 優(yōu) 越 性 , 是 一 種 快 速 高 效 、

37、日 益 增 長 、 廣 泛 應(yīng) 用 的 新 的 通 信 業(yè) 務(wù) 。 2.5.3 VOD (Video On Damend)和 交 互 電 視 (ITV)系 統(tǒng) : 它 是 根 據(jù) 用 戶 要 求 播 放 節(jié) 目 的 視 頻 點 播 系 統(tǒng) , 具 有 提 供 給 單 個 用 戶 對 大 范 圍 的 影 片 、 視 頻 節(jié) 目 、 游 戲 、 信 息 等 進 行 幾 乎 同 時 訪 問 的 能 力 。 對 于 用 戶 而 言 , 只 需 配 備 響 應(yīng) 的 多 媒 體 電 腦 終 端 或 者 一 臺 電 視 機 和 機 頂 盒 , 一 個 視 頻 點 播 遙 控 器 , “ 想 看 什 么 就

38、看 什 么 , 想 什 么 時 候 看 就 什 么 時 候 看 ” , 用 戶 和 被 訪 問 的 資 料 之 間 高 度 的 交 互 性 使 它 區(qū) 別 于 傳 統(tǒng) 的 視 頻 節(jié) 目 的 接 收 方 式 。 它 是 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 解 壓 技 術(shù) , 綜 合 了 計 算 機 技 術(shù) 、 通 信 技 術(shù) 和 電 視 技 術(shù) 的 一 門 綜 個 技 術(shù) 。 在 這 些 VOD應(yīng) 用 技 術(shù) 的 支 持 和 推 動 下 , 網(wǎng) 絡(luò) 在 線 視 頻 、 在 線 音 樂 、 網(wǎng) 上 直 播 為 主 要 項 目 的 網(wǎng) 上 休 閑 娛 樂 、 新 聞 傳 播 等 服 務(wù) 得 到 了 迅 猛

39、 發(fā) 展 , 各 大 電 視 臺 、 廣 播 媒 體 和 娛 樂 業(yè) 公 司 紛 紛 推 出 其 網(wǎng) 上 節(jié) 目 , 雖 然 目 前 由 于 網(wǎng) 絡(luò) 帶 寬 的 限 制 , 視 頻 傳 輸 的 效 果 還 遠 不 能 達 到 人 們 所 預(yù) 期 的 滿 意 程 度 , 還 是 受 到 了 越 來 越 多 的 用 戶 的 青 睞 。 VOD和 交 互 電 視 (ITV)系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用 , 在 某 種 意 義 上 講 是 視 頻 信 息 技 術(shù) 領(lǐng) 域 的 一 場 革 命 , 具 有 巨 大 的 潛 在 市 場 , 具 體 應(yīng) 用 在 電 影 點 播 、 遠 程 購 物 、 游 戲 、 卡 拉

40、 OK服 務(wù) 、 點 播 新 聞 、 遠 程 教 學(xué) 、 家 庭 銀 行 服 務(wù) 等 方 面 。 2.6 其 他 多 媒 體 應(yīng) 用 軟 件 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀2.6.1 CAI及 遠 程 教 育 系 統(tǒng) 根 據(jù) 一 定 的 教 學(xué) 目 標 , 在 計 算 機 上 編 制 一 系 列 的 程 序 , 設(shè) 計 和 控 制 學(xué) 習 者 的 學(xué) 習 過 程 , 使 學(xué) 習 者 通 過 使 用 該 程 序 , 完 成 學(xué) 習 任 務(wù) , 這 一 系 列 計 算 機 程 序 稱 為 教 育 多 媒 體 軟 件 或 稱 為 CAI(Computer Assist lnstruction計 算 機 輔 助

41、教 學(xué) )。 網(wǎng) 絡(luò) 遠 程 教 育 模 式 依 靠 現(xiàn) 代 通 信 技 術(shù) 及 多 媒 體 技 術(shù) 的 發(fā) 展 , 大 幅 度 地 提 高 了 教 育 傳 播 的 范 圍 和 時 效 , 使 教 育 傳 播 不 受 時 間 、 地 點 、 國 界 和 氣 候 的 影 響 。 CAI的 應(yīng) 用 , 使 學(xué) 生 真 正 打 破 了 明 顯 的 校 園 界 限 , 改 變 了 傳 統(tǒng) 的 “ 課 堂 教 學(xué) ” 的 概 念 , 突 破 時 空 的 限 制 , 接 受 到 來 自 不 同 國 家 、 教 師 的 指 導(dǎo) , 可 獲 得 除 文 本 以 外 更 豐 富 、 直 觀 的 多 媒 體 教

42、學(xué) 信 息 , 共 享 教 學(xué) 資 源 , 它 可 以 按 學(xué) 習 者 的 思 維 方 式 來 組 織 教 學(xué) 內(nèi) 容 , 也 可 以 由 學(xué) 習 者 自 行 控 制 和 檢 測 , 使 傳 統(tǒng) 的 教 學(xué) 由 單 向 轉(zhuǎn) 向 雙 向 , 實 現(xiàn) 了 遠 程 教 學(xué) 中 師 生 之 間 、 學(xué) 生 與 學(xué) 生 之 間 的 雙 向 交 流 。 2.6.2 地 理 信 息 系 統(tǒng) (GIS) 地 理 信 息 系 統(tǒng) (GIS)獲 取 、 處 理 、 操 作 、 應(yīng) 用 地 理 空 間 信 息 , 主 要 應(yīng) 用 在 測 繪 、 資 源 環(huán) 境 的 領(lǐng) 域 。 與 語 音 圖 像 處 理 技 術(shù) 比

43、 較 , 地 理 信 息 系 統(tǒng) 技 術(shù) 的 成 熟 相 對 較 晚 , 軟 件 應(yīng) 用 的 專 業(yè) 程 度 相 對 也 較 高 , 隨 著 計 算 機 技 術(shù) 的 發(fā) 展 , 地 理 信 息 技 術(shù) 逐 步 形 成 為 一 門 新 興 產(chǎn) 業(yè) 。 除 了 大 型 GIS平 臺 之 外 , 設(shè) 施 管 理 、 土 地 管 理 、 城 市 規(guī) 劃 、 地 籍 測 量 的 專 業(yè) 應(yīng) 用 多 媒 體 技 術(shù) 也 層 出 不 窮 。 2.6.3 多 媒 體 監(jiān) 控 技 術(shù) 圖 像 處 理 、 聲 音 處 理 、 檢 索 查 詢 等 多 媒 體 技 術(shù) 綜 合 應(yīng) 用 到 實 時 報 警 系 統(tǒng) 中

44、, 改 善 了 原 有 的 模 擬 報 警 系 統(tǒng) , 使 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 更 廣 泛 地 應(yīng) 用 到 工 業(yè) 生 產(chǎn) 、 交 通 安 全 、 銀 行 保 安 、 酒 店 管 理 等 領(lǐng) 域 中 。 它 能 夠 及 時 發(fā) 現(xiàn) 異 常 情 況 , 迅 速 報 警 , 同 時 將 報 警 信 息 存 儲 到 數(shù) 據(jù) 庫 中 以 備 查 詢 , 并 交 互 地 綜 合 圖 、 文 、 聲 、 動 畫 多 種 媒 體 信 息 , 使 報 警 的 表 現(xiàn) 形 式 更 為 生 動 、 直 觀 , 人 機 界 面 更 為 友 好 。 3 多 媒 體 技 術(shù) 的 發(fā) 展 趨 勢 總 的 來 看 , 多 媒

45、體 技 術(shù) 正 向 二 個 方 而 發(fā) 展 : 一 是 網(wǎng) 絡(luò) 化 發(fā) 展 趨 勢 , 與 寬 帶 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 等 技 術(shù) 相 互 結(jié) 合 , 使 多 媒 體 技 術(shù) 進 入 科 研 設(shè) 計 、 企 業(yè) 管 理 、 辦 公 自 動 化 、 遠 程 教 育 、 遠 程 醫(yī) 療 、 檢 索 咨 詢 , 文 化 娛 樂 、 自 動 測 控 等 領(lǐng) 域 ; 二 是 多 媒 體 終 端 的 部 件 化 、 智 能 化 和 嵌 入 化 , 提 高 計 算 機 系 統(tǒng) 本 身 的 多 媒 體 性 能 , 開 發(fā) 智 能 化 家 電 。 3.1 多 媒 體 技 術(shù) 的 網(wǎng) 絡(luò) 化 發(fā) 展 趨 勢 技 術(shù)

46、的 創(chuàng) 新 和 發(fā) 展 將 使 諸 如 服 務(wù) 器 、 路 由 器 、 轉(zhuǎn) 換 器 等 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 的 性 能 越 來 越 高 , 包 括 用 戶 端 CPU、 內(nèi) 存 、 圖 形 卡 等 在 內(nèi) 的 硬 件 能 力 空 前 擴 展 , 人 們 將 受 益 于 無 限 的 計 算 和 充 裕 的 帶 寬 , 它 使 網(wǎng) 絡(luò) 應(yīng) 用 者 改 變 以 往 被 動 地 接 受 處 理 信 息 的 狀 態(tài) , 并 以 更 加 積 極 主 動 的 姿 態(tài) 去 參 與 眼 前 的 網(wǎng) 絡(luò) 虛 擬 世 界 。 多 媒 體 技 術(shù) 的 發(fā) 展 使 多 媒 體 計 算 機 將 形 成 更 完 善 的 計 算

47、 機 支 撐 的 協(xié) 同 工 作 環(huán) 境 , 消 除 了 空 間 距 離 的 障 礙 , 也 消 除 了 時 間 距 離 的 障 礙 , 為 人 類 提 供 更 完 善 的 信 息 服 務(wù) 。 交 互 的 、 動 態(tài) 的 多 媒 體 技 術(shù) 能 夠 在 網(wǎng) 絡(luò) 環(huán) 境 創(chuàng) 建 出 更 加 生 動 逼 真 的 二 維 與 三 維 場 景 , 人 們 還 可 以 借 助 攝 像 等 設(shè) 備 , 把 辦 公 室 和 娛 樂 工 具 集 合 在 終 端 多 媒 體 計 算 器 上 , 可 在 世 界 任 一 角 落 與 千 里 之 外 的 同 行 在 實 時 視 頻 會 議 上 進 行 市 場 討 論

48、 、 產(chǎn) 品 設(shè) 計 , 欣 賞 高 質(zhì) 量 的 圖 像 畫 面 。 新 一 代 用 戶 界 面 (UI)與 智 能 人 工 (Intelligent Agent)等 網(wǎng) 絡(luò) 化 、 人 性 化 、 個 性 化 的 多 媒 體 軟 件 的 應(yīng) 用 還 可 使 不 同 國 籍 、 不 同 文 化 背 景 和 不 同 文 化 程 度 的 人 們 通 過 “ 人 機 對 話 ” , 消 除 他 們 之 間 的 隔 閡 , 自 由 地 溝 通 與 了 解 。 世 界 正 邁 進 數(shù) 字 化 、 網(wǎng) 絡(luò) 化 、 全 球 一 體 化 的 信 息 時 代 。 信 息 技 術(shù) 將 滲 透 著 人 類 社 會

49、的 方 方 面 面 , 其 中 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 和 多 媒 體 技 術(shù) 是 促 進 信 息 社 會 全 面 實 現(xiàn) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) 。 MPEG曾 成 功 地 發(fā) 起 并 制 定 了 MPEG 1、 MPEG 2標 準 , 現(xiàn) 在 MPEG組 織 也 已 完 成 了 MPEG 4標 準 的 1、 2、 3、 4版 本 的 標 準 , 2001年 9月 完 成 MPEG 7標 準 的 制 定 工 作 , 同 時 在 2001年 12月 完 成 MPEG 21的 制 定 工 作 。 多 媒 體 交 互 技 術(shù) 的 發(fā) 展 , 使 多 媒 體 技 術(shù) 在 模 式 識 別 、 全 息 圖 像 、

50、自 然 語 言 理 解 (語 音 識 別 與 合 成 )和 新 的 傳 感 技 術(shù) (手 寫 輸 入 、 數(shù) 據(jù) 手 套 、 電 子 氣 味 合 成 器 )等 基 礎(chǔ) 上 , 利 用 人 的 多 種 感 覺 通 道 和 動 作 通 道 (如 語 音 、 書 寫 、 表 情 、 姿 勢 、 視 線 、 動 作 和 嗅 覺 等 ), 通 過 數(shù) 據(jù) 手 套 和 跟 蹤 手 語 信 息 , 提 取 特 定 人 的 面 部 特 征 , 合 成 面 部 動 作 和 表 情 , 以 并 行 和 非 精 確 方 式 與 計 算 機 系 統(tǒng) 進 行 交 互 。 可 以 提 高 人 機 交 互 的 自 然 性

51、和 高 效 性 , 實 現(xiàn) 以 三 維 的 逼 真 輸 出 為 標 志 的 虛 擬 現(xiàn) 實 。藍 齒 技 術(shù) 的 開 發(fā) 應(yīng) 用 , 使 多 媒 體 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 無 線 電 。 數(shù) 字 信 息 家 電 , 個 人 區(qū) 域 網(wǎng) 絡(luò) , 無 線 寬 帶 局 域 網(wǎng) , 新 一 代 無 線 、 互 聯(lián) 網(wǎng) 通 信 協(xié) 議 與 標 準 , 對 等 網(wǎng) 絡(luò) 與 新 一 代 互 聯(lián) 網(wǎng) 絡(luò) 的 多 媒 體 軟 件 開 發(fā) , 綜 合 原 有 的 各 種 多 媒 體 業(yè) 務(wù) , 將 會 使 計 算 機 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 異 軍 突 起 , 牽 起 網(wǎng) 絡(luò) 時 代 的 新 浪 潮 , 使 得 計 算 無 所

52、 不 在 , 各 種 信 息 隨 手 可 得 。 3.2 多 媒 體 終 端 的 部 件 化 、 智 能 化 和 嵌 入 化 發(fā) 展 趨 勢 目 前 多 媒 體 計 算 機 硬 件 體 系 結(jié) 構(gòu) , 多 媒 體 計 算 機 的 視 頻 音 頻 接 口 軟 件 不 斷 改 進 , 尤 其 是 采 用 了 硬 件 體 系 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 和 軟 件 、 算 法 相 結(jié) 合 的 方 案 , 使 多 媒 體 計 算 機 的 性 能 指 標 進 一 步 提 高 , 但 要 滿 足 多 媒 體 網(wǎng) 絡(luò) 化 環(huán) 境 的 要 求 , 還 需 對 軟 件 作 進 一 步 的 開 發(fā) 和 研 究 , 使 多 媒

53、 體 終 端 設(shè) 備 具 有 更 高 的 部 件 化 和 智 能 化 , 對 多 媒 體 終 端 增 加 如 文 字 的 識 別 和 輸 入 、 漢 語 語 音 的 識 別 和 輸 入 、 自 然 語 言 理 解 和 機 器 翻 譯 、 圖 形 的 識 別 和 理 解 、 機 器 人 視 覺 和 計 算 機 視 覺 等 智 能 。 過 去 CPU芯 片 設(shè) 計 較 多 地 考 慮 計 算 功 能 , 主 要 用 于 數(shù) 學(xué) 運 算 及 數(shù) 值 處 理 , 隨 著 多 媒 體 技 術(shù) 和 網(wǎng) 絡(luò) 通 訊 技 術(shù) 的 發(fā) 展 , 需 要 CPU芯 片 本 身 其 具 有 更 高 的 綜 合 處 理 聲 、 文 、 圖 信 息 及 通 訊 的 功 能 , 因 此 我 們 可 以 將 媒 體 信 息 實 時 處 理 和 壓 縮 編 碼 算 法 作 到 CPU芯 片 中 。 從 目 前 的 發(fā) 展 趨 勢 看 可 以 把 這 種 芯 片 分 成 兩 類 : 一 類 是 以 多 媒 體 和 通 訊 功 能 為 主 。 融 合 CPU芯 片 原 有 的 計 算 功 能 , 它 的 設(shè) 計 目 標 是 用 在 多 媒 體 專 用 設(shè) 備 , 家 電 及 寬 帶 通 訊 設(shè) 備 , 可 以 取 代

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