多媒體技術(shù)原理及應(yīng)用(馬華東第二版)

1、第四章 多媒體計算機系統(tǒng)組成 多媒體存儲技術(shù) 多媒體功能卡 多媒體信息獲取與顯示設(shè)備 多媒體個人計算機 CD-I交互式多媒體系統(tǒng) DVI多媒體計算機系統(tǒng) VCD與DVD播放系統(tǒng)多媒體任務(wù)站 4.1 多媒體存儲技術(shù)4.1.1 多媒體信息存儲的特點多媒體信息存在和表現(xiàn)的方式 正文 包括文字和數(shù)據(jù) 向量圖形 圖元組成的圖形 位圖圖象 數(shù)字化聲音和高保真音響 數(shù)字化視頻4.1.2 光盤存儲原理光存儲技術(shù)光存儲技術(shù)的產(chǎn)品化方式是由光盤驅(qū)動器和光盤片組成的光盤驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動器讀寫頭是用半導體激光器和光路系統(tǒng)組成的光頭,記錄介質(zhì)采用磁光資料。 光存儲技術(shù)原理 改動一個存儲單元的性質(zhì)，使其性質(zhì)的變化反映出被存

2、儲的數(shù)據(jù);識別這種性質(zhì)的變化, 就可以讀出存儲數(shù)據(jù)。光存儲單元的性質(zhì), 例如反射率、反射光極化方向等均可以改動, 它們對應(yīng)著存儲二進制數(shù)據(jù)0(不變)、1(改動), 光電檢測器可以經(jīng)過檢測出光強和光極性的變化來識別信息。高能量激光束可以聚焦成約1微米的光斑, 因此光存儲技術(shù)比其它存儲技術(shù)有更高的容量。 光盤系統(tǒng)的特點與硬盤相比,具有可裝配性; 容量相當; 驅(qū)動器較貴,但盤片廉價; 讀寫速度慢。與磁帶相比, 具有容量大、隨機存取性強的優(yōu)點。 激光頭與介質(zhì)無接觸, 不受環(huán)境影響而退磁，信息保管時間長, 可達30年以上。 光盤系統(tǒng)技術(shù)目的容量 光盤盤片的容量平均存取時間 在光盤上找到需求讀寫信息的位置

3、所需時間數(shù)據(jù)傳輸率 接口規(guī)范及格式規(guī)范等 存儲容量指它所能讀寫的光盤盤片的容量。光盤容量又分為格式化容量和用戶容量，采用不同的格式和不同驅(qū)動器, 光盤格式化后容量不同。普通用戶容量比格式化容量要少,由于光盤還需求存放有關(guān)控制、校驗等信息。 平均存取時間是在光盤上找到需求讀寫的信息的位置所需求的時間。指從計算機向光盤驅(qū)動器發(fā)出命令, 到光盤驅(qū)動器可以接受讀寫命令為止的時間。普通取光頭沿半徑挪動全程1/3長度所需求的時間為平均尋道時間,盤片旋轉(zhuǎn)一周的一半時間為平均等待時間,兩者加上讀寫光頭穩(wěn)定時間就是平均存取時間。 數(shù)據(jù)傳輸率有多種定義方式。一種是指從光盤驅(qū)動器送出的數(shù)據(jù)率,可以定義為單位時間內(nèi)光

4、盤的光道上傳送的數(shù)據(jù)比特數(shù), 這與光盤轉(zhuǎn)速、存儲密度有關(guān)。另一種定義是指控制器與主機間的傳輸率, 它與接口規(guī)范、控制器內(nèi)的緩沖器大小有關(guān)。光盤的分類 CD-ROM只讀光盤 WORM一次寫多次讀光盤 Rewritable可重寫光盤 CD-ROM第一代光盤系統(tǒng)，直徑約12cm，由于它容量大，約650MB，價錢廉價，市場上頗受用戶的歡迎。CD-ROM光盤是由母盤壓模制成的，一旦復(fù)制成形，永久不變，用戶只能讀出信息。CD-ROM任務(wù)特點采用激光調(diào)制方式記錄信息，將信息以凹坑和凸區(qū)方式記錄在螺旋形光道上。 WORM一次寫多次讀光盤 WORM光盤在運用前首先要進展格式化, 構(gòu)成格式化信息區(qū)和邏輯目錄區(qū),

5、利用激光照射介質(zhì), 使介量變異, 利用激光不同的變化, 使其產(chǎn)生一連串陳列的“點, 從而完成寫的過程。WORM光盤引入文件分配表的概念,在光盤的根目錄下面是用戶定義的邏輯目錄, 邏輯目錄對應(yīng)文件管理區(qū)。 在邏輯目錄建立同時, 用戶可以根據(jù)需求, 對其中重要數(shù)據(jù)進展加密。一旦寫入就不能再更改。 Rewritable可重寫光盤可重寫光盤或稱可擦寫光盤是最理想的光盤類型，也是最有運用出路的光盤類型。它像硬盤一樣可讀寫，利用浮動磁光頭在磁光盤上進展磁場調(diào)制，可進展高速重寫磁光記錄。 只讀光盤讀原理 只讀光盤上的信息是沿著盤面螺旋外形的信息軌道以凹坑和凸區(qū)的方式記錄的。它既可以記錄模擬信息(如Laser

6、 Vision系統(tǒng))，也可以記錄數(shù)字信號(如CD-DA)。 坑深0.12m0.6m1.6m在螺旋形光道上以凹坑和凸區(qū)表示的信息001000100000100在光盤上記錄模擬信息模擬信號先進展頻率調(diào)制(FM)，聲音信號加在經(jīng)過頻率調(diào)制的視頻信號上，所得到的綜合信號經(jīng)過雙向限幅，再轉(zhuǎn)換成光盤上長度不等的凹坑和凸區(qū)，邊緣之間的長度反映了視頻信號頻率的高低和聲音信號的頻率和幅度。 在光盤上寫/讀數(shù)字信息光道上凹坑或凸區(qū)的長度是0.3微米的整數(shù)倍。凹凸交界的正負跳變沿均代表數(shù)字“1，兩個邊緣之間代表數(shù)字“0,“0的個數(shù)是邊緣之間的長度決議的。經(jīng)過光學探測儀器產(chǎn)生光電檢測信號，從而讀出“0、“1數(shù)據(jù)。數(shù)字

7、信號記錄的優(yōu)點是抗干擾才干強，由于盤片損壞或變臟而呵斥的讀出錯誤也容易得到糾正。 EFM編碼為了提高讀出數(shù)據(jù)可靠性,減少誤讀率,存儲數(shù)據(jù)采用EFM(Eight to Fourteen Modulation)編碼,即將1字節(jié)的8位編碼為14位的光軌道位, 并在每14位之間插入3位“合并位 以確?！?碼間至少有2個“0碼, 但最多有10個“0碼。可重寫光盤的擦寫原理光盤記錄方式可分為兩大類：磁光式相變式 磁光式擦寫原理當前國際上較流行的是磁光式，該盤普遍采用玻璃盤基上再加四層膜構(gòu)造組成，它是以稀土過渡金屬非晶體垂直磁化膜作為記錄介質(zhì)光學膜和維護膜的多層夾心構(gòu)造。兩種磁光寫操作方法居里點記錄(稀土鐵

8、合金膜介質(zhì))補償點記錄(稀土鈷合金膜介質(zhì)) 磁光寫的過程用激光照射光盤垂直膜面磁化方向上的磁化物質(zhì)，并對其垂直磁化。利用磁性物質(zhì)居里點熱磁效應(yīng),在某一方向飽和式磁化,用激光對需求存儲信息“1的單元區(qū)域加熱,使其溫度超越居里點,失去磁性。在盤的另一面上施加一個外磁場,使被照單元反向磁化,這樣該單元磁化方向與其它未照射單元方向相反,從而消費一個信息存儲形狀“1,而其它未經(jīng)照射單元相當于存儲信息“0。信息擦去過程與寫過程剛好相反，即恢復(fù)原來的磁化方向。 相變式擦寫原理利用記錄介質(zhì)的兩個穩(wěn)態(tài)之間的互逆相構(gòu)造的變化來實現(xiàn)信息的記錄和擦除。兩種穩(wěn)態(tài)是反射率高的晶態(tài)和反射率低的非晶態(tài)(玻璃態(tài))。寫過程是把記

9、錄介質(zhì)的信息點從晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)。擦過程是寫過程的逆過程，即把激光束照射的信息點從非晶態(tài)恢復(fù)到晶態(tài)。4.1.3 光盤規(guī)范 光盤開展歷史 1972年9月5日Philips公司向國際新聞界展現(xiàn)了長時間播放電視節(jié)目的光盤系統(tǒng)，在光盤上記錄的是模擬電視信號(Laser Vision)。1978年, SONY消費的影碟機正式投放市場, 光盤的直徑為30厘米, 一片雙面盤的播放時間可達2小時。1979年, Philips公司發(fā)表了激光唱機(Compact Disk Player)。 光盤的規(guī)范和規(guī)范 CD-DACD-ROMCD-V(Video)可錄CDCD-ICD-ROM XA(Extended Arch

10、itecture) Photo-CD Video CD CD-DA 1981年制定紅皮書(Red Book)，即CD-DA (Digital Audio)激光數(shù)字音頻光盤的規(guī)范。這個規(guī)范是CD的最根本規(guī)范。 CD-ROM 1985年制定黃皮書(Yellow Book), 經(jīng)修訂, 1988年正式作為國際規(guī)范ISO9660, 1991年又推出了ISO 9660。 CD-V(Video)從紅皮書開展而來, 在影碟機上運用, 視頻信息可以輸出到電視機。 可錄CD可錄CD(Recordable Compact Disk)盤的橙皮書(Orange Book)規(guī)范?？射汣D分為兩類, 即CD-MO和CD-

11、WO。CD-MO稱為磁光盤,可重寫；CD-WO又稱CD-R, 這種盤一旦用戶寫入數(shù)據(jù)就不能抹掉。 CD-I 1987年制定綠皮書(Green Book)規(guī)范用于交互式多媒體CD-I系統(tǒng)中。1992年推出第二代CD-I，可播放交互式視頻圖象。 CD-ROM XA(Extended Architecture) 1988年, Philips、SONY及 Microsoft制定CD-ROM擴展構(gòu)造, 1991年又制定CD-ROM XA規(guī)范, 對應(yīng)于ISO9660。 Photo-CD像片光盤, 1991年P(guān)hilips和KODAK對外發(fā)布Photo-CD, 1992年制定規(guī)范。用于存放數(shù)字化的靜態(tài)照片。

12、 Video CD 1993年制定的白皮書(White Book)規(guī)范,采用MPEG緊縮算法緊縮動態(tài)圖象。它能使Video CD節(jié)目可以在CD-I、CD-ROM/XA和Video CD播放機上播放。CD-ROM的性能目的 (1)容量 約為650MB。(2)數(shù)據(jù)傳送速率 最初推出為150KB/S, 稱為單速, 后又推出倍速(300KB/S),四速(600 KB/S), , 48X等光驅(qū)。(3)存儲緩沖器 早期為64KB，目前常用的為128KB或256KB。 (4)存取時間 200400ms(5)誤碼率 1/10121/1016，采用復(fù)雜的糾錯編碼技術(shù)降低了誤碼率。 (6)體積光盤驅(qū)動器的大小普通

13、為41mm(H) 146mm(W)206mm(D)(7)接口 采用SCSI接口、IDE接口和AT總線接口。接口可以集成在音頻板、視頻板或主機板上，也可以是一塊單獨的板。 (8)MTBF(Mean Time Between Failures) 平均無缺點時間約為25000小時左右。(9)兼容性 支持Photo-CD和CD-ROM XA。光盤的規(guī)范及格式 CD-DA規(guī)范及格式 CD-ROM規(guī)范及格式 CD-I光盤的數(shù)據(jù)格式 激光視盤 CD-DA規(guī)范及格式 CD-DA即激光唱盤, 光盤的物理規(guī)格為直徑12cm,內(nèi)徑1.5cm,厚度0.12cm, 分量14克。這種光盤常采用常線速(Const Line

14、ar Velocity,CLV)伺服方式, 逆時針旋轉(zhuǎn)。其螺旋線光道上等長分段, 每段稱為一個扇區(qū)。每個扇區(qū)都存放一定量數(shù)據(jù)塊, 并以一個特定的地址標志,其單位為“分、“秒、“扇區(qū),即1分=60秒,1秒=75扇區(qū)。光道總長度為74分, 即可存放74分鐘高音質(zhì)非緊縮的音頻信號。 CD-DA每個扇區(qū)的音頻數(shù)據(jù)分為許多稱為幀的單元, 每幀共有33個字節(jié)。一幀中每個通道有6個音頻數(shù)據(jù)，有左右2個通道，每個通道的樣本值是16位的數(shù)據(jù)，共24個字節(jié)。一幀中有8個校驗字節(jié)和1個“控制與顯示(C&D)字節(jié)。錯誤的檢測和校正采用的是CIRC(Cross Interleave Reed-Solomon Code)

15、碼。 扇區(qū)的構(gòu)造圖 C&D1B音頻數(shù)據(jù)12B校驗4B音頻數(shù)據(jù)12B校驗4B8位8位8位8位24位3位143143143143幀0幀1幀2幀971扇區(qū)1幀同步位合并位33字節(jié)EFM調(diào)制588個通道位CD-ROM同樣是把光軌道分為等長的扇區(qū),運用分、秒、扇區(qū)的數(shù)據(jù)編址方法, 采用常線速伺服方式。它與CD-DA的不同主要在每個扇區(qū)中數(shù)據(jù)格式的不同。 CD-ROM光盤有兩種格式: Mode1和Mode2。 Mode1格式Mode2格式SYNC12BHEADER4BUSER DATA 2048BEDC 4BSPACE 8BECC276BSYNC12BHEADER 4BUSER DATA 2336B Mo

16、de1和Mode2格式一樣之處 這兩種方式的扇區(qū)首部都是12字節(jié)的同步碼(SYNC), 其前后為“00H而中間10個字節(jié)存放“FFH數(shù)據(jù)。緊接著的4個字節(jié)為地址字段, 或稱扇區(qū)頭(HEADER),它采用分、秒、扇區(qū)號的制式確定地址標號, 地址字段中設(shè)置了MODE字節(jié), 指明該扇區(qū)是哪種格式 Mode1和Mode2格式不同之處用戶數(shù)據(jù)量不同。Model1為2048個字節(jié), Mode2為2336個字節(jié)。 存貯數(shù)據(jù)的類型不同。Mode1用于存放對錯誤極為敏感的數(shù)據(jù), 如計算機程序等; 而Mode2用于存放對錯誤不太敏感的數(shù)據(jù), 如聲音、圖象、圖形等。 Mode2的數(shù)據(jù)經(jīng)過CIRC檢驗后的誤碼率為1/

17、109, 對聲音、圖象類的數(shù)據(jù)可以不用做進一步校驗; 而要滿足計算機數(shù)據(jù)誤碼率小于1/1012的要求, 那么應(yīng)對Mode1的數(shù)據(jù)作進一步校驗。 Mode1中的容錯機制 用了4個字節(jié)作為錯誤檢測碼(EDC),采用的循環(huán)冗余校驗碼CRC,只能檢測能否有錯用276個字節(jié)作為錯誤校正碼(ECC),可以校正扇區(qū)中多個字節(jié)錯誤。經(jīng)過兩級校驗，Mode1中數(shù)據(jù)誤碼率可以降到1/1012。 擴展構(gòu)造CD-ROM XA 它所定義格式包括與CD-I格式一樣的FORM1和FORM2格式，處理了普通CD-ROM驅(qū)動器不能讀CD-I格式光盤的問題。 CD-ROM XA的數(shù)據(jù)格式(FORM1,FORM2) SYNC 12

18、BHEADER 4BSUBHEADER 8BUSER DATA 2048BEDC 4 BECC 276BSYNC 12BHEADER 4BSUBHEADER 8BUSER DATA 2324BEDC 4B CD-ROM XA在HEADER后面添加了8個字節(jié)信息來進一步闡明扇區(qū)中用戶數(shù)據(jù),其中存放有數(shù)據(jù)類型(音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)格式方式, 觸發(fā)位(記錄開場、文件終了、實時性等), 數(shù)據(jù)編碼信息(ADPCM、CLUT、DYUV等)。這樣CD-ROM XA驅(qū)動器可經(jīng)過對子頭信息的識別, 讀出數(shù)據(jù)區(qū)中多種媒體的信息, 特別地能正確讀出CD-I中采用ADPCM自順應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制緊縮的音頻數(shù)據(jù)。 CD

19、-ROM卷和文件構(gòu)造卷和文件構(gòu)造由邏輯塊(5122n字節(jié))和邏輯扇區(qū)(20482n字節(jié))、記錄、文件、卷、卷集等多級構(gòu)造定義。由于CD-ROM驅(qū)動器的平均尋道時間較長，為了能高速檢索CD-ROM光盤上文件，ISO為CD-ROM光盤的文件目錄構(gòu)造規(guī)定了途徑表 CD-I光盤的數(shù)據(jù)格式 CD-I光盤的數(shù)據(jù)格式是從CD-DA和CD-ROM光盤格式演化而來的其扇區(qū)格式與CD-ROM XA一樣, 它有三個區(qū)：導入?yún)^(qū)(Lead-in Area),節(jié)目區(qū)(Program Area)和導出區(qū)(Lead-out Area)。CD盤上的信息均采用EFM記錄方式進展記錄。由于光盤原始誤碼率較高, 所以都采用能糾突發(fā)錯

20、誤的CIRC碼。 CD-I光盤的導入?yún)^(qū) 是由假設(shè)干個空扇區(qū)組成的,這樣做的目的是使識別節(jié)目區(qū)變得容易。CD-I光盤可以有多到99條光道, 編號為199。 CD-I光盤的導出區(qū) 或者是空扇區(qū)(最后一條光道是CD-I光道時)或者是無聲的幀(最后一條光道是CD-DA光道) CD-I光盤的構(gòu)造 只需CD-I光道的CD-I盤構(gòu)造 節(jié)目區(qū) 光道1 導入?yún)^(qū)166信息扇區(qū)盤標記2250信息扇區(qū)CD-I數(shù)據(jù)導出區(qū) 有CD-I和CD-DA光道的CD-I盤構(gòu)造 節(jié)目區(qū) 光道1 光道n CD-DA(n=98) 含有CD-DA光道的CD-I光盤, 第一條光道必需是CD-I光道; 且任一條CD-I光盤上的CD-DA光道必

21、需在CD-I光道之后。一片CD-I光盤上的CD-DA光道可以有一條或多條CD-DA光道,但最多不超越98條。而一條光道的長度可以是300個扇區(qū)(相當于4秒)和325000個扇區(qū)(相當于最長的超級HiFi播放72分鐘)之間的數(shù)。導入?yún)^(qū)166B信息扇區(qū) 盤標記 2250信息扇區(qū) CD-I數(shù)據(jù) 2250信息扇區(qū) CD-DA 導出區(qū) CD-I光盤的導出區(qū)或者是空扇區(qū)(最后一條光道是CD-I光道時)或者是無聲的幀(最后一條光道是CD-DA光道) CD-I盤上的一切數(shù)據(jù)都以文件方式存放，任何一個文件都可以經(jīng)過盤上的途徑表取出。每個文件都有文件描畫符記錄，存放于文件目錄中。文件描畫符記錄包含有文件名、文件號

22、、文件大小、地址、擁有者、屬性、交叉存取因子、讀取答應(yīng)權(quán)。文件分為目錄文件、實時文件和規(guī)范文件。CD-I的數(shù)據(jù)以兩種專門的數(shù)據(jù)格式FORM1和FORM2記錄。如光盤標號上的數(shù)據(jù)是用FORM1記錄，由于它有EDC和ECC碼，CD-I系統(tǒng)利用它們可以獲得誤碼率小于1/1013數(shù)據(jù)。 激光視盤 激光視盤也是一種只讀光盤, 家用激光視盤又稱為影碟機, 是獨立的視頻播放設(shè)備, 與音響設(shè)備和電視機(監(jiān)視器)相連就可以播放視盤。計算機可以經(jīng)過外設(shè)接口與視盤播放機相連, 視盤在多媒體運用方式主要是“交互式視盤,由計算機來控制視盤的播放、視頻幀的尋址和顯示。 視盤與前述的幾種光盤原理構(gòu)造一樣 視盤的型號 大-1

23、2英寸，小-12CM視盤有兩種信息記錄格式 常線速(CLV) 常角速(CAV) CLV型視盤扇區(qū)長度為常數(shù),以緊湊方式存放信息,每盤可以存放60分鐘的視頻信號。當驅(qū)動器從內(nèi)圈到外圈讀盤時,由于內(nèi)圈和外圈存放的信息量不同,所以轉(zhuǎn)速也不同。在內(nèi)圈可到達每分鐘1800轉(zhuǎn),在外圈軌道每分鐘約600轉(zhuǎn)。 CAV型視盤以類似于磁盤的方式劃分扇區(qū),扇區(qū)長度從內(nèi)圈到外圈逐漸添加,每盤僅可存放30分鐘的視頻信號。優(yōu)點是驅(qū)動器讀盤時,從內(nèi)圈到外圈,轉(zhuǎn)速一致, 對NTSC制式,CAV視盤轉(zhuǎn)速為每分鐘1800轉(zhuǎn),對PAL制式, CAV視盤轉(zhuǎn)速為每分鐘1500轉(zhuǎn)。這種信息存放格式有利于單幀訪問、搜索、幀序列的隨機訪問等

24、功能,適宜于多媒體平臺。 Video CD規(guī)范Video CD規(guī)范是90年代流行的視頻光盤規(guī)范, 它描畫一個運用CD格式和MPEG-1規(guī)范的數(shù)字電視播放系統(tǒng)。Video CD定義了MPEG光道的構(gòu)造, 它由MPEG-Video扇區(qū)和MPEG-Audio扇區(qū)組成。光道上的Video(電視圖象)和Audio(聲音)是按MPEG-1的規(guī)定進展編碼。MPEG-Video扇區(qū)和MPEG-Audio扇區(qū)是交錯存放在光道上 。Video CD構(gòu)造VVVVAVVVVVAVVVVVAVV信息包開始碼 4BSCR（系統(tǒng)參考時鐘）5BMUX速率 3B信息包數(shù)據(jù) 2312B信息包開始碼 4BSCR（系統(tǒng)參考時鐘）5B

25、MUX速率 3B信息包數(shù)據(jù) 2292B0020BVideo CD光道構(gòu)造MPEG Video扇區(qū)的普通構(gòu)造MPEG Audio扇區(qū)的普通構(gòu)造CD-ROM光盤制造過程 (1) 數(shù)據(jù)預(yù)備 (2) 主盤制造 (3) 復(fù)制光盤 4.1.4 DVD光盤技術(shù)DVD光盤 MPEG-2的視頻質(zhì)量是廣播級質(zhì)量,為處理其MPEG-2數(shù)據(jù)存儲問題，研制了DVD并于1995年完成規(guī)范化方案。 DVD盤片尺寸與CD一樣,容量最高的雙層雙面盤可達17GB。單面單層DVD盤可以存儲4.7GB的數(shù)據(jù),存儲133分鐘的MPEG-2視頻，其分辨率與如今電視一樣, 并配備Dolby AC-3/MPEG-2音頻質(zhì)量的聲音和不同言語的

26、字幕。 DVD系列規(guī)范與CD系列規(guī)范對應(yīng)關(guān)系 DVD系列 CD系列 Book A：DVD-ROM CD-ROM Book B：DVD-Video Video CD Book C：DVD-Audio CD-Audio Book D：DVD-Recordable CD-R Book E：DVD-RAM CD-MODVD光盤 DVD-Video的規(guī)格數(shù)據(jù)傳輸率 可變速率,平均速率為4.69Mbps,最大速率10.7Mbps圖象緊縮規(guī)范 MPEG-2規(guī)范聲音規(guī)范 NTSC: Dolby AC-3或LPCM,可選用MPEG-2Audio PAL/SECAM：MPEG MUSICAM 5.1或LPCM,

27、可選用Dolby AC-3通道數(shù) 多達8個聲音通道和32個字幕通道DVD光盤 從外觀和尺寸上看,DVD盤和CD-ROM盤沒什么差別, 直徑均為120mm,厚度為1.2mm; 新的DVD播放機可以播放已有的CD激光唱片和VCD。不同點: DVD光道之間的間距由原來的1.6m減少到0.74m,而記錄信息的最小凹坑凸區(qū)長度由原來的0.83m減少到0.4m，這是DVD盤存儲容量提高到4.7GB的主要緣由。DVD信號的調(diào)制方式和錯誤校正方法也做了相應(yīng)的修正以適宜高密度的需求,它采用效率較高的8比特到16比特+(EFM PLUS)調(diào)制方式,DVD校驗系統(tǒng)采用更可靠的RS-PC(Reed Solomon P

28、roduct Code)。DVD播放機也采用波長更短由780nm減小至635/650nm的激光源來提高聚焦激光束的精度。4.2 多媒體功能卡 包括視頻信號捕捉、緊縮、處置、播放的視頻卡,音頻卡,VGA與TV的轉(zhuǎn)換卡,圖形加速卡, SCSI接口卡, 光盤接口卡等。經(jīng)過這些功能卡將計算機與各種外部設(shè)備相連,構(gòu)成一個制造和播出多媒體系統(tǒng)的任務(wù)環(huán)境。具有代表性的多媒體功能卡：聲音卡、視頻卡4.2.1 聲音卡 聲音卡或音頻卡(Audio Card)是處置音頻信號的計算機插件,它是普通計算機向MPC晉級一種重要部件。目前作為微機必備功能集成在主板上.MPC所用聲音卡由公用DSP芯片管理聲音的輸入輸出和MI

29、DI操作。音頻數(shù)據(jù)是8位或16位的PCM數(shù)據(jù)或緊縮格式ADPCM數(shù)據(jù)。 聲霸卡(Sound Blaster,SB)及其特點(1) 立體聲或單聲道聲音采樣(ADC)和重放(DAC)；(2) 采樣速率從4KHz到44KHz程序可調(diào)；(3) 功能強大的FM音樂合成芯片(128種音色)；(4) MIDI接口和游戲桿端口；(5) CD-ROM驅(qū)動器及接口；(6) 可選擇多種聲源(麥克風、CD唱機、線路輸入)；(7)內(nèi)帶的混聲器芯片可以控制各種數(shù)字與模擬音量；(8)音箱輸出接口有功放功能。另外，隨SB系列卡還帶有豐富的軟件，主要是： (1)聲音編輯(錄制、播放、修正聲音)； (2)文本到聲音轉(zhuǎn)換(讀文本)

30、； (3)多媒體制造(制造多媒體演示系統(tǒng))； (4)調(diào)頻電子琴(變成一臺功能齊全的電子琴)； (5)樂曲文件播放(MIDI和CMF兩種樂曲文件)； (6)軟件開發(fā)工具(供二次開發(fā)運用)。4.2.2 視頻卡 MPC視頻處置芯片可分為兩類：一是公用固定功能的芯片，這類芯片主要圍繞數(shù)據(jù)緊縮規(guī)范JPEG，MPEG等開發(fā)的；二是可編程的多媒體處置器，如Intel 750系列，TI公司的TMS320系列高效可編程多媒體處置器以及Philips和Sony共同開發(fā)的CD-I等產(chǎn)品。 C-Cube公司的視頻卡 第一個把JPEG算法集成在一塊芯片上。CL550 芯片CL450 芯片CL550簡介 CL550用了4

31、0多萬只晶體管集成了JPEG緊縮編碼所需的DCT/逆向DCT單元、量化器、可變長編碼器等單元。緊縮率可以經(jīng)過修正量化表和VLC表的內(nèi)容來改動。當執(zhí)行JPEG的有損緊縮算法時,可按不同的圖象質(zhì)量、存儲器容量、帶寬等運用環(huán)境來設(shè)置不同的緊縮比。緊縮比可以從8:1到100:1之間恣意選擇。CL550公用芯片上還提供有數(shù)字視頻接口和直接與系統(tǒng)總線相連的接口, 視頻接口支持8位灰度、RGB、CMYK及YUV數(shù)字信號的輸入和輸出。 CL550框圖視頻接口余弦變換/反余弦變換 量化器壓縮/解壓縮Huffman 編碼 主機 接口 量化表 解碼表 塊存儲FIFO128*13/控制地址數(shù)據(jù)11163218控制地址

32、/數(shù)據(jù)緊縮時的數(shù)據(jù)流方向象素總線接口PBI主機總線接口HBICL550編碼過程圖象象素數(shù)據(jù)經(jīng)象素總線接口(PBI)輸入到CL550處置器。數(shù)字化的數(shù)值在輸入到緩沖單元塊存儲后,以獨立分量的方式存儲。每個分量的88象素點陣數(shù)據(jù)DCT首先由單元處置，之后DCT系數(shù)矩陣根據(jù)用戶編程選擇的量化表，由量化單元進展量化處置。在CL550器件內(nèi)部的量化矩陣存儲區(qū)中,可同時存儲4個64字長的量化系數(shù)矩陣,分別適用于不同的彩色分量。量化后的矩陣被Z形掃描順序掃描處置, 對直流系數(shù)(DC)和交流系數(shù)AC分別表示, 而后再同時對DC和AC兩部分共同完成哈夫曼編碼查表處置。哈夫曼編碼的結(jié)果最終作為JPEG緊縮后的數(shù)據(jù)

33、傳送到主機總線接口(HBI), 成為最終的處置結(jié)果。 CL550解碼過程圖象解碼過程與編碼過程相反, JPEG規(guī)范格式的緊縮數(shù)據(jù)輸入到哈夫曼解碼單元解碼, 又前往FIFO區(qū)域等待進展下一步處置。游程編碼解碼單元從FIFO區(qū)域中讀出解碼后的數(shù)據(jù)，生成交流系數(shù)AC值, 并進展Z形掃描生成88點陣格式。而生成的DC值另做處置。然后進展逆量化和逆DCT, 處置的結(jié)果輸入到輸出緩沖區(qū)中, 而后象素總線接口取出這里的視頻象素數(shù)據(jù)，按照一定的視頻同步時序, 輸出到象素數(shù)據(jù)總線, 供顯示設(shè)備運用。 利用其內(nèi)部的320階流水線處置構(gòu)造, 將JPEG算法的每一操作運算都分解安排到流水線的每一階中。CL550-30

34、處置器可以任務(wù)在29.41MHz的時鐘頻率, 這就使得流水線處置可以在每秒內(nèi)完成109次運算, 這樣的處置速度運用于JPEG算法時,每秒可緊縮14.7M圖象象素點。CL550-10每秒也可緊縮5M圖象象素數(shù)據(jù), CL550-35每秒可緊縮17.5M圖象象素數(shù)據(jù) C-Cube公司基于CL550推出靜態(tài)圖象緊縮板系列產(chǎn)品可運轉(zhuǎn)根本環(huán)境包括80386 (33MHz主頻)CPU, ISA或EISA總線構(gòu)造,VGA顯示卡(8位、16位或24位), Windows3.10, 4MBRAM, 50MB以上硬盤。另外, 這些產(chǎn)品可支持多種圖象文件格式。許多公司圍繞CL-550設(shè)計各種圖象板以滿足多媒體系統(tǒng)的運

35、用, 如多媒體信息系統(tǒng),圖象處置,掃描儀, 數(shù)字攝象機,電視,彩色等 CL450 C-Cube公司推出CL450系列產(chǎn)品及CL680解碼器。CL450包括RISC處置器、Huffman解碼器、DRAM控制器、視頻顯示控制器等單元, 三條總線是主機總線、DRAM總線、象素總線。CL450完全服從MPEG規(guī)范, 能實現(xiàn)RGB和YUV格式的相互轉(zhuǎn)換, 支持NTSC和PAL制式, 能完成SIF分辨率(352240, 30Hz或352288, 25Hz)的實時解碼, 并支持視頻和音頻的同步, 可全部或部分顯示解碼后圖象。 CL450解碼器框圖 主機接口 編碼數(shù)據(jù)FIFO棧HUFFMAN解碼單元 CPUD

36、RAM控制器位流緩沖器幀緩沖器主機接口 視頻接口數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)地址控制數(shù)據(jù)控制控制地址視頻顯示控制器DRAM接口 CL450經(jīng)過執(zhí)行宏碼完成高層次功能。宏碼由C-Cube和硬件提供，并且把它作為產(chǎn)品一部分。在CL450完全操作之前，宏碼必需由軟件裝入CL-450中，C-Cube公司提供的源碼供用戶在其目的系統(tǒng)中修正和編譯。運用程序可以兩種方式操作CL450, 它們是存放器操作方式和宏命令操作方式。CL450產(chǎn)品主要面向低本錢運用, 例如CD-I系統(tǒng)、視頻游戲、交互式多媒體系統(tǒng)、交互式電視等。 視霸卡 簡介構(gòu)造：三個主要功能模塊 1. 視頻信號輸入電路 2. 視頻信號輸出電路 3. 視頻信號窗口控

37、制模塊多種功能: 解壓、轉(zhuǎn)換、捕捉 Video Blaster捕捉卡提供的功能 采集三路視頻信號,切換顯示。 支持NTSC、PAL、S-VHS和RGB視頻格式規(guī)范。 支持圖形混疊。 支持輸入縮放、輸入剪裁。 支持顯示剪輯、顯示搖移。 提供顏色、飽和度、亮度和對比度控制。 軟件支持PCX,TIF,BMP,MMP,GIF和TAG文件格式。 端口地址,軟件可選。 軟件可選IRQ。 具有接近真彩色效果的YUV格式視頻緩沖區(qū)。 具有系統(tǒng)內(nèi)存之外的內(nèi)存映象緩存器VRAM。 音響混頻與伴音演播控制。 具有JPEG的緊縮/解緊縮功能，MPEG-1,2,4。 支持Microsoft的數(shù)字化Video軟件。視頻信

38、號到VGA的數(shù)據(jù)流簡圖 Vide1顯示混合剪輯窗口彩色 Vide0Vide2VGA卡源信號選擇輸入控制凍結(jié)、解凍裁剪配器縮放VIDEO BLASTER幀緩沖器基地址捕俘地址顯示控制搖移變焦彩色控制VGA顯示器4.2.3 多媒體處置器 比較有影響是有Apple公司的Macintosh機，Commodore 公司的Amiga系統(tǒng)，Sony和Philips結(jié)合推出CD-I系統(tǒng)。Intel和IBM公司的DVI系統(tǒng)等。 Intel的第一代多媒體產(chǎn)品ActionMedia750是基于82750PA象素處置器和82750DA顯示處置器，其提供的操作速度為12.5M/S。 1991年以后又推出改良型Actio

39、nMedia，其公用芯片改為82750PB象素處置器和82750DB顯示處置器。82750PB 原理框圖順序器微碼RAMALU寄存器文件桶形移位器計數(shù)象素插值器數(shù)據(jù)RAMIN/OUT FIFO統(tǒng)計譯碼器VRAM指針主機/VRAM接口.A-BUS數(shù)據(jù)地址VBUS微碼指令B-BUS顯示處置器82750DBIntel公司設(shè)計的82750DB合并了全部模擬和數(shù)字處置部件,能經(jīng)過內(nèi)部的控制存放器編程, 修正顯示處置器生成的視頻時序信號、各種掃描頻率以及不同視頻特征, 能順應(yīng)不同制式不同型號(VGA, PAL, NTSC等)彩色監(jiān)視和各種顯示的需求。82750DB可以選擇每個象素的字長,每行的象素數(shù)以及每

40、列的行數(shù), 以滿足不同顯示分辨率的需求。82750DB主要組成(1) 象素數(shù)據(jù)通道 (2) 色差插值器(3) YUV到RGB的變換(4) VBUS控制 (5) 象素平衡器(6) D/A轉(zhuǎn)換器 4.3 多媒體信息獲取與顯示設(shè)備 多媒體計算機必需配置必要的外部設(shè)備來完成多媒體信息獲取和顯示的功能常見有鼠標、光筆、掃描儀、攝像機、觸摸屏、彩色顯示器、打印機等設(shè)備。 4.3.1 圖像獲取設(shè)備 數(shù)字化圖像獲取設(shè)備常見的有掃描儀(Scanner)、數(shù)字照相機(Digital Camera)等靜態(tài)圖像獲取設(shè)備和攝像機等視頻圖像獲取設(shè)備。 圖象數(shù)字化自然景物成象后的圖象信息以照片或視頻記錄介質(zhì)構(gòu)成保管,這些圖

41、象必需數(shù)字化成計算機能處置的數(shù)字化信息, 才干被多媒體計算機處置。對于照片和視頻圖象來說, 不論是從圖象信息的空間分布和亮度(顏色)分布都是延續(xù)的, 這些延續(xù)的信息量必需離散化, 離散化的過程即數(shù)字化處置過程, 它應(yīng)該包括空間位置的離散和亮度電平的離散化。 步驟：采樣, 量化, 模數(shù)變換 空間采樣一幅圖象在二維方向上分成MN個網(wǎng)格,每個網(wǎng)格用一個亮度值來表示該區(qū)域亮度,這樣一幅圖象就離散化為MN個亮度值來表示。這個過程稱為圖象的采樣, 其中MN稱為采樣的分辨率, 網(wǎng)格的亮度值即為采樣值。 圖像的采樣 NM 空間采樣的分類 一維采樣用掃描方式(如、掃描儀等)把二維圖象轉(zhuǎn)化為一維隨時間變化的信號。

42、這樣得到的一維行掃描信號經(jīng)采樣實現(xiàn)圖象數(shù)字化。二維采樣是固體攝象器件采用的通用方法,它把光電轉(zhuǎn)換和采樣功能結(jié)合起來。固體攝象器件由MN個光敏元件構(gòu)成, 每個光敏元件對應(yīng)一個采樣點, MN個光敏元件構(gòu)成MN個采樣點。 量化所謂量化就是把延續(xù)的亮度值分為K個區(qū)間,每個區(qū)間上對應(yīng)著一個亮度I。落于區(qū)間i中的任何亮度值都以亮度值Ii表示,共有K個不同亮度值。按照量化區(qū)間劃分方法, 量化可分為均勻量化和非均勻量化。 模數(shù)變換實現(xiàn)上述量化過程稱為模數(shù)變換, 這個過程普通采用PCM量化器來實現(xiàn),PCM量化是均勻量化。非均勻量化一方面可利用PCM量化的結(jié)果,根據(jù)信號特性處置為非均勻量化的數(shù)據(jù);另一方面也可以利

43、用專門的非均勻量化器來實現(xiàn)。另外要思索圖象數(shù)據(jù)采樣過程中產(chǎn)生的失真和噪聲,包括疊加噪聲、孔徑效應(yīng)及插入噪聲等。 圖象掃描儀 80年代中期出現(xiàn)的光機電一體化高科技產(chǎn)品 。根本原理是將反映圖象特征的光信號轉(zhuǎn)換成計算機可接受的電信號 。任務(wù)過程 CCD,光電轉(zhuǎn)換圖象掃描儀是最常用的靜態(tài)圖象輸入設(shè)備它往往配置大量的管理和控制掃描過程軟件及文字識別、排版、圖文數(shù)據(jù)庫等軟件,使掃描儀提供很強圖文信息獲取才干。另外,掃描儀還提供設(shè)置掃描區(qū)域、分辨率、亮度、圖象深度等參數(shù),掃描后圖象還可進一步處置 圖象掃描儀的種類平板式手持式滾動式電視攝像機電視攝象機由攝象鏡頭管、同步信號發(fā)生電路、偏轉(zhuǎn)電路、放大電路、電源等

44、部分組成。來自被攝物體的光經(jīng)過光學系統(tǒng)在攝象管的靶上構(gòu)成光學圖象，這個光學圖象經(jīng)攝象管轉(zhuǎn)換成電信號，以視頻信號方式輸出被攝圖象。彩色圖象攝取重要的是分別出三基色信號，利用濾色片、分色鏡或棱鏡等把光分解成三基色 最近新產(chǎn)品不用電子管作光電轉(zhuǎn)換，用電荷耦合器件CCD等固態(tài)攝象器件，這種器件具有體積小、分量輕、省電、壽命長、可靠性高等優(yōu)點。 4.3.2 顯示設(shè)備多媒體計算機系統(tǒng)中信息顯示的設(shè)備主要有PC機的顯示系統(tǒng)。包括兩部分:顯示器,顯示適配器。 顯示適配器由存放器、視頻存儲器和控制電路三部分組成，其中視頻存儲器包括顯示幀緩存RAM和存放BIOS的ROM。顯示適配器可以是一塊插入PC總線的擴展卡或

45、集成在主板上。顯示器與顯示適配器相配。主要有兩類，即多同步顯示器和平面直角顯示器 從掃描頻率角度來分，顯示器主要有固定掃描頻率與可變掃描頻率兩種。 4.3.3 觸摸屏觸摸屏最早出現(xiàn)于70年代，90年代隨著多媒體運用得到成熟和推行 觸摸屏應(yīng)包括三個部分：傳感器；控制部件；驅(qū)動程序 觸摸屏的分類按任務(wù)原理紅外線觸摸屏電阻式觸摸屏電容式觸摸屏外表聲波技術(shù)底座式矢量壓力測力觸摸屏等。 紅外線觸摸屏任務(wù)原理紅外觸摸屏有內(nèi)置式和外掛式兩種 電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏感應(yīng)器是一塊覆蓋電阻性柵格的玻璃，再在上面蒙上一層涂有導電涂層并有特殊模壓凸緣的聚脂薄膜。凸緣防止其外表的涂層與玻璃的涂層接觸?？刂破飨虿ＡУ乃?/p>

46、個角加有穩(wěn)定的5伏電壓,并讀取導電層的電壓值。當屏幕被觸摸時,壓力使聚脂薄膜凹陷而碰到玻璃,導電層接觸?？刂破飨虿ＡУ膬蓚€鄰角加電壓,并把對面兩個角接地,于是電阻柵格使玻璃片上構(gòu)成從矩形的一邊到另一邊線性變化的電壓階梯,控制器從兩個方向測出觸摸點的電壓值,從而計算出觸摸的準確位置. 電容式觸摸屏這種觸摸屏由一個模擬感應(yīng)器和一個智能雙向控制器組成。感應(yīng)器是塊透明的玻璃，外表有導電涂層，其上覆蓋一層維護性玻璃外層。它任務(wù)時在感應(yīng)器邊緣的電極產(chǎn)生分布的電壓場，用手指或其它導電體觸摸導電涂層時，電容改動，電壓場變化，控制器檢測這些變化，從而確定觸摸的位置?？刂破靼褦?shù)字化的位置數(shù)據(jù)傳到主機，以實現(xiàn)人機的

47、交互。 電容式觸摸屏的感應(yīng)器安裝在監(jiān)視器內(nèi)部，外部與普通監(jiān)視器一樣，可靠性較高。 外表聲波觸摸屏 外表聲波是應(yīng)變能僅集中在物體外表傳播的彈性波。SAW觸摸屏在一片玻璃的每個角上裝有兩個發(fā)射器和兩個接納器，一系列的聲波反射器被嵌進玻璃中，沿著兩面從頂至底穿過玻璃。發(fā)射器朝一個方向發(fā)射5MHz的短脈沖。當脈沖分開一角后，就會不斷地被每個反射器反射回來一部分聲波。當觸摸玻璃的某點就妨礙了脈沖能量經(jīng)過那點反射到達接納機，于是從接納的脈沖信號中就見到一段缺口。脈沖起點至下跌點間的時間長度就確定了觸摸點的坐標?？刂破鹘?jīng)過互換兩對發(fā)射器和接納器，就可測出觸摸在X及Y方向的坐標 矢量壓力測力觸摸屏 這種觸摸屏

48、的原理是在CRT外面蓋上一塊四角裝有應(yīng)力計的平板玻璃。當玻璃遭到壓力時, 應(yīng)力計就會出現(xiàn)電壓或電阻等電氣特性的變化。壓力越重,變化值就越大。每個角記錄這些變化?？刂破髯x取每個角的記錄值, 并計算觸壓位置。這種觸摸屏分辨率較低 。觸摸屏的支持軟件 DOS設(shè)備驅(qū)動程序仿真程序-MOUSE仿真軟件輔助開發(fā)工具 4.4 交互式多媒體系統(tǒng) 4.4.1 概述Microsoft公司與IBM等數(shù)十家軟硬件公司于1990年成立MPMC；1990年10月提出了MPC技術(shù)規(guī)范1.0,1993年MPMC發(fā)布了MPC技術(shù)規(guī)范2.0 1995年6月, IBM、COMPAQ、APPLE、DELL及Microsoft等著名公

49、司都宣布支持MPC技術(shù)規(guī)范3.0, 其技術(shù)目的詳細為PENTIUM 75MHz, 8M RAM,540M HD,四倍速CD-ROM驅(qū)動,MPEG-1硬件或軟件回放,波表合成聲卡等配置。 MPC配置特點 (1) 一個功能強大，速度快的中央處置器(CPU)； (2) 大容量的存儲器空間； (3) 高分辨率顯示接口與設(shè)備； (4) 可處置音響的接口與設(shè)備； (5) 可處置圖象的接口與設(shè)備； (6) 可存放大量數(shù)據(jù)的配置等。 MPC配置擴展 (1) 光盤驅(qū)動器(2) 音頻卡 (3) 視頻卡 (4) 掃描卡 (5) 打印機接口 (6) 交互控制接口 (7) 網(wǎng)絡(luò)接口 (8) 圖形加速卡 MPCMacin

50、tosh多媒體計算機 Amiga多媒體個人計算機Windows+Intel 交互式多媒體系統(tǒng)構(gòu)造 多媒體硬件多媒體驅(qū)動程序多媒體系統(tǒng)軟件多媒體運用軟件多媒體驅(qū)動程序接口多媒體開發(fā)與創(chuàng)作工具4.4.2 CD-I交互式多媒體系統(tǒng) CD-I系統(tǒng)是家用交互式多媒體系統(tǒng), 它是Philips公司和Sony公司于1986年4月結(jié)合推出的一種電視計算機或稱Smart TV系統(tǒng)。該系統(tǒng)把各種多媒體信息存放在容量為650MB的只讀光盤上,用戶可經(jīng)過CD-I系統(tǒng)讀取光盤的內(nèi)容來進展演播,光盤的數(shù)據(jù)運用CD-I格式存放。CD-I的正式商品于1991年面市, 用戶可以交互式地把家用電視機和計算機相連, 經(jīng)過鼠標器、支

51、配桿、遙控器等安裝選擇人們感興趣的視聽節(jié)目進展播放, 是一種較好多媒體系統(tǒng)產(chǎn)品 CD-I根本系統(tǒng)構(gòu)造 CD-I根本系統(tǒng)主要有5部分構(gòu)成 (1)音頻處置子系統(tǒng) (2)視頻處置子系統(tǒng) (3)多義務(wù)的操作系統(tǒng) (4)CD播放機 (5)微處置器、存儲器、鍵盤、定位安裝和CSD字體模塊 CD-I系統(tǒng)根本構(gòu)造音頻處置子系統(tǒng)視頻處置子系統(tǒng)存取控制器RAM定位安裝鍵盤選件ROMCD-RTOSCSD字體CD-DA控制器CD-I接口MPUDMA控制器NVRAM時鐘日歷CD播放機RGB視頻信號左通道右通道數(shù)據(jù)控制信號數(shù)據(jù)和控制BUSCD-I音頻子系統(tǒng) CD-I根本系統(tǒng)有4種規(guī)范音質(zhì)的運轉(zhuǎn)方式和一種非實時的語音音質(zhì)運

52、轉(zhuǎn)方式。CD-I除承繼CD-DA超級高保真音質(zhì)運轉(zhuǎn)方式外，還有A、B、C三個音質(zhì)等級的運轉(zhuǎn)方式。A級相當于Laser Vision音質(zhì), B級相當于FM調(diào)頻廣播的音質(zhì), C級相當于AM調(diào)幅廣播的音質(zhì)。這4種音質(zhì)的語音為實時的語音。 CD-I音頻特性 級別采樣率（KHZ)位數(shù)/樣本頻率響應(yīng)(KHZ)數(shù)據(jù)率(字節(jié) /s)通道數(shù)數(shù)據(jù)流百分數(shù)播放時間(小時)CD-DA PCM 超級HiFi44.116201711001立體聲1001CD-I ADPCMA(LV)37.8817851002立體聲502425004單通道254B(FM)37.8417425004立體聲254213008單通道12.58C(

53、AM)18.948.5213008立體聲12.581060016單通道6.2516CD-I音頻子系統(tǒng)非實時語音音質(zhì)是文本到語音編碼轉(zhuǎn)換而成的音質(zhì)。CD-I有兩種接口用來輔助編碼這種音頻信息,它們是上層接口和下層接口。上層接口是處置器默許的字符集,下層接口是對8位PCM數(shù)據(jù)進展實時解碼。這兩種接口之間轉(zhuǎn)換由微處置器控制。聲音數(shù)據(jù)的解碼和控制是由CD-I音頻處置器來完成的. CD-I音頻處置器的組成(1) 解碼器ADPCM。(2) 音頻處置單元。(3) 特技處置器及聲音輸出。(4) CD-I接口單元。(5) 音頻信號存儲器。(6) 控制器。 CD-I視頻子系統(tǒng) CD-I視頻處置子系統(tǒng)的功能是把CD

54、-I光盤上的數(shù)字化視頻信號經(jīng)過存儲和控制進展實時解碼、顏色切換、重疊控制, 經(jīng)過混合處置而產(chǎn)生RGB信號輸出。CD-I視頻處置子系統(tǒng)系統(tǒng)總線存儲體0RAM)存取控制器存儲體1RAM)實時解碼器0實時解碼器1顏色切換重疊控制平面重疊象素保管混合器圖像影響要素背景外部視頻DYUVCLUTRLDYUVCLUTRLRGBRGBRGBRGB平面A平面B模擬視頻緊縮與解碼原理 (1) 一維的DYUV編碼 自然圖象(2) RGB5:5:5編碼 高質(zhì)量圖形(3) CLUT編碼 動畫(4) 一維行程編碼 動畫圖象平面的重疊與顏色切換CD-I圖象是由4個圖象平面合成的。平面1是一個1616象素的彩色游標平面,平面

55、2和平面3是全屏幕圖象平面,平面4是背景平面。在軟件控制下,這些平面上的圖可以按各種要求疊加生成一幅畫面顯示。 觀看方向背景平面全屏幕圖像平面游標平面1234CD-I的圖象平面光盤實時操作系統(tǒng)CD-RTOS CD-I有本人公用的實時操作系統(tǒng)CD-RTOS它源于高性能的OS-9實時操作系統(tǒng), 是用68000匯編言語寫成的。 CD-RTOS特點 CD-RTOS是多義務(wù)虛時操作系統(tǒng)。 CD-RTOS的構(gòu)造是模塊化構(gòu)造。 CD-RTOS有設(shè)備獨立的I/O接口。 CD-RTOS可以處置多級樹形構(gòu)造的目錄。 CD-RTOS是中斷驅(qū)動的系統(tǒng)。 CD-RTOS的構(gòu)成 (1) CD-RTOS內(nèi)核 (2) 系統(tǒng)相

56、關(guān)庫 (3) 接口和管理程序 (4) 設(shè)備驅(qū)動程序(5) 系統(tǒng)形狀描畫符CSD (6) 文件維護模塊FPM (7) 初始化和系統(tǒng)啟動過程 CD-RTOS的構(gòu)造框圖初始化CSDFPM運用相關(guān)庫系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時鐘運用相關(guān)庫運用程序UCMPFMCD FMNRF鍵盤驅(qū)動定位驅(qū)動音頻驅(qū)動視頻驅(qū)動CD驅(qū)動CD-RTOS 內(nèi)核4.4.3 DVI多媒體計算機系統(tǒng) DVI技術(shù)最早是由美國David Sanaoff研討中心研討開發(fā)的交互式數(shù)字視頻安裝,這項技術(shù)研討勝利后被GE公司購買, 后又被Intel買到手。Intel和IBM公司結(jié)合開發(fā),于1989年在美國計算機博覽會(Comdex/Fall89)推出第一代產(chǎn)品Ac

57、tion Media7501991年又推出第二代產(chǎn)品Action Media, 在Comdex一舉獲得了最正確多媒體產(chǎn)品獎和最正確展現(xiàn)獎。Intel公司已將勝利的DVI多媒體系統(tǒng)做到一個母板上,并要把DVI技術(shù)集成在一個芯片上。 DVI多媒體計算機系統(tǒng)特點： (1) 提供一種全數(shù)字化的方法。 (2) 先進的視頻緊縮技術(shù) (3) 聲音緊縮技術(shù) (4) 合成圖形 DVI系統(tǒng)構(gòu)造及其任務(wù)原理 DVI系統(tǒng)構(gòu)造 第一代DVI系統(tǒng)(DVI)由3塊插板組成: DVI視頻板, DVI音頻板及DVI多功能板。1991年推出的第二代DVI系統(tǒng)(DVI)將上述3塊板集成在一個板上,視頻、音頻的獲取部分也都裝在上面,

58、僅占一個IBM PC規(guī)范插槽,為用戶提供了方便。Intel將系統(tǒng)外圍邏輯電路集成為3個門陣列電路即82750H主機接口門陣列, 82750LV VRAM/SCSI/ Capture門陣列, 82750LA音頻子系統(tǒng)接口門陣列。 其它設(shè)備包括116MBVRAM視頻處置器、音頻信號處置器、D/A轉(zhuǎn)換器及模擬濾波器和DVI總線。DVI的中心部件是視頻象素處置器82750PA和視頻顯示處置器82750DA, DVI將這兩個芯片晉級為82750PB和82750DB, 使運算速度提高了一倍。視頻處置子系統(tǒng) DVI型中, 82750PA象素處置速度為12.5MIPS,它采用微碼編程, 可以高速執(zhí)行象素處置的

59、多種算法。82750DA是顯示處置器, 它可以82750PA并行任務(wù)。當視頻象素處置器繪制和管理視頻RAM中的位映射圖時, 顯示處置器就把這個結(jié)果顯示在視頻屏幕上。 DVI型中, 視頻子系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵芯片由82750PB和82750DB分別取代82750PA和82750DA。象素處置器82750PB是具有較寬指令字長(48位)的快速微碼處置器, 在25MHz主頻下,運轉(zhuǎn)速度達25MIPS。由于指令字長,且不同字段分別可以實現(xiàn)不同的控制和操作,提高了并行操作的功能, 因此象素處置器的操作速度達100MIPS。高速和微操作象素處置器特別適宜圖象處置和各種運算。 音頻處置子系統(tǒng) 在DVI型系統(tǒng)中,

60、音頻處置子系統(tǒng)是以TI公司的TMS-320C10數(shù)字信號處置器做為公用音響處置器。經(jīng)過TMS-320C10音響協(xié)處置器輸出通道的數(shù)字化音響輸出信號, 送到兩個14位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號, 再經(jīng)過兩個可編程帶寬濾波器進展濾波, 由左右兩個通道輸出,可產(chǎn)生較好的立體聲音響效果。 DVI型系統(tǒng)中音頻子系統(tǒng)由數(shù)字信號處置器AD2105來實現(xiàn), 經(jīng)過它完成音響信號的緊縮和解緊縮義務(wù)。DVI系統(tǒng)中采用了ADPCM算法把16位的采樣數(shù)據(jù)編碼成4位碼。DSP芯片還能控制音量、采樣速率的變化, 從VRAM中抽取緊縮編碼數(shù)據(jù), 將解緊縮的音頻數(shù)據(jù)輸出送到D/A轉(zhuǎn)換器, 經(jīng)過濾波后輸出。 DVI總線和接口 在