第一章 多媒體技術(shù)概論

第一章多媒體技術(shù)概論第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握媒體和多媒體的概念；2．了解多媒體計算機(jī)的組成；3．了解多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容;4.了解多媒體的關(guān)鍵技術(shù)。第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.1多媒體的概念

1.1.1媒體

“媒體”（Medium）包括兩層含義：一是指信息的物理載體；另一層含義是指信息的表現(xiàn)形式。第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

媒體的類別有以下5類。

（1）感覺媒體（PerceptionMedium）（2）表示媒體（RepresentationMedium）（3）表現(xiàn)媒體（PresentationMedium）（4）存儲媒體（StorageMedium）（5）傳輸媒體（TransmissionMedium）第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（1）感覺媒體（PerceptionMedium）

指直接作用于人的感覺器官，使人產(chǎn)生直接感覺的媒體。如引起聽覺反應(yīng)的聲音、引起視覺反應(yīng)的圖像等。

（2）表示媒體（RepresentationMedium）指傳輸感覺媒體的中介媒體，即用于數(shù)據(jù)交換的編碼。如圖像編碼（JPEG、MPEG等）、文本編碼（ASCII碼、GB2312等）和聲音編碼等。第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（3）表現(xiàn)媒體（PresentationMedium）指進(jìn)行信息輸入和輸出的媒體。如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、話筒、攝像機(jī)等為輸入媒體；顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等為輸出媒體。

（4）存儲媒體（StorageMedium）指用于存儲表示媒體的物理介質(zhì)。如硬盤、軟盤、磁盤、光盤、ROM及RAM等。第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（5）傳輸媒體（TransmissionMedium）

指傳輸表示媒體的物理介質(zhì)。如電纜、光纜等雙絞線光纜第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.1.2多媒體與多媒體技術(shù)1．多媒體和多媒體技術(shù)的定義

多媒體的定義：文本、圖形、視頻、聲音等多種形態(tài)信息的集成呈現(xiàn)。

多媒體技術(shù)的定義：利用計算機(jī)對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息進(jìn)行綜合處理的技術(shù)。第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四2．多媒體技術(shù)處理對象

(1)文本（Text）（2）圖形(Graphic)（3）圖像(Image)（4）音頻(Audio)（5）動畫(Animation)（6）視頻(Video)第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四3.多媒體技術(shù)的主要特點(diǎn)集成性

能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行多通道統(tǒng)一獲取、存儲、組織與合成控制性多媒體技術(shù)是以計算機(jī)為中心，綜合處理和控制多媒體信息，并按人的要求以多種媒體形式表現(xiàn)出來，同時作用于人的多種感官交互性

用戶可以與計算機(jī)的多種信息媒體進(jìn)行交互操作從而為用戶提供了更加有效地控制和使用信息的手段非線性

媒體技術(shù)借助超文本鏈接的方法，把內(nèi)容以一種更靈活、更具變化的方式呈現(xiàn)給讀者實(shí)時性

當(dāng)用戶給出操作命令時，相應(yīng)的多媒體信息都能夠得到實(shí)時控制第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.2多媒體個人計算機(jī)1.2.1多媒體系統(tǒng)的組成

一般的多媒體系統(tǒng)主要由四個部分組成：多媒體硬件系統(tǒng)、多媒體操作系統(tǒng)、多媒體處理系統(tǒng)工具和用戶應(yīng)用軟件。主機(jī)聲卡麥克風(fēng)揚(yáng)聲器收錄機(jī)MIDI合成器視頻卡攝像機(jī)錄像機(jī)顯示器靜態(tài)圖像輸入輸出設(shè)備（掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)）存儲設(shè)備（CD-ROM、大容量硬盤）影碟機(jī)第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.2.2多媒體計算機(jī)的組成1．多媒體計算機(jī)的基本組成一般來說，多媒體個人計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)可以包括以下幾部分。(1)功能強(qiáng)大、速度快的中央處理器。(2)可管理、控制各種接口與設(shè)備的硬件配置。(3)具有較高容量的外部存儲空間(硬盤)。(4)讀寫速度快、可存放大量數(shù)據(jù)的緩沖存儲空間(內(nèi)存)。(5)光盤驅(qū)動器。就是我們平常所說的光驅(qū)(CD-ROM)，用來讀取光盤信息，是多媒體計算機(jī)不可缺少的硬件配置。光盤存儲容量大，價格便宜，保存時間長，適合保存大量的數(shù)據(jù)，如聲音、圖像、動畫、視頻信息等多媒體信息。第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四(6)音頻卡。在音頻卡上連接的音頻輸入輸出設(shè)備包括話筒、音頻播放設(shè)備、MIDI合成器、耳機(jī)、揚(yáng)聲器等。對數(shù)字音頻處理的支持是多媒體計算機(jī)的重要方面，音頻卡具有A/D和D/A音頻信號的轉(zhuǎn)換功能，可以合成音樂、混合多種聲源，還可以外接MIDI電子音樂設(shè)備。(7)圖形加速卡。圖文并茂的多媒體表現(xiàn)需要分辨率高、色彩顯示豐富的顯示卡的支持，同時還要求具有在操作系統(tǒng)中的顯示驅(qū)動程序，并且在操作系統(tǒng)中的像素運(yùn)算速度要快。帶有圖形用戶接口(GUI)加速器的局部總線顯示適配器使得在操作系統(tǒng)中的顯示速度大大加快。(8)視頻卡。可細(xì)分為視頻捕捉卡、視頻處理卡、視頻播放卡以及TV編碼器等，其功能是連接攝像機(jī)、VCR影碟機(jī)、TV等設(shè)備，以便獲取、處理和表現(xiàn)各種動畫和數(shù)字化視頻媒體。第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四(9)打印機(jī)接口。用來連接各種打印機(jī)，包括針式打印機(jī)、激光打印機(jī)、彩色噴墨打印機(jī)等。(10)交互控制接口。它是用來連接觸摸屏、鼠標(biāo)、光筆等人機(jī)交互設(shè)備的，這些設(shè)備能大大方便用戶對多媒體個人計算機(jī)的使用。(11)網(wǎng)絡(luò)接口卡(網(wǎng)卡)。分為無線網(wǎng)絡(luò)接口卡和有線網(wǎng)絡(luò)接口卡，常用的有線網(wǎng)絡(luò)接口卡有100Mb/s網(wǎng)卡和1000Mb/s網(wǎng)卡兩種。第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

MPC

1.0MPC

2.0MPC

3.0MPC

4.0CPU80386

SX/1680486

SX/25Pentium

75Pentium

133內(nèi)存容量2MB4MB8MB16MB硬盤容量80MB160MB850MB1.6GBCD-ROM速度1X2X4X10x聲卡8位16位16位16位圖像256色65

535色16位真彩32位真彩分辨率640×480640×480800×6001280×1024軟驅(qū)1.44MB1.44MB1.44MB1.44MB操作系統(tǒng)Windows

3.xWindows

3.xWindows

95Windows

95MPC技術(shù)規(guī)格

第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.3多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容1.3.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)

編碼方法可以分為以下幾類。（1）預(yù)測編碼（2）變換編碼（3）量化與向量量化編碼（4）統(tǒng)計編碼（信息熵編碼）（5）子帶編碼（6）模型編碼第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

1.3.2多媒體通信與分布處理1．多媒體通信多媒體通信對多媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、普及和應(yīng)用有著舉足輕重的作用，它構(gòu)成了整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵和瓶頸。2．多媒體的分布處理分布處理就是要將所有介入到分布處理過程中的對象、處理及通信都統(tǒng)一地控制起來，對合作活動進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)，使所有任務(wù)都能正常地完成。第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.3.3多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)

多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)建模與存儲，數(shù)據(jù)的索引和過濾，數(shù)據(jù)的檢索與查詢。第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.4多媒體關(guān)鍵技術(shù)

1.4.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

數(shù)字化的圖像、音頻、視頻的數(shù)據(jù)量非常大，對數(shù)據(jù)的存儲、信息的傳輸以及計算機(jī)的運(yùn)行速度都帶來了極大的壓力。使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)減少信息的數(shù)據(jù)量，將信息以壓縮的形式進(jìn)行存儲和傳輸，既節(jié)省了存儲空間，又提高了通信干線的傳輸效率。第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四冗余信息類別：空間冗余時間冗余信息熵冗余結(jié)構(gòu)冗余知識冗余視覺聽覺冗余第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)壓縮時應(yīng)該注意的問題：壓縮比要大，即壓縮前后的信息存儲量之比要大；恢復(fù)效果要好，要盡可能的恢復(fù)原始數(shù)據(jù)；三是壓縮算法要簡單，壓縮和解壓速度要快，盡可能做到實(shí)時壓縮和解壓。第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

無損壓縮是利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計冗余進(jìn)行壓縮，可完全回復(fù)原始數(shù)據(jù)而不引起任何失真，但壓縮率是受到數(shù)據(jù)統(tǒng)計冗余度的理論限制，一般為2:1到5:1.這類方法廣泛用于文本數(shù)據(jù)，程序和特殊應(yīng)用場合的圖像數(shù)據(jù)(如指紋圖像，醫(yī)學(xué)圖像等)的壓縮。有損壓縮是利用了人類對圖像或聲波中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息；雖然不能完全回復(fù)原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對理解原始圖像的影響縮小，卻換來了大得多的壓縮比。有損壓縮廣泛應(yīng)用于語音，圖像和視頻數(shù)據(jù)的壓縮?；旌蠅嚎s是利用了各種單一壓縮的長處，以求在壓縮比、壓縮效率及保真度之間取得最佳折衷。該方法在許多情況下被應(yīng)用，如JPEG和MPEG標(biāo)準(zhǔn)就采用了混合壓縮.數(shù)據(jù)壓縮類型第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

1.4.2計算機(jī)專用芯片技術(shù)

多媒體計算機(jī)的專用芯片可分為兩類：一類是固定功能的專用芯片，另一類是可編程數(shù)字信號處理器DSP芯片。第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

1.4.3大容量信息存儲技術(shù)

光盤存儲器存儲量大、價格低廉、光盤介質(zhì)攜帶方便、可交換、數(shù)據(jù)保存壽命長，成為多媒體計算機(jī)中必不可少的設(shè)備。由于存儲在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)量越來越大，因此對服務(wù)器硬盤容量的需求迅速提高。為了避免磁盤損壞而造成數(shù)據(jù)丟失，采用了相應(yīng)的磁盤管理技術(shù)，磁盤陣列就是在這種情況下誕生的一種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。這些大容量存儲設(shè)備為多媒體應(yīng)用提供了便利條件。第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四1.4.4多媒體輸入輸出技術(shù)

多媒體輸入/輸出技術(shù)包括媒體變換技術(shù)、媒體識別技術(shù)、媒體理解技術(shù)和媒體綜合技術(shù)。

媒體變換技術(shù)是改變媒體的表現(xiàn)形式的技術(shù)。例如使用視頻卡、聲卡等媒體變換設(shè)備將視頻、聲音等信息變換為計算機(jī)可以存儲的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

媒體識別技術(shù)是對信息進(jìn)行一對一的映像技術(shù)。常用的媒體識別技術(shù)有語音識別技術(shù)和觸摸屏技術(shù)等。

媒體理解技術(shù)是對信息進(jìn)行更進(jìn)一步的分析處理和理解信息內(nèi)容的技術(shù)。例如自然語言理解技術(shù)、圖像理解技術(shù)、模式識別技術(shù)等。

媒體綜合技術(shù)是把低維信息表示映像成高維的模式空間的技術(shù)。例如用語音合成器可以將語音的內(nèi)部表示綜合為聲音輸出。

第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

1.4.5多媒體軟件技術(shù)

1.多媒體操作系統(tǒng)

多媒體操作系統(tǒng)是多媒體軟件的核心。它負(fù)責(zé)多媒體環(huán)境下多任務(wù)的調(diào)度、保證音頻、視頻同步控制以及信息處理的實(shí)時性，提供多媒體信息的各種基本操作和管理，具有對設(shè)備的相對獨(dú)立性與可擴(kuò)展性。多媒體操作系統(tǒng)必須能夠方便靈活的處理動態(tài)音頻和視頻，在控制功能上要擴(kuò)展到對錄象機(jī)、音響、MIDI等聲像設(shè)備和CD-ROM光盤存儲技術(shù)等的支持。另外，多媒體操作系統(tǒng)要能處理多任務(wù)，易于擴(kuò)充，要求數(shù)據(jù)存取與數(shù)據(jù)格式無關(guān)，為用戶提供統(tǒng)一友好的界面。目前常用的多媒體操作系統(tǒng)有Windows、OS/2

和Macintosh。第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

2.多媒體素材采集與制作技術(shù)多媒體素材采集與制作主要包括采集并編輯各種媒體數(shù)據(jù)。例如聲音信號的錄制、編輯和播放；圖像掃描及預(yù)處理；視頻的采集及編輯；動畫生成編輯；音頻視頻信號的混合和同步等。

3.多媒體創(chuàng)作工具及開發(fā)環(huán)境多媒體創(chuàng)作工具及開發(fā)環(huán)境應(yīng)該具有操縱多媒體信息，對各種多媒體素材進(jìn)行全屏幕動態(tài)綜合處理的能力，支持應(yīng)用開發(fā)人員創(chuàng)作多媒體應(yīng)用軟件。目前的多媒體應(yīng)用程序可以使用多媒體創(chuàng)作工具開發(fā)，也可以使用程序設(shè)計語言開發(fā)。第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四4.多媒體應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)多媒體應(yīng)用程序的開發(fā)需要將系統(tǒng)設(shè)計人員、美術(shù)設(shè)計人員、音樂創(chuàng)作人員、計算機(jī)開發(fā)人員等各方面人員集中到一起，他們的工作方法以及思考問題的方法可能完全不同。如何對多媒體應(yīng)用程序的開發(fā)過程進(jìn)行管理、協(xié)調(diào)各類人員之間的關(guān)系是多媒體應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)著重探討的問題。

5.多媒體數(shù)據(jù)庫管理技術(shù) 多媒體信息是特殊結(jié)構(gòu)型的，所以傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫已不適用于多媒體的信息管理，需要從下面四個方面研究數(shù)據(jù)庫：.多媒體數(shù)據(jù)模型；媒體數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮的模式；多媒體數(shù)據(jù)管理及存取方法；用戶界面技術(shù)。第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四6.超文本/超媒體技術(shù)超文本是一種新穎的文本信息管理技術(shù)，它提供的方法是建立各種媒體信息之間的網(wǎng)狀鏈接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)組成，沒有固定的順序，不要求必須按某個順序檢索。超文本更符合人類的思維方式，更便于人們進(jìn)行主動性學(xué)習(xí)。若超文本