多媒体技术原理及应用

中国计算机学会“21世纪大学本科计算机专业系列教材”《多媒体技术原理及应用》马华东北京邮电大学计算机学院[e-mail]课程简介类型：专业课课时：40学时教材：马华东编著，《多媒体技术原理及应用》，清华大学出版社，2002.8内容与课时安排概论（2学时）多媒体数据压缩技术（6学时）多媒体计算机系统构成（6学时）多媒体数据制作（2学时）多媒体节目开发工具（2学时）多媒体数据库与基于内容的检索（3学时）超文本和Web系统（3学时）多媒体系统的数据模型（3学时）多媒体通信（3学时）基于Internet的多媒体技术（2学时）典型的多媒体应用系统（2学时）多媒体新技术展望（2学时）复习和考试（4学时）第1章概论主要内容：多媒体技术的概念多媒体技术的发展历程多媒体技术的研究内容多媒体技术的应用及发展前景1.1多媒体技术的概念1.1.1媒体什么是媒体?媒体是信息表示和传输的载体。CCITT(目前已被ITU取代)对媒体分类：感觉媒体表示媒体表现媒体存储媒体传输媒体多媒体技术的定义：多媒体技术(multimediacomputing)就是计算机交互式综合处理多种媒体信息──文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。简言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息，具有集成性、实时性和交互性。1.1.2多媒体技术的特点集成性一方面是媒体信息的集成，另一方面是显示或表现媒体设备的集成.实时性声音、视频图像、动画等媒体是强实时的，多媒体系统提供了对这些时基媒体实时处理的能力。交互性多媒体计算机与其他家用声像电器有所差别的关键特征，普通家用声像电器无交互性，即用户只能被动收看，而不能介入到媒体的加工和处理之中。多媒体技术是综合的高新技术，它是多个相关学科综合发展的产物。微电子技术；计算机技术；通信技术；其他技术。惟一图像从应用角度来看，人们对多媒体系统的认识一是来自电视，一是来自计算机。使电视用户有一定的控制权限和使计算机画面更加赏心悦目成了我们改进的目标，这正是电视和计算机结合原因所在。将计算机软硬件技术、数字化声像技术和高速通信网技术集成为一个整体，把多种媒体信息的获取、加工、处理、传输、存储、表现于一体。1.1.3多媒体技术的研究意义多媒体技术不仅是时代的产物，也是人类历史发展的必然。从人类历史的发展来看，人与人之间的交流手段是推动社会发展的一个重要因素从计算机发展的角度来看，用户和计算机的交互技术一直是推动计算机技术发展的重要动因。多媒体技术将文字、声音、图形、图像集成为一体，获取、存储、加工、处理、传输一体化，使人机交互达到了最佳的效果多媒体技术的引入提高了工作效率1.2多媒体技术的发展历程启蒙发展阶段标准化阶段普及应用1.2.1启蒙发展阶段多媒体计算机技术最早起源于20世纪80年代中期。1984年，Apple公司在研制Macintosh计算机时，为了改善人机交互界面，创造性地使用了位映射(bitmap)、窗口(window)、图符(icon)等技术，所带来的图形用户界面(GUI)，同时鼠标作为交互设备配合GUI使用，大大方便了用户的操作。1985年，Microsoft公司推出了Windows，它是一个多任务的图形操作环境。1985年，美国Commodore公司首先推出世界上第一台多媒体计算机Amiga系统。其CPU采用MotorolaM68000，3个专用芯片：图形处理芯片Agnus8370，音响处理芯片Paula8364，视频处理芯片Denise8362。Amiga机具有自己专用的操作系统，能够处理多任务，并具有下拉菜单、多窗口、图符等功能。1986年，荷兰Philips公司和日本Sony公司联合出CD-I，同时公布了该系统所采用的CD-ROM光盘的数据格式，这项技术对大容量存储设备光盘发展起着巨大的影响，并经ISO认可成为国际标准。大容量光盘出现为存储表示声音、文字、图形、视频等高质量的数字化媒体提供了有效的手段。关于交互式视频技术的研究1983年开始，美国无线电公司RCA研究中心就着手研制交互式数字视频系统，后来RCA把推出的交互式数字视频系统DVI卖给了GE公司。1987年，Intel公司又从GE买到这项技术，于1989年初把DVI技术开发成为一种可普及商品。随后又和IBM公司合作，在Comdex/Fall’89展示会上推出ActionMedia750多媒体开发平台。1991年，Intel和IBM合作又推出了改进型的ActionMediaⅡ，ActionMediaⅡ在扩展性，可移植性，视频处理能力等方面均大大改善。1.2.2标准化阶段1990年10月，在微软公司召开多媒体开发工作者会议上提出MPC1.0标准。1993年由IBM，Intel等数十家软硬件公司组成的多媒体个人计算机市场协会(MPMC)发布了多媒体个人机的性能标准MPC2.0。1995年6月，MPMC又宣布了新的多媒体个人机技术规范MPC3.0。1996年以后，新的个人机均支持基本多媒体功能。数字化图像压缩国际标准JPEG标准MPEG标准ITUH.26X标准JPEG标准它是ITU和ISO两家联合成立专家JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)建立的适用彩色和单色、多灰度连续色调、静态图像压缩国际标准。该标准在1991年通过为ISO/IEC10918标准，全称为“多灰度静态图像的数字压缩编码”标准。MPEG标准为了制定有关运动图像压缩标准，ISO建立一个专家组MPEG(MovingPictureExpertsGroup)，它从1990年开始工作。MPEG提交的MPEG-1标准用于1.5Mbps速率运动图像，作为ISO/IEC11172号标准，于1992年通过。平均压缩比为50:1。MPEG-2(大于1.5Mbps)。MPEG-4(甚低速率)。MPEG-7(多媒体检索)。MPEG-21(多媒体应用框架)。ITUH.26X标准H.261方案标题是“64kbps视声服务用视象编码方式”(P×64kbps)。该方案确定于1988年，是一面向可视电话和电视会议的视频压缩算法的国际标准，其中P是可变参数。P=1或2时，只支持QCIF分辨率(176×144)格式每秒帧数较低的可视电话；当P≥6时，则支持CIF分辨率(352×288)格式每秒帧数较高的活动图像的电视会议。H.262/263标准。数字化音频压缩标准MPEG-1,2,4音频标准16kbpsITU标准化方案G.728准备用在64kbps的ISDN线路的可视电话，带宽分配为语音16kbps，图像48kbps。32kbpsITU标准化方案G.721标准。目的是最终取代现有PCM电路传送方式，最初是面向卫星通信，长距离通信以及信道价格很高线路的语音传输。目前应用领域还包括电视会议的语音编码，为提高线路利用率的多媒体多路复用装置，数字录音电话及高质量语音合成器等。64kbpsITU标准化方案G.722该标准是面向7kHz带宽以语音和音乐为对象的标准化音响编码方案，应用领域是面向高质量语音通信会议的。它具有3种工作模式即64kbps，56kbps和48kbps。CD-ROMCD-DACD-IVCDDVD光盘标准1.3多媒体技术的研究内容多媒体数据压缩/解压算法的研究多媒体数据存储技术多媒体计算机硬件平台多媒体计算机软件平台多媒体开发和创作工具多媒体数据库与基于内容的检索技术超文本和Web技术多媒体系统数据模型多媒体通信与典型多媒体应用系统基于Internet网的多媒体技术1.4多媒体技术的应用及前景1.4.1多媒体技术的典型应用教育和培训咨询和演示娱乐和游戏管理信息系统视频会议系统计算机支持协同工作视频服务系统IP电话1.4.2多媒体技术的发展前景家庭教育和个人娱乐是国际多媒体市场的主流。销售、演示和MIS是多媒体技术应用的重要方面。基于Internet网的多媒体系统是多媒体技术今后发展方向。本章简要介绍多媒体技术基本概念；回顾了多媒体技术发展历程，侧重介绍发展过程中的重要事件和重要标准；简述了多媒体技术所研究内容；最后介绍了多媒体技术的典型应用和发展前景。本章小结