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多媒体通信胡松华课程介绍•本课程是通信工程专业的专业选修课。•多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术有机结合的产物，它涉及到通信技术、计算机技术和多媒体技术等多种技术领域。•集计算机的交互性、多媒体的复合性、通信网的分布性以及广播电视的真实性于一体，向人们提供了综合的信息服务。课程介绍通过该课程的学习•可以使学生了解和熟悉多媒体技术及多媒体通信的概念、特点及在现代社会中的应用；•掌握多媒体通信所涉及的各种基本技术；•了解典型多媒体通信系统的构成及工作过程。课程介绍选用教材：《多媒体通信技术》孙学康编，北京邮电大学出版社参考资料：《多媒体通信原理》李旭编，机械工业出版社《多媒体通信技术》王汝言编，西安电子科技大学出版社学时安排•共32学时•其中：授课30学时考试2学时——最后一次课考核方式平时占30%，期末占70%。平时成绩30分。包括：出勤、作业。期末考试卷面成绩是100分。期末考试形式：半开卷多媒体通信多媒体通信技术形成于20世纪80年代，是计算机、广播电视和通信这三大原来各自独立的领域，相互渗透，相互融合，进而迅速发展的一门新兴技术。多媒体通信多媒体通信是21世纪通信的基本方式。数据、文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体信息以集中的方式呈现在人们的眼前。多媒体通信它和传统方式不同：所传输、交换的是两种以上的媒体信息。例如：既有声音,又有图像；也可能还有文字、符号、图形等等。多媒体通信的定义是指在传输过程中能同时提供多种媒体信息（如声音、图像、图形、数据、文本等）的一种新型通信方式。这些不同媒体包含的信息是相互联系、相互协调的，而不是相互无关、独立的。多媒体通信的特点多媒体通信应具有以下几个特征:(1)综合性:即多种媒体的综合。不是单一的,多种媒体不是相互无关的,而是相互有关的综合。(2)交互性:即通信双方相互之间能进行充分的信息传送和交流,而不是单个方向传送信息。(3)同步性:即在收发之间，不同媒体之间都能同步地、协调地传送信息。多媒体通信技术在生活中处处可见多媒体计算机手机（3G）可视电话视频会议远程教育远程视频监控14多媒体通信技术在生活中处处可见1/3/202015多媒体通信•多媒体通信研究问题如何将多媒体信息在多媒体通信终端、多媒体服务器经过通信网络进行有效、可靠的传输。本书章节•第一章多媒体通信技术概述•第二章音频技术基础•第三章图像技术基础•第四章视频信息压缩与处理•第五章多媒体通信技术中的关键技术•第六章多媒体通信网络技术•第七章多媒体数据的分布处理•第八章多媒体通信应用系统《多媒体通信》的学习目标•掌握多媒体通信的基本概念、原理和特点；•掌握音频、图像、视频信息压缩技术以及压缩编码标准；•理解多媒体中的关键技术;•掌握多媒体通信技术对通信网络的要求。熟悉多媒体通信网络的结构、工作原理、相关标准协议等；•了解多媒体应用系统的结构和常见的几种标准、工作原理。第一章多媒体通信技术概述第一章多媒体通信技术概述•1.1多媒体通信的基本概念•1.2多媒体通信中的关键技术•1.3多媒体通信的应用第一章多媒体通信技术概述主要内容：多媒体技术的概念多媒体通信系统的概念及主要特征多媒体通信中所涉及到的关键技术多媒体通信的应用1.1多媒体通信的基本概念23多媒体的基本概念●什么叫媒体？“媒体”，又称信息的载体，指信息传送和存储的最基本的技术和手段。“多媒体”一词源自“Multimedia”Multiple多重、复合medium的复数形式media介质、媒介和媒体一、媒体的概念和种类根据信息：被人们感觉加以表示使之呈现实现存储进行传送基本媒体可分为五类感觉媒体概念能直接作用与人的感官，使人产生感觉的媒体。感觉媒体帮助人们感知他们周围的世界。26感觉媒体：声：语音、声响、音乐等图：图形、图片影：动画、视频等文：文字、数值、符号等其它：触觉媒体等人类大脑中的信息65%是通过眼睛获取。20%是通过耳朵获取。表示媒体概念表示媒体：是计算机对信息的表示方式的描述。是为传输感知信息而研究出来的中间手段，以便能更有效地将感觉从一地传向另一地。目的是能有效地加工、处理、存储和传输感觉媒体。——对感觉信息编码表示媒体表示媒体包括：语音编码、音乐编码、图象编码、文本编码、活动图象编码和静止图象编码等。表示媒体•核心问题：计算机是如何对信息编码的？•答案：在计算机中用不同的格式来表示媒体信息。表示媒体对信息编码的目的是为了能有效地加工、处理、存储和传输感觉媒体信息。显示媒体概念显示媒体——显示媒体是指进行信息输入和输出的媒体。用于通信中电信号和感觉媒体之间转换所用的媒体。显示媒体概念是工具和设备：为人们再现感觉媒体信息的物理工具和设备（输出设备），获取感觉媒体信息的工具和设备（输入设备）。输入媒体包括：链盘、鼠标、摄像头、光笔、话筒、扫描仪、触摸屏等。输出媒体包括：显示屏、打印机、扬声器、绘图机等。存储媒体概念存储媒体——指存储表示媒体信息的媒体（物理介质），以便计算机随时调用或供其他终端远程调用。存储媒体是能够存储信息数据的载体。硬盘、光盘、软盘、磁带、闪存、ROM、RAM等。传输媒体概念传输媒体——承载信息，将信息进行传输的媒体。用于将表示媒体信息从一地传输到另一地的物理实体。传输媒体核心问题：信息通过什么来传输？答案：信息通过网络传输。而网络是由双绞线路、电缆和光纤以及自由空间（无线通信）构成的。这类媒体包括：双绞线、同轴电缆、光缆、无线电链路等。光缆6芯光缆光纤跳线无线路由器媒体的五种种类和特点●感觉媒体人类感知客观环境●表示媒体信息的表达特征●显示媒体输入输出信息的设备●存储媒体保存表示媒体的介质●传输媒体传输信息的物理载体各种媒体的关系表现媒体（输入设备）传输媒体表现媒体（输出设备）感觉媒体感觉媒体表示媒体表示媒体多媒体多媒体是融合两种或两种以上媒体元素的信息交流和传播媒体。在多媒体技术中的“多媒体”：通常是指感觉媒体的组合，即声音、文字、图像、视频等各种媒体的组合。多媒体特点1）信息量巨大：表现在信息的存储量以及传输容量上。640*480象素、256色彩色照片存储量需0.3MB；CD双声道的音频每秒存储量需1.4MB；广播质量的数字视频码率约为216Mbps；高清数字视频码率在1.2Gbps以上。多媒体特点2）数据类型的多样性多媒体数据包括文本、图形、图像、声音、动画和视频图像等；具有不同的格式、色彩、质量；多媒体特点3）数据类型间区别大，表现在如下方面：不同媒体间的存储量差别大；不同媒体间的内容与格式不一；相应的内容管理、处理方法和解释方法都不同。多媒体特点4）数据处理复杂数据压缩与解压缩技术人－机接口技术：指纹识别、语音识别、面部识别、文本-语音转换、文字识别；多媒体需要指出的是：一般所说的“多媒体”，不仅指多种媒体信息本身。而是指处理和应用多媒体信息的相应技术，因此“多媒体”常被当作“多媒体技术”的同义词。多媒体技术“多媒体技术”的定义：所谓多媒体技术是计算机交互式综合处理多种信息——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。多媒体技术多媒体技术就是计算机综合处理多种信息的技术。它具有集成性、实时性和交互性。三多媒体技术多媒体技术可以理解为：多媒体技术是计算机能够同时获取、处理、编辑、存储、展示、传输两个以上不同类型感觉信息媒体的技术。这些媒体包括文字、图象、声音、动画和活动图象等。多媒体技术的研究将向着以下6个方向发展高分辨率目的是提高显示质量高速度化简单化高维化智能化标准化目的是缩短处理时间使操作更加简便将多媒体技术的研究空间扩展到三维、四维或更高维目的是提高信息识别能力便于信息交换和资源共享2.多媒体技术的发展方向多媒体计算机多媒体计算机是多媒体通信技术的一个典型例子。就是配之以声卡、视频卡的计算机。53多媒体计算机组成一般多媒体计算机由硬件和软件两大部分组成多媒体外围设备多媒体计算机硬件多媒体I/O控制卡及接口第3层硬件第2层系统第1层多媒体驱动软件多媒体操作系统多媒体数据处理软件多媒体创作软件多媒体应用软件第8层软第7层件第6层系第5层统第4层多媒体计算机中的硬件⑴计算机MPC、图形工作站⑵多媒体板卡显示卡、声卡、视频卡声卡（SoundCard）显卡（VideoCard）声卡声卡基本功能：进行A/D转换、进行D/A转换实时、动态地处理数字化声音信号的输入、输出声卡（SoundCard）2020/1/357声音录制与播放的处理过程视频卡功能：视频信息的数字化、压缩编码视频卡功能示意图网卡⑶多媒体计算机外部设备光驱麦克风扬声器显示器投影机数码相机数码摄像机摄像头扫描仪触摸屏多媒体计算机与普通计算机的不同点普通计算机不具有存储和处理未经压缩的连续活动图像的能力。多媒体计算机能有效地运用压缩编码的研究成果,对包括伴音的电视图像数据实时压缩、解压缩。例：我国的电视图像一帧：取样点数为767×576左右。每秒钟要传送25幅彩色图像才能保证电视图像的连续性。如果每一个像素采用8bit(比特)量化，一秒内需要传送的数据量则为767×576×3×8×25=265Mb265Mb的数据也就是33MB。一部2小时电视的总数据量为33×60×60×2=238GB多媒体计算机区别于普通计算机的第二个技术特征是解决了同时存储与读取2个紧密相关的数字信号(即伴音信号和图像信号)时，如何在时间上保持同步的问题。多媒体计算机区别于普通计算机的第二个技术特征电视：电视信号与伴音信号是组合成一个信号传送的，二者之间不存在同步与否的问题。多媒体计算机区别于普通计算机的第二个技术特征多媒体计算机：数字形式的伴音信号与图像信号是作为2个信号分别存储与读取的，要保证同步就要考虑二者的时间关系。对于需要考虑时间关系的信号进行编程，比存取一般的计算机数据要复杂的多的多。存储视频数据的数据库可以与用户的解码器装在同一台计算机内(多媒体计算机)也可以放在远距离之外，如多媒体服务器中，二者之间用通信网络连接起来，实现从远距离以外调取活动图像与伴音信号，这便出现了多媒体通信系统的概念。从多媒体计算机延伸到多媒体通信系统。多媒体通信系统的基本概念概念：在物理结构上，由若干个多媒体通信终端、多媒体服务器经过通信网络连接在一起构成的系统，就是多媒体通信系统。多媒体通信系统必需是由计算机控制的它们是集成化的最终用户界面可允许交互作用多媒体通信系统特征同时具有以下三个特征的通信系统可称为多媒体通信系统：–集成性–交互性–同步性多媒体通信系统特征集成性：信息媒体；硬件系统信息媒体：是多种媒体的有机集成。它集文字、图形、图像、视频、语音等多种感觉媒体信息于一体。硬件系统：传输、存储和显示媒体设备的集成。表示存储网络捕获多媒体通信系统特征交互性：指在通信系统中人与系统之间的相互控制能力。是多媒体通信系统的一个重要特征。在多媒体通信中，终端用户对通信的全过程有完备的交互控制能力，收发两端可以相互控制对方，也可以按照接收方的要求发送多媒体信息。多媒体通信系统特征交互性的优点：交互性使用户能够按照自己的思维习惯，按照自己的意愿主动地选择和接受信息，更加有效地控制和使用信息。多媒体通信系统特征数字电视广播系统在数字电视广播系统中，数字电视机能够处理与传输多种表示媒体，也能够显示多种感觉媒体。用户只能通过切换频道来选择节目，不能对播放的全过程进行有效的选择控制数字电视广播系统不是多媒体通信系统。多媒体通信系统特征视频点播系统在视频点播系统中，用户可以根据需要收看节目，可以对播放的全过程进行控制，如暂停、快进、重播等，所以视频点播属于多媒体通信系统。多媒体通信系统特征同步性：是多媒体通信系统最主要特征。同步性是指在多媒体通信终端上所显示的文字、声音和图像是以同步方式工作的。多媒体通信中的关键技术1．多媒体数据压缩技术是多媒体技术中的重点多媒体信源引起了“数据爆炸”如果不进行数据压缩传输和存储都难以实用化。多媒体数据多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩：必要性多媒体数据包括：图像数据视频数据音频数据文本数据多媒体数据压缩：必要