《多媒體通信技術(shù)》課件__第1章 多媒體通信技術(shù)概述

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1.1基本概念1.2多媒體通信1.3多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)1.4多媒體通信的應(yīng)用第1章多媒體通信技術(shù)概述

1第1章多媒體通信技術(shù)概述隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機、通信和廣播電視三個技術(shù)領(lǐng)域相互滲透、相互融合，形成了一門嶄新的技術(shù)——多媒體。人類的信息交流也從單一媒體過渡到了多媒體的形式。多媒體通信技術(shù)是多媒體技術(shù)與通信技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，它集計算機的交互性、多媒體的復(fù)合性、通信網(wǎng)的分布性以及廣播電視的真實性于一體，打破了傳統(tǒng)的單一媒體通信方式和單一電信業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)格局，向人們提供綜合的信息服務(wù)，并成為通信技術(shù)今后發(fā)展的主要方向之一。多媒體通信技術(shù)已經(jīng)滲透到社會生活和工作的各個方面。它的應(yīng)用對人類的生產(chǎn)、工作及生活方式帶來了巨大的變革，使人類進入到一個前所未有的新時代。本章主要介紹多媒體通信技術(shù)的基本概念、多媒體通信、多媒體通信關(guān)鍵技術(shù)以及多媒體通信的應(yīng)用。

21.1基本概念1.1.1媒體與媒體類型媒體媒體是指信息傳遞和存儲的最基本的技術(shù)和手段，即信息的載體。媒體的英文是Medium，復(fù)數(shù)是media。根據(jù)原CCITT（國際電報電話咨詢委員會）的定義，媒體可劃分為五大類：感覺媒體（PerceptionMedium）表示媒體（RepresentationMedium）顯示媒體（PresentationMedium）存儲媒體（StorageMedium）傳輸媒體（TransmissionMedium）

3常見的媒體類型文本文本包含符號、符號的字體、符號的尺寸、符號的格式與色彩，以及在數(shù)據(jù)傳送和操作管理中的符號編碼。目前，文本主要的國際標準和工業(yè)標準包括ISO646、ISO10646、T.101、ASCII，以及GB2312等。圖形圖形是指從點、線、面到三維空間的黑白或彩色幾何圖。它一般由圖形編輯器或程序產(chǎn)生，也常被稱作計算機圖形。計算機對圖形文件進行存儲時，實際上存儲的是繪圖指令和有關(guān)繪圖參數(shù)。圖形的優(yōu)點是可以實現(xiàn)無限放大，不會失真，且占用的存儲空間小。缺點是顏色不豐富，描述復(fù)雜圖形比較困難。目前，圖形編碼主要的國際標準和工業(yè)標準包括T.101、T.150、ISO8632，以及ISO7942等。圖像圖像是指由像素點陣組成的畫面。它包括掃描靜態(tài)圖像和合成靜態(tài)圖像。掃描靜態(tài)圖像通過掃描儀、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置或數(shù)字相機等捕捉；合成靜態(tài)圖像由計算機輔助創(chuàng)建或生成，即通過程序、屏幕截取等生成。圖像文件存儲的是像素點陣值，在文件格式中沒有任何結(jié)構(gòu)信息。圖像編碼主要的國際標準有JBIG、JPEG以及JPEG2000。

4視頻與動畫視頻與動畫利用人眼的視覺暫留特性，快速播放一連串靜態(tài)圖像（圖形），在人的視覺上產(chǎn)生平滑流暢的動態(tài)效果。運動圖像壓縮標準種類繁多，目前主要標準包括H.261、H.263、H.264、MPEG系列標準等。聲音聲音指在聽覺范圍內(nèi)的語音、音樂、噪聲等音頻信息。語音編碼標準大部分由ITU-T提出，主要包括G.711、G.723、G.729等。

51.1.2多媒體與多媒體技術(shù)多媒體多媒體是融合兩種或者兩種以上媒體元素的信息進行交流和傳播的媒體。多媒體元素指多媒體應(yīng)用中可顯示給用戶的媒體組成，目前主要包含文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻圖像等媒體元素。多媒體具有如下4個主要的特點：信息量巨大數(shù)據(jù)類型的多樣性與復(fù)合性數(shù)據(jù)類型間的區(qū)別大數(shù)據(jù)處理復(fù)雜

6多媒體技術(shù)目前公認比較準確的概念是由Lippincott和Robinson于1990年2月在《Byte》雜志上發(fā)表的兩篇文章中給出的“多媒體技術(shù)”的定義：多媒體技術(shù)就是計算機交互式綜合處理多媒體信息——文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并具有交互性。簡而言之，多媒體技術(shù)就是計算機綜合處理聲、文、圖等信息的技術(shù)，具有集成性、實時性和交互性的特點。

71.1.3超文本與超媒體技術(shù)超文本1965年，TedNelson提出了“超文本”這個術(shù)語，而且開始在計算機上實現(xiàn)這個想法。超文本是一種按信息之間的關(guān)系非線性地存儲、組織、管理和瀏覽信息的計算機技術(shù)。超文本技術(shù)與傳統(tǒng)計算機技術(shù)的區(qū)別在于，它不僅注重所要管理的信息，更注重信息間關(guān)系的建立和表示。超文本為計算機與人的交流提供了一種新的、更符合人的習(xí)慣的方式。超文本的結(jié)構(gòu)形式非常類似于人類的聯(lián)想記憶結(jié)構(gòu)。

8人類大腦的記憶結(jié)構(gòu)是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且不同概念之間以聯(lián)想的方式連接起來。雖然我們對具體的客觀對象有相同的概念，但由于每個人不同的教育背景和文化基礎(chǔ)，在不同的時間地點環(huán)境下，產(chǎn)生聯(lián)想的結(jié)果是千差萬別的，這種聯(lián)想的方式表明了信息在大腦中的結(jié)構(gòu)形式是互聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且具有動態(tài)特性。比如，人們從“太陽”可以聯(lián)想到月亮、宇宙、草原、大海、森林等等。對于這種互聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，用一般的文本管理方法是無法進行管理的，需要采用一種比文本更高級的信息管理技術(shù)，這就是超文本技術(shù)。超文本技術(shù)充分利用了計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使信息之間的聯(lián)系范圍擴展到網(wǎng)絡(luò)世界的眾多媒體，涉及海量的信息且速度極其迅速。構(gòu)成超文本的節(jié)點和鏈可以動態(tài)地改變，各個節(jié)點中的信息可以進行更新，還可以在超文本結(jié)構(gòu)中加入新的節(jié)點和鏈，形成新的關(guān)系、新的組織結(jié)構(gòu)。

9世界上第一個實用的超文本系統(tǒng)是美國布朗大學(xué)在1967年為研究及教學(xué)而開發(fā)的“超文本編揖系統(tǒng)”（HypertextEditingSystem）。從1985年以后，超文本在實用化方面取得了很大進步，開始廣泛地應(yīng)用到各種信息系統(tǒng)。1985年JanetWalker研制的“符號文獻檢測器”（SymbolicsDocumentExaminer）；1985年布朗大學(xué)推出Intermedia系統(tǒng)，在Macintosh上運行；1986年OWL（辦公工作站有限公司）引入Guide，這是第一個廣泛應(yīng)用的超文本；1987年Xerox公司推出Notecards，它有一個良好的瀏覽工具，含有一個層次系統(tǒng)和組織復(fù)雜的Notecard網(wǎng)絡(luò)，還提供了用于網(wǎng)絡(luò)的組織、顯示和管理的一組工具；1987年美國蘋果公司在Macintosh微機上推出了HyperCard軟件，這是一個十分形象的集圖文聲為一體的超文本系統(tǒng)；

101991年美國Asymetrix公司推出ToolBook系統(tǒng)；1990年位于日內(nèi)瓦的歐洲量子物理實驗室CERN的物理學(xué)家和工程師為了與其他協(xié)作機構(gòu)探討最新學(xué)術(shù)研究成果而建立的運行于Internet網(wǎng)絡(luò)的WWW（Web）系統(tǒng)開始流行，成為當(dāng)前最重要的網(wǎng)絡(luò)多媒體信息管理系統(tǒng)，全面影響著人類的生活與工作方式。

11與此同時，超文本的學(xué)術(shù)理論研究也日益受到重視。1987年ACM超文本專題討論會（Hypertext’87Workshop）在北卡羅來納大學(xué)召開；1989年第一次超文本公開會議在英國約克郡召開；1990年第一屆歐洲超文本會議（ECOH）在法國Inria召開。這些活動都成了系列性會議延續(xù)下來，也標志著超文本技術(shù)的成熟。同時，ISO等國際組織也制定了超文本方面的標準，推動其商業(yè)化的快速發(fā)展，并得到越來越廣泛的應(yīng)用。

12超媒體超文本是一種以節(jié)點為單位的信息管理技術(shù)，節(jié)點可以是信息塊、某一字符文本集合、信息空間中的某個區(qū)域。節(jié)點的大小不固定。節(jié)點之間用鏈進行連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，完成信息的組織，形成非線性文本結(jié)構(gòu)。隨著計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)點中的數(shù)據(jù)已經(jīng)不僅僅局限于早期超文本的文本形式了，節(jié)點可以是圖形、圖像、動畫、音頻、視頻等，甚至是它們的組合，進而形成了超媒體。超媒體意指多媒體超文本（MultimediaHypertext），即以多媒體的方式呈現(xiàn)相關(guān)文件信息。超文本/超媒體技術(shù)的出現(xiàn)，為實現(xiàn)多媒體信息綜合有效的管理帶來了希望，尤其在Internet飛速發(fā)展的今天，超文本/超媒體技術(shù)已經(jīng)成為Internet上信息檢索的核心技術(shù)。

131.2多媒體通信多媒體通信是計算機、通信和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，目前它已經(jīng)成為通信的主要方式之一。現(xiàn)在的社會已進入信息時代，各種信息以極快的速度出現(xiàn)，人們對信息的需求日趨增加，這個增加不僅表現(xiàn)為數(shù)量的劇增，同時還表現(xiàn)在信息種類的不斷增加上。這個巨大的社會需求(或者說是市場需求)就是多媒體通信技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在動力；另一方面，電子技術(shù)、計算機技術(shù)、電視技術(shù)及半導(dǎo)體集成技術(shù)的飛速發(fā)展為多媒體通信技術(shù)的發(fā)展提供了切實的外部保證。由于這兩個方面的因素，多媒體通信技術(shù)在短短的時間里得到了迅速的發(fā)展。

141.2.1多媒體通信的體系結(jié)構(gòu)圖1-1為國際電聯(lián)ITU-TI.211建議為B-ISDN提出的一種適用于多媒體通信的體系結(jié)構(gòu)模式。圖1-1多媒體通信的體系結(jié)構(gòu)多媒體通信體系結(jié)構(gòu)模式主要包括下列五個方面的內(nèi)容：

15傳輸網(wǎng)絡(luò)它是體系結(jié)構(gòu)的最底層，包括LAN(局域網(wǎng))、WAN(廣域網(wǎng))、MAN(城域網(wǎng))、ISDN、B-ISDN(ATM)、FDDI(光纖分布數(shù)據(jù)接口)等高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。該層為多媒體通信的實現(xiàn)提供了最基本的物理環(huán)境。在選用多媒體通信網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)視具體應(yīng)用環(huán)境或系統(tǒng)開發(fā)目標而定，可選擇該層中的某一種網(wǎng)絡(luò)，也可組合使用不同的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺該層主要提供各類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使用戶能直接使用這些服務(wù)內(nèi)容，而無需知道底層傳輸網(wǎng)絡(luò)是怎樣提供這些服務(wù)的，即網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺的創(chuàng)建使傳輸網(wǎng)絡(luò)對用戶來說是透明的。

16多媒體通信平臺該層主要以不同媒體（正文、圖形、圖像、語音等）的信息結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，提供其通信支援（如多媒體文本信息處理），并支持各類多媒體應(yīng)用。一般應(yīng)用該應(yīng)用層指人們常見的一些多媒體應(yīng)用，如多媒體文本檢索、寬帶單向傳輸、聯(lián)合編輯以及各種形式的遠程協(xié)同工作等。特殊應(yīng)用該應(yīng)用層所支持的應(yīng)用是指業(yè)務(wù)性較強的某些多媒體應(yīng)用，如電子郵購、遠程培訓(xùn)、遠程維護、遠程醫(yī)療等。

171.2.2多媒體通信的特征多媒體通信技術(shù)是多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互結(jié)合和發(fā)展的產(chǎn)物。在物理結(jié)構(gòu)上，由若干個多媒體通信終端、多媒體服務(wù)器經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起構(gòu)成的系統(tǒng)，就是多媒體通信系統(tǒng)。在計算機領(lǐng)域，人們也將該系統(tǒng)稱為分布式多媒體系統(tǒng)。多媒體通信系統(tǒng)必須同時兼有多媒體的集成性、計算機的交互性、通信的同步性3個主要特征。

18集成性多媒體通信系統(tǒng)能夠處理、存儲和傳輸多種表示媒體，并能捕獲并顯示多種感覺媒體，因此多媒體通信系統(tǒng)集成了多種編譯碼器和多種感覺媒體的顯示方式，能與多種傳輸媒體接口，并且能與多種存儲媒體進行通信。

19交互性多媒體通信終端的用戶在與系統(tǒng)通信的全過程中具有完備的交互控制能力，這是多媒體通信系統(tǒng)的一個重要特征，也是區(qū)別多媒體通信系統(tǒng)與非多媒體通信系統(tǒng)的一個主要準則。例如，在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中，數(shù)字電視機能夠處理與傳輸多種表示媒體，也能夠顯示多種感覺媒體，但用戶只能通過切換頻道來選擇節(jié)目，不能對播放的全過程進行有效的選擇控制，不能做到想看就看、想暫停就暫停，因此數(shù)字電視廣播系統(tǒng)不是多媒體通信系統(tǒng)。而在視頻點播（VOD）中，用戶可以根據(jù)需要收看節(jié)目，可以對播放的全過程進行控制，所以視頻點播屬于多媒體通信系統(tǒng)。

20同步性同步性是指在多媒體通信終端上所顯示的文字、聲音和圖像是以在時空上的同步方式工作的。同步性決定了一個系統(tǒng)是多媒體系統(tǒng)還是多種媒體系統(tǒng)，二者的含義完全不同，多種媒體是各種媒體的總稱，例如圖像、文本和聲音等，它們中的任何一種都不是多媒體，只有將它們?nèi)诤蠟橐惑w，使它們具有時空上的同步關(guān)系，這才是多媒體。同步性也是在多媒體通信系統(tǒng)中最難解決的技術(shù)問題之一。

211.3多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體通信終端技術(shù)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多媒體信息存儲技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫及其檢索技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)的分布式處理技術(shù)

221.4多媒體通信的應(yīng)用視頻會議系統(tǒng)遠程教育系統(tǒng)多媒體電子郵件可視電話系統(tǒng)視頻點播系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實