第1章概论-多媒体技术特征课件

第1章概论——多媒体技术的特征多媒体通信教材：

多媒体通信技术基础（第二版）蔡安妮编著参考书：多媒体通信技术孙学康编著考核方式：闭卷考试

70%期末考试成绩+30%平时成绩（考勤10分、作业20分）其它要求：以笔记为主课程内容多媒体通信技术概述视觉特性和彩色电视信号多媒体信息的获取和处理多媒体数据压缩算法多媒体通信的同步问题多媒体通信的抗误码算法移动IP网络的多媒体通信多媒体通信的应用系统第1章概论—多媒体技术的特征

明确多媒体的概念和含义理解多媒体系统的概念及主要特征

掌握多媒体通信的关键技术

了解多媒体通信的应用和发展趋势学习目标第1章概论—多媒体技术的特征1.1多媒体的概念与含义1.2多媒体通信中的关键技术1.3多媒体通信的应用1.4三网融合及相应业务1.5小结1.1多媒体的概念与含义媒体指信息传递和储存的最基本的技术和手段，即信息的载体，根据原CCITT（国际电报咨询委员会）的定义，媒体可划分为5大类：感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体1、媒体Media感觉媒体：人类通过其感觉器官直接产生感觉（感知信息内容）的媒体类型分类视觉媒体文字、图形、图像和视频听觉媒体语音、音乐、自然界的各种声音触觉媒体力、运动、温度味觉媒体滋味嗅觉媒体气味1、媒体Media

表示媒体：指用于数据交换的编码表示。借助于此种媒体，便能更有效的加工、处理、存储或传送感觉媒体。如语言编码、声音编码、文本编码、电报码等。

显示媒体：进行信息输入与输出的媒体。如输入媒体：键盘、鼠标、摄像头、话筒、扫描仪、触摸屏等、输出媒体：显示屏、打印机、扬声器等。1、媒体Media

传输媒体：承载信息，将信息进行传输的媒体如双绞线、同轴电缆、光缆、无线电链路等。

存储媒体：进行信息存储的媒体如硬盘、光盘、软盘、磁带、ROM、RAM等。1、媒体Media处理设备输出设备存储设备输入设备

表示媒体

存储媒体

显示媒体

显示媒体

感觉媒体

表示媒体

传输媒体各种媒体之间的关系

感觉媒体

2、多媒体（Multimedia）多媒体的定义：多种媒体信息的综合，文本、图形、图像、音频和视频各种媒体信息的综合。多媒体技术的定义：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。简而言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息的技术，具有集成性、实时性和交互性的特点。3、多媒体通信多媒体技术、计算机技术、通信技术和网络技术等相互结合和发展的产物。多媒体通信的三个主要特性

集成性交互性同步性3、多媒体通信集成性：多媒体通信系统集成了多种编译码器和多种感觉媒体的显示方式，能与多种传输媒体接口，并且能和多种存储媒体进行通信。

交互性：多媒体通信终端的用户在系统通信的全过程中具有完备的交互控制能力，这是多媒体通信的一个重要特征。

同步性：同步性是指在多媒体通信终端上所显示的文字、声音和图像是以在时空上的同步方式工作的。1.3、多媒体产生的技术背景1.3.1：图像压缩编码技术的成熟1.3.2：大规模集成电路技术的发展1.3.3：大容量数字存储技术的发展1.4、多媒体通信中的关键技术多媒体数据压缩技术多媒体数据的获取与显示技术多媒体数据库及其检索技术多媒体通信网络技术多媒体信息存储技术多媒体数据的分布式处理技术1、多媒体数据压缩技术

多媒体数字化信息的数据量相当庞大，给存储器的存储容量、通信信道的传输速率（带宽）及计算机的处理速度带来极大的压力。

为了节省存储空间，充分利用有限的信道容量传输更多的多媒体信息，需要对多媒体数据进行压缩。采用数据压缩技术提高了通信介质的传输效率，同时也使计算机实时处理和播放视频、音频信息成为可能。

多媒体数据数据压缩技术包含视频压缩技术和音频压缩技术。1、多媒体数据压缩技术视频压缩技术：从图像压缩编码的发展过程来看，可以分为三个阶段，即第一代、第二代、第三代图像压缩编码方法。相关国际标准：JPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2/H.262、MPEG-4等。MPEG-7和MPEG-21是MPEG系列标准中的新成员。1、多媒体数据压缩技术音频压缩技术：有关音频信号的压缩编码技术基本上与图像压缩编码技术相同，不同在于图像信号是二维信号，音频信号是一维信号。涉及到的声音压缩编码的国际标准有：G.711、G.721、G.722、G.728、G.729、G.327.1等。2、多媒体数据的获取与显示技术多媒体数据的获取与显示主要体现在用户和多媒体系统之间进行交互的多媒体终端上。如机顶盒、可视电话。多媒体数据的获取与显示主要指人机交互界面，它介于用户和计算机系统之间。多媒体数据的获取与显示技术包含文字识别技术、语音识别技术及图形识别及图像理解等先进技术，使人们能够越来越方便地使用多媒体终端。3、多媒体数据库及其检索技术

传统的数据库管理系统管理多媒体数据的方法的局限性，集中表现在以下三个方面。第一，多媒体数据所包含的信息量非常大，用人工注释难以准确描述；第二，多媒体数据随时变化，因而难以统计及预测；第三，多媒体数据内部有各种复杂的时域、空域以及基于内容的约束关系，传统的数据库系统未曾涉及到这些方面。由此开发出新的多媒体数据库系统，同时基于内容的多媒体信息检索研究方案也应运而生。3、多媒体数据库及其检索技术

多媒体数据的内容包括概念级内容、感知特性（例如图像的颜色、纹理，声音的音色、音质等）、逻辑关系（例如音视频对象的时空关系等）、信号特征（通过信号处理方法例如小波变换获得的媒体特征）、特定领域的特征（与应用相关，例如人的面部特征、指纹特征）等。基于内容的图像检索系统——PicToSeek4、多媒体通信网络技术随着视频会议、视频点播、远程教育等多媒体网络应用的开展，能够满足多媒体应用需要的通信网络必须具有高带宽、可提供服务质量的保证、实现媒体同步等特点。

现有的几种通信网络—电信网络、计算机通信网络和有线电视网络虽然都可以传递多媒体信息，但都不是理想的解决方案。三网合一成为必然趋势。5、多媒体信息存储技术既要保证存储设备的存储容量足够大，还要保证存储设备的速度要足够快，带宽要足够宽。满足上述要求的存储设备有多种，包括硬盘、光盘、磁带、冗余磁盘阵列和存储区域网络等。

磁带：以磁记录方式存储数据，主要用于对重要数据的备份。

光盘：以光学介质存储信息，利用数据压缩技术，在一张CD-ROM光盘上能够存取70多分钟全运动的视频图像或者十几个小时的语言信息或数千幅静止图像。硬盘及磁盘阵列具有更快速的存取速度，支持大量用户同时访问，适用于经常被访问的内容。存储区网络（SAN）：是一种新型网络，将数据存储集中在相对独立的存储区域网内，拥有几乎无限的存储容量和高速的存储。6、多媒体数据的分布式处理技术

用于分布式多媒体系统的业务多种多样，不同业务所用的多媒体终端也各不相同。目前常用的多媒体终端有多媒体计算机终端以及针对某种特定应用的专用设备，如机顶盒、可视电话终端设备等。终端的软件平台则包括系统软件以及各种应用软件，其中操作系统是软件的核心。1.5

多媒体通信的应用（多媒体通信系统的基本类型及相关业务）多媒体通信系统的应用非常广泛，可以提供VOD视频点播，远程教学、远程办公、远程医疗、多媒体电子邮件、可视电话、桌面视频会议，数字图书馆、电子百科书等多种多样的业务。可视电话系统：较早提出的一种多媒体通信系统，其目的是使电话网能够传送视频信号。不仅具有语音处理部分，还包括图像的输入输出部分及对图像信号的处理部分。视频会议系统：又称会议电视或视讯会议，是一种实时的、点到多点的多媒体通信系统。1.5

多媒体通信的应用多媒体电子邮件：不同于目前的E-mail，它除了包含文字外，还包含其他媒体，例如一段音频或视频。是一种非实时的存储转发系统，对信道要求不高，发送时可以采用低速率，等待信道空闲时传送。视频点播系统：可以为用户提供不受时空限制的交互点播，使用户能够随时点播自己希望收看的节目，点播终端可以使多媒体计算机，也可以是电视机配机顶盒。可以集成多种多媒体应用，广泛应用于远程教育系统、数字图书馆、新闻点播和网上购物。1.5

多媒体通信的应用远程教育系统：是以现代传媒技术为基础的多媒体应用系统，学生通过通信网络实时或非实时地接受教师上课的内容。虚拟现实：也称虚拟环境，它是由计算机模拟的三维环境，使介入其中的人产生身临其境的感觉，给人以感官刺激。多媒体虚拟现实与可视化技术需要相互补充，并与语音、图像识别、智能接口等技术相结合，建立高层次虚拟现实系统1.6

三网融合所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网这三种网络的互相渗透、互相兼容、并逐步整合成为统一的信息通信网络。其表现为技术上趋向一致，应用层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，网络层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，在行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合的多媒体通信业务。这就是所谓的“三网融合”。1.6

三网融合①信息服务将由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务。如快速投递的电报功能已被手机取代；主要以投递信件为主所发行的邮票正逐渐成为历史；淘宝网等网上购物已成为流行方式。“三网融合”的优势②有利于极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本。③将使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。1.6

三网融合④三网融合是业务的整合，它不仅继承了原有的话音、数据和视频业务，而且通过网络的整合，衍生出了更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VOIP（VoiceoverInternetProtocol是一种以IP电话为主，并推出相应的增值业务的技术）、视频邮件和网络游戏等，极大地拓展了业务提供的范围。“三网融合”的优势⑤三网融合打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，各大运营商将在一口锅里抢饭吃，看电视、上网、打电话资费可能打包下调。小结本章概况介绍了多媒体通信技术的相关概念及涉及的若干关键技术，主要内容有：媒体：指信息传递和储存的最基本的技术和手段，即信息的载体。媒体可分为五大类：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体。多媒体技术：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。简而言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息的技术，具有集成性、实时性和交互性的特点。小结多媒体通信系统：在物理结构上，由若干个多媒体通信终端