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1、多媒体技术及应用 第一章 多媒体技术概述 1.1 多媒体的基本概念 1.1.1 媒体及其分类 媒体的概念 媒体（medium）：媒体是信息表示和传输 的载体。 在计算机领域有两种含义： 一是存储信息的实体：如磁盘、光盘、磁带等（媒质 ） 二是传递信息的载体：如数字、文字、声音、图形等 （媒介） 1.1.1 媒体及其分类 CCITT(目前已被ITU取代)对媒体分类： 感觉媒体 表示媒体 显示媒体 存储媒体 传输媒体 1.1.1 媒体及其分类 对媒体的分类： 感觉媒体：指能直接作用于人的感觉器官，使 人直接产生直接感觉(视、听、嗅、味、触 觉)的媒 体。如人类的语言、音乐、声音、图形、图像 、计算
2、机中的文件、数据等。 表示媒体：为了传送、表达感觉媒体而人为定 义的媒体。其目的是更有效地加工、处理和传 送感觉媒体。包括各种编码方式，如语言编码 、文本编码、图像编码等。 媒体的分类 显示媒体：又称为表现媒体，指感觉媒体和用于 通信的电信号之间转换用的一类媒体。包括两种 ：输入表现媒体有键盘、摄像机、光笔、话筒等 ；输出表现媒体有显示器、音箱、打印机等。 存储媒体：表存储介质，如计算机的硬盘、软盘 、磁带及光盘等。 传输媒体：用来将媒体从一处传送到另一处的用 物理载体，是通信中的信息载体，如双绞线、同 轴电缆、光纤等。 在多媒体系统中，汉字编码属于 A.表示媒体 B.显示媒体 C.传输媒体
3、D.存储媒体 答案：A 感觉媒体及其分类 多媒体技术中多指感觉媒体，常见的有： 视觉类 视 觉 （静止） 图像 图形 文字 符号 语言文字 （动态） 图像 图形 动态影像视频 真实感三维动画 二维动画 三维动画 1.1.1 媒体及其分类 听觉类 触觉 其他感觉 抽象化 听觉声音 声响（自然界） 语音（人类语言） 音乐 其它（嗅觉、味觉等） 触觉 振动 运动 传感/发生器 1.1.2 多媒体与多媒体技术 多媒体(multimedia)的概念 多媒体(multimedia)一词来源于英文“多样的” 和“媒体”的合成。因此多媒体是指多种媒 体的综合。 多媒体技术是指以计算机为平台综合处理多 种媒体信
4、息，如文本、图形、图像、声音、 动画和视频，在多种媒体信息之间建立起逻 辑连接，并具有人机交互功能的集成系统。 通常情况下，多媒体不仅指多媒体本身，也 包括多媒体技术。 1.1.2 多媒体与多媒体技术 1.1.3 多媒体技术的特点 实时性适应了信息载体的多样性 实时性指的是多媒体系统中声音及活动的视频 图像是强实时（hard realtime）的，多媒体系 统需提供对这些与时间密切相关的媒体实时处 理能力。 1.1.3 多媒体技术的特点 交互性易于人和计算机的交互 交互性指人可以对信息进行加工处理并控制信 息的输入、输出及播放。交互可以增加对信息 的注意力和理解力，延长信息保留的时间。 当我们
5、完全地进入到一个与信息环境一体化的 虚拟信息空间自由遨游时，这才是交互式应用 的高级阶段，这就是虚拟现实（Virtual Reality ）。 集成性： 多媒体技术不仅要对多种形式的信息进行各种处 理，而且要将它们有机地结合起来，突出的例子是 动画制作，要将计算机产生的图形或动画与摄像机 摄得的图叠加在一起，在播放时再和文字、声音混 合，这样，就需要对多种信息的综合和集成处理。 多媒体的集成性主要体现在两个方面： 1.1.3 多媒体技术的特点 1.1.3 多媒体技术的特点 1.多媒体信息的集成，是指各种媒体信息应 能按照一定的数据模型和组织结构集成为 一个有机的整体，以便媒体的充分共享和 操作
6、便用； 2.操作这些媒体信息的工具和设备集成，是 指与多媒体相关的各种硬件设备的集成和 软件的集成，为多媒体系统的开发和实现 建立一个联想的集成环境，以提高多媒体 软件的生产力。 总之，多媒体最显著的特点是具有媒体的多 样性、实时性、集成性和交互性。从这个角度就可 判断什么是多媒体。如电视等不具备交互性，所以 不是多媒体。 1.2 多媒体技术的应用与发展 1.2.1 多媒体技术的应用 基本应用领域包括： 教育培训：教育培训是应用多媒体技术最早的领域 。计算机辅助教学（CAI）是多媒体技术在教育中最 常见的应用。 多媒体网络：通过网络实现多媒体信息的实时传输 是多媒体时代用户的极大需求，如视频会
7、议、远程教 学、远程医疗、视频点播等。 过程模拟：使用多媒体技术可以模拟或再现有些难 以描述或再现的自然现象、操作环境。例如火山喷发 、天体演化、分子运动、战斗机操纵等。 商业展示：多媒体技术目前也广泛用于商业展示、信 息咨询领域。例如一些公共场合的触摸式信息查询系统， 商品的三维动画展示，旅游点、楼盘的虚拟漫游等。 电子出版：多媒体的发展正在改变传统的出版业。多 媒体电子出版物是一种新型信息媒体，它将文字、声音、 图像、动画、视频等多种媒体与计算机程序融合，存放在 CD-ROM中。 家庭娱乐：为了满足人们的娱乐需求，软件制造商开 发了丰富多彩的多媒体游戏和娱乐软件。 我们生活中的多媒体有哪些
8、？ MP3、MP4、数字电视、多媒体 导航仪、智能手机、3D电视等 。 1.2.2 多媒体技术的发展 多媒体技术的发展可以概括为两个方面： 一是智能化：未来的计算机能够识别多媒体信息、理 解多媒体信息。它能够知道语言的含义，能够认识图 象的含义。人们与计算机的交互可以通过语言、行为 等人与人交往的自然方式进行。 二是立体化：多媒体的应用不限于在计算计上处理和 表现，许多家电设备、工业控制系统、现场监视系统 等将构成一个立体的网络系统。 1.2.3 多媒体是技术与应用发展的必然 多媒体技术的产生 计算机计算机大众传播大众传播通 信 文字文字 0.1.0.1 网 络 客 户 客 户 客 户 服 务
9、 器 通 信计算机大众传播通 信 多 媒 体 信 息 系 统 1.2.4 多媒体改善了人类信息的交流 人的思维模式： 形象、联想、多样、模糊、并行 计算机的工作方式： 精确、清楚、串行、 人机交互形式 人人（通过计算机）；人计算机；计算机 人；计算机计算机 多媒体技术的发展将对人类社会产生深远 影响。 1.2.5多媒体技术的现状 多媒体涉及的内容有：数据压缩、图像处 理、音频信息处理、视频信息处理，多媒 体数据库和基于内容的检索，多媒体工具 、多媒体通信和分布式多媒体等。 我们日常生活中常用的多媒体技术 有哪些？ 音频技术 视频技术 数据压缩技术 网络传输技术等 数字化图像压缩国际标准 JPE
10、G标准 MPEG标准 ITU H.26X标准 JPEG标准 它是ITU和ISO两家联合成立专家JPEG(Joint Photographic Experts Group)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/IEC 10918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(Moving Picture Experts Group)， 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/IEC 11172
11、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)。 ITU H.26X标准 H.261方案标题是“64kbps视声服务用视象编码 方式” (P64kbps)。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(176144)格式 每秒帧数较低的可视电话； 当P6时，则支持CIF分辨率(352288)格式每秒 帧数较高的活动图像的电视会议。 H.262/263标准。 1.2.6数据冗
12、余 空间冗余：在同一幅图像中，规则物体和规则背景的表面物理特性 具有相关性，这些相关性的光成像结构在数字化图像中表现为空间冗 余。 结构冗余：有些图像从大域上看存在着非常强的纹理结构，如草席 图像，在结构上存在冗余。 视觉冗余：人的视觉系统对图像的任何变化，并不是能感知的。人 类视觉系统一般的分辨能力约为26灰度等级，而一般图像量化采用28 灰度等级，这类冗余称为视觉冗余。 时间冗余：图像序列中的两幅相邻的图像，后一幅图像与前一幅图 像直接有较大的相关性，这表现为时间冗余。例如，在语音中，由于 人在说话时发音的音频是一连续的渐变过程，也是一种时间冗余。 1.2.7衡量压缩技术的技术指标 1.压
13、缩比要大 2.算法要简单 3.压缩、解压的速度要快，尽可能做到实时 压缩 4.失真要小，解压后能尽可能恢复原数据。 1.3多媒体计算机系统的组成 1.3 .1多媒体系统分类 多媒体系统可分为: 编辑和播放双重功能的开发系统： 主要用于专业人员开发、制作多媒体作品。 以交互播放功能为主的教育培训系统： 主要用于教育、教学。 以家庭娱乐和自主学习为主的家用多媒体系统： 主要通过多媒体光盘的形式与用户实现交互。 1.3.2 多媒体系统组成硬件部分 硬件环境主要包括多媒体采集输入设备、多媒体计 算机和多媒体输出设备三大部分。例如：光驱、 音频卡、视频卡、麦克风、音箱、扫描仪等。 1.3.3 多媒体系统
14、组成软件部分 软件部分由系统软件和工具、多媒体创作软件和工具、多 媒体编辑软件和工具及终端应用软件和工具四大部分构成 。 让我们小试牛刀 1.所谓媒体是指 A.表示和传播信息的载体 B.存储和传递信息的实体 C.计算机能够处理的信息 D.计算机现实或打印的信息 2.以下不属于虚拟现实的是 A.模拟汽车驾驶 B.模拟飞机驾驶 C.模拟游戏和军事训练 D.模拟信号转为数字信号 3.多媒体计算机技术中的“多媒体”，可以认为是 A.磁带、磁盘、光盘等实体 B.文字、图形、图像、声音、动画、视频等载体 C.多媒体计算机，手机等设备 D.因特网、photoshop 4.以下属于可视电话会议标准的是 A.J
15、PEG B.MEPG C.P*64 D.SWF 5.某手机有语音拨号功能，即说出被叫者姓名，电话自动拨 向被叫者。这主要采用的技术是 A.虚拟现实 B.视频技术 C.音频技术 D.数据压缩技术 6.在外地读书的小佳想和父母通过因特网进行视频聊天，需 要的设备为 A .扫描仪 B.摄像头 C. U盘 D .MP3播放器 7.电子地图不仅有各城市的数字化地图，而且还有相应地名 、小区、公交等信息，甚至还有语音注解和背景音乐。这 主要体现了多媒体技术的 A .交互性 B.可扩充性 C.时效性 D.集成性 8.在一幅大海中的图片中，蓝色的海面背景具有相关性，这 些相关性的光成像结构在数字化图像中属于哪一种冗余 9.人类视觉系统的分辨能力低于一般图像量化灰度等级，这 类冗余属于哪一种冗余 10.从视频中截取一组连续的图像，前一幅图像与后一幅图像 之间有较大的相关性，这属于哪一种 11.一幅砖墙图片，从照片的整体区域来看，存在着非常强的 纹理结构，这属于哪一种冗余 A.空间冗余 B.结构冗余 C.视觉冗余 D.时间冗余 12.以下说法不属于衡量压缩技术好坏的技术标准是 A.压缩比要大 B.算法要简单 C.压缩与解压缩的速度要快D.没有失真 1.4 多媒体关键技术 1.4.1 多媒体数据压缩技术 多媒体
