多媒体网络技术概述

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1、多媒体网络技术概述21世纪信息资源共享的时代，多媒体计算机技术迅速发展，给信息传播带来了一场革命。 现代意义上的多媒体以计算机技术为支撑，不仅具有计算机所固有的存储记忆、高速运算、 逻辑判断、自行运行等功能，还采用了图形窗口、交互界面、语音识别和触摸屏等先进技术， 使计算机不仅具有了处理文本、图形、音频、视频的能力，而且能够用人类习惯的方式、图 像、声音生动逼真地传播和表达信息，与人类交流。多媒体技术的广泛应用促进了多媒体教 室、多媒体虚拟实验室、多媒体电子出版物、电子图书室等的蓬勃发展。此外，随着计算机 技术、多媒体技术和网络技术的不断发展和广泛应用，人与计算机之间的信息交流变得生动 活泼、

2、丰富多彩。在互联网上发展各种多媒体业务已是大势所趋，因而多媒体网络的另一含 义其实就是互联网。以因特网为主要标志的网络技术构成了现代技术文化的重要组成部分， 联系上亿人的因特网将人类带入了一个全新的数字化时代，拓展了人类的第二生存空问 网络社会多媒体网络技术是多媒体技术与网络技术有机结合的产物，它集多种媒体功能和网络功 能于一体，将文字、数据、图形、图像、声音、动画等信息有机地组合、交互地传递。而“多 媒体”与“网络”结合使“多媒体网络教学”成为可能。多媒体与网络技术特有的优点使其 对教学的介入不仅改变了教学手段，而且对传统的教学模式、教学内容、教学方法等也产生 了深远影响作为信息时代的教学媒

3、体，多媒体网络技术所具有的集成性、交互性、可控性、 信息空间主体化和非线性等特点使其与黑板、粉笔、挂图等传统媒体有本质的区别。目前这 一技术正向着交互性、非线性化、智能化和全球化的方向推进。1 多媒体信息传输对网络技术的要求11 要有足够的带宽多媒体信息的数据量大，尤其是视频文件，即便是压缩过的数据，如果要达到实时的效 果，其数据量是文本数据等无法比拟的。而实现实时的视频传输是多媒体技术必须实现的一 个功能，所以要求通信网络具有足够带宽。12 要有足够小的延时多媒体数据具有实时特性，尤其是语音和视频媒体。每一媒体流为一个有限幅度样本的 序列，只有保持媒体流的连续性，才能传递媒体流蕴含的意义。连

4、续媒体的每两帧数据之间 都有一个延迟极限，超出这个极限会导致图像的抖动或语音的断续，因而要求网络延时必须 足够小。13 要有同步的控制机制在多媒体应用中往往要对某种媒体执行加速、放慢、重复等交互处理，如音频、视频等 与时间和类型有关的媒体，在不同通信路径传输会产生不同时延和损伤而造成媒体间歇通行 的破坏。所以要求网络提供同步业务服务，同时要求网络提供保证媒体本身及媒体同时空同 步的控制机制。14 要有较高的可靠性网络中数据的传输有一项重要的性能指标，即差错率，它反映了网络传输的可靠性。要 精确表示多媒体网络的可靠性需求是很困难的。由于人类的听觉比视觉更敏感一些，容忍错 误的程度要相对低一些，因

5、此，音频传输比视频传输对网络的可靠性要求更高一些。2 多媒体数据压缩技术由于多媒体数据量非常大，造成计算机的存储和网络传输负担。若帧速率为25帧，秒， 则Is的数据量大约为25MB, 个640MB的光盘只能存放大约25s的动态图像。一幅640X480 分辨率的24位真彩色图像的数据量约为900KB, 一个I00MB的硬盘只能存储约100幅静止图像 画面。解决办法之一就是进行数据压缩，压缩后再进行存储和传输，到需要时再解压，还原。 21数据压缩方法数据压缩：通过数学运算将原来较大的文件变为较小文件的数字处理技术，数据解压缩 是把压缩数据还原成原始数据或与原始数据相近的数据的技术。数据压缩通常可分

6、为无损压 缩和有损压缩两类。无损压缩：利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引人任何失真，但 压缩率受到数据统计冗余度的理论限制，一般为2：1到5： l。这类方法广泛用于文本数据、 程序和特殊应用场合的图像数据(如指纹图像、医学图像等)的压缩。由于压缩比的限制，仅 使用无损压缩方法不可能解决图像和数字视频的存储和传输问题。有损压缩：利用人类视觉 对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息；虽然不能完全恢 复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响较小，却换来了更大的压缩比。有损压缩又称为不可逆编码方法。它利用了人类视觉对图像中的某些成分不敏感的特 性，允

7、许压缩过程中损失一定的信息。虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理 解原始图像的影响较小，却换来了大得多的压缩比。有损压缩广泛应用于图像、音频和视频 数据的压缩，如预测编码、变换编码和子带编码等。(1) 预测编码是一种专门用于压缩统计冗余数据的技术，主要是减少数据在空间和时 间上的相关性。它根据某一模型利用以往的样本值对新样本值进行预测，再将新样本的实际 值与预测值之差即误差值，进行量化编码。如果模型足够好，且样本序列的相关性较强，则 误差值远远小于实际值，从而实现了数据的压缩处理。预测编码中典型的压缩方法有差分脉 冲调制(DPCM)预测和自适应差分脉冲调制(ADPCM)预测。(2)

8、变换编码先对信号进行某种函数变换，从信号的一种表示空间(域)变换到信号的 另一种表示空间(域)，然后在变换后的域上，对变换后的信号进行编码。变换编码不是直接 对原信号压缩编码，而是将信号映射到另一个域中，产生一组变换系数，再对这些系数量化 编码。常用的变换有很多，如Fourie变换、Sine变换、Cosine变换、Slant变换、Haar变换 和 K-L 变换等。(3) 子带编码利用带通滤波器组把信号频带分割成若干子频带，通过重复卷积的方法， 经取样将输入信号分解为高频分量和低频分量，然后分别进行量化和编码。有损压缩广泛应用于语音、图像和视频数据的压缩。 22常见压缩标准、(1) 静态图像压缩

9、标准(JPEG)国际标准化组织(ID)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合成立的专家组JPEG(Join t Pho tographic Exper ts Group)于1991年3月提出了 ISO CDI0918号建议草案：多灰度静止图 像的数字压缩编码(通常简称为JPEG标准)。这是一个适用于彩色和单色多灰度或连续色调静 止数字图像的压缩标准，由于综合采用多种压缩编码技术，因此经其处理的图像质量高、压 缩比大，包括无损(压缩比2：1)与各种类型的有损模式(压缩比可达30：1且没有明显的品质 退化)。(2) 动态图像压缩标准(MPEG)ISOIECJTCSC2WG1 1的一个小组，于1

10、992年制定了运动图像数据压缩编码的标 准ISO CD11172，简称MPEG (Mo tion Pic ture Exper_Group)标准。它旨在解决视频图像压 缩、音频压缩及多种压缩数据流的复合与同步，它很好地解决了计算机系统对庞大的音像数 据的吞吐、传输和存贮问题，该编码技术的发展十分迅速，从MPEG1、MPEG2、MPEG4、 MPEG一7到MPEG21,不仅图像质量得到了很大的提高，而且在编码的可伸缩性方面，也有 了很大的灵活性。MPEG一 1是针对传输速率为1Mb / s到1. 5Mb / s的普通电视质量的视频信号 的压缩；MPEG一2是针对每秒30帧的720x572分辨率的

11、视频信号的压缩，在扩展模式下,MPEG 一2可以对分辨率达1440x1152高清晰度电视(HDTV)的信号进行压缩。(3) JBIG(Joint Bilevel Image Group)标准是一种无损的二值图像压缩标准。JBIG可以支持很高的图像分辨率，常用的文件格式为 1728X2376或2304X2896，压缩比可达10： 1。虽然JBIG是二值图像的编码标准，但是它也 可以对含灰度值的图像或彩色图像进行无失真压缩，在这种情况下，JBIG是对图像的每个比 特面作压缩变换。3 流媒体技术31流媒体技术含义流媒体指在Int erne t中使用流式传输技术的连续时基媒体。简单来说流媒体就是应用流

12、 技术在网络上传输的多媒体文件。流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后 放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计 算机上才可以观看的网络传输技术。32流媒体传输的特点(1) 观看启动速度快(2) 能充分利用网络带宽(3) 无需占用硬盘空间(4) 缓存容量需求降低(5) 需有特定传输协议支持3.3 流媒体系统的组成 实现流媒体处理的所有硬件和软件总和称为流媒体系统，它主要由五个部分组成。(1) 创作工具：编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式；(2) 流媒体数据：即以流媒体格式存放的多媒体数据文件；(3) 流媒体服务器：用于存

13、放和控制流媒体数据的计算机；(4) 网络：适合多媒体传输协议，甚至是实时传输协议的计算机网络：(5) 播放器：供客户端播放流媒体文件的播放软件； 这5个部分有些是服务器端需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。结束语 多媒体网络技术发展应用涉及许多领域，当然还有许多相关技术需要研究和解决。除了 数据压缩技术和流媒体技术之外，还包括多媒体数据存储技术和多媒体数据库技术等。目前， 网络环境下的多媒体视频服务器的大容量存储设备，一般采用RAID技术解决，而多媒体数据 库技术则要从三个方面来考虑：对现有关系型数据库模型进行扩充，研究面向对象型数据库 以及研究超文本数据库模型。参考文献1 覃华，姚怡著多媒体技术应用冲国铁道出版社2 袁小红著多媒体技术及应用等教育出版社3 林福宗著多媒体技术基础清华大学出版社4 李希文，赵小明著多媒体技术及应用高等教育出版社