第一讲多媒体技术概述

JIANGDA第一讲多媒体技术多媒体技术概述•通信：江南大学信息工程学院计算机科学系•电话：[phone]•E-mail:[e-mail]薛寺中授课教师及联系方法Multimedia多媒体技术2006.9.2•多媒体是信息领域的热点（研究开发）•信息技术中最新的进展与多媒体的关系•多媒体系统涉及的领域非常的宽•多媒体技术是计算机专业学生的必修课程或选修课程前言多媒体技术基础（第2版）林福宗清华大学出版社2002年参考教材1多媒体技术基础与应用林福宗清华大学出版社2000年网络版参考教材2参考教材2《多媒体计算机技术基础及应用》钟玉琢、蔡莲红、李树青、史元春高等教育出版社面向21世纪课程教材1999年参考教材3参考教材3《多媒体系统――原理与应用》胡晓峰、吴玲达、李国辉、老松杨人民邮电出版社1995年《多媒体系统》胡晓峰、李国辉人民邮电出版社1997年参考教材4参考教材4《多媒体系统设计》PrabhatK.Andleigh&KiranThakrar徐光佑、史元春电子工业出版社1998年参考教材5参考教材5《网络多媒体――开发与应用》FrancoisFluckiger冯博琴机械工业出版社1997年参考教材6参考教材6参考教材7《多媒体通信技术基础》蔡安妮等电子工业出版社2000年参考教材8参考资料(一)1．钟玉琢、蔡莲红、李树青、史元春多媒体计算机技术基础及其应用北京高等教育出版社1999.62．钟玉琢、李树青、林福宗、冉建国多媒体计算机技术北京清华大学出版社1993.53．钟玉琢、沈洪、黄荣怀多媒体技术（高级）中国计算机软件专业技术水平考试指定用书北京清华大学出版社1999.74．杨品、钟玉琢、蔡莲红运动图象及其伴音通用编码国际标准-MPEG-1北京机械工业出版社19965．钟玉琢、乔秉新、祁卫运动图象及其伴音通用编码国际标准-MPEG-2北京清华大学出版社19976．钟玉琢、王琪、贺玉文基于内容压缩编码国际标准MPEG4及其校验模型北京科学出版社2000.10参考资料(二)7．钟玉琢、乔秉新、李树青机器人视觉技术北京国防工业出版社19948．高文多媒体数据压缩技术北京电子工业出版社19949．吴乐南、徐孟侠数据压缩的原理和应用北京电子工业出版社199610．胡晓峰、吴玲达、李国辉、老松杨多媒体系统原理与应用北京人民邮电出版社1995.611．胡晓峰、李国辉多媒体系统北京人民邮电出版社1997.812．钟玉琢、乔秉新交互式电视技术北京电子工业出版社1996.10参考资料(三)13．钟玉琢、智西湖点播电视技术大连大连理工大学出版社1996.1014．钟玉琢、陈涵视频拨号音技术北京电子工业出版社199715．中国计算机学会中国图形图象学会多媒体专委会联合举办全国多媒体技术学术会议论文集1992-200016．美国计算机协会多媒体会议论文集ACMMultimedia93-200017．CommunicationoftheACMJuly1989;Apr1991多媒体论文专辑学习目标•本课程可作为计算机专业本科生及其它专业研究生选修课课件。早期的计算机只能处理数字与文字，现在多媒体计算机能够综合处理声、文、图及视频信息，并具有集成性和交互性，因此，它促进了通讯、娱乐和计算机的融合，从而形成新一代的产品，为人类的生活和工作提供全新的信息服务，它是计算机产业重要的发展趋势。通过本课件的学习，使同学了解多媒体计算机发展趋势，掌握多媒体计算机的基础理论知识、熟悉多媒体计算机的应用领域，从而使同学能够设计开发多媒体计算机硬件和软件系统以及多媒体的应用系统。知识要求：（具备的相关知识）•为了学好本课程，希望学员先修：（1）数字逻辑电路；（2）操作系统；（3）计算机原理；如果有可能可以辅修：（1）数字信号处理；（2）数字图象处理；（3）数字音频信号处理；（4）模式识别（5）计算机视觉等课程的相关章节。课程要求：（学习本课程的要求）1．了解多媒体计算机的关键技术、现状及发展趋势，2．掌握多媒体计算机的基础理论知识：a)视频音频信息的获取、实时处理和输出；b)多媒体数据压缩编码的原理及现行编码的国际标准；c)多媒体计算机硬件和软件系统结构，3．熟悉多媒体计算机的应用技术：a)多媒体数据库及基于内容检索；b)多媒体著作工具及同步技术;c)多媒体通讯及分布式多媒体系统，4．通过实验，如设计并编程实现一个多媒体网站或者制作一个电子像册，提高同学的动手能力。一、什么是多媒体二、多媒体的主要特性三、多媒体的起源与发展四、多媒体系统的体系结构五、多媒体的应用六、多媒体研究的主要问题主要内容第01章多媒体技术概要•课前引导（1）何谓多媒体呢？多媒体译自英文的multimedia，multimedia是20世纪80年代初产生的一个英文名词。1976年首次用到MultipleMedia一词，其中Multiple的意思是明确的，是多的意思，Media是Medium的复数形式。第01章多媒体技术概要•课前引导（2）媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义，一是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像。多媒体技术中的媒体是指后者。到了80年代就把这两个词复合成multi-media，用得多了之后就写成multimedia。与multimedia对应的一词是monomedia，其中mono是单一的意思。课前思考(一)•什么是多媒体计算机技术呢？•多媒体与目前的电视有何异同？•多媒体计算机是如何分类的？•普通计算机和多媒体计算机有区别吗？•要把普通计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术有哪些呢？课前思考(二)•为什么说多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合呢？•通过学习多媒体技术是解决高清晰度电视切实可行的方案，用多媒体技术制作VCD、DVD、影视音响卡拉OK机以及个人信息通信中心等内容，就可以找到问题的答案。课前思考(三)•通过学习本节的内容，我们可以看到多媒体计算机技术的应用和发展情况，并对多媒体数据库、多媒体通信和多媒体创作工具以及多媒体计算机的发展趋势有进一步的了解。课前思考(四)•多媒体数据库要解决的关键技术问题是什么？•多媒体数据库基于内容的检索的设计与实现？•多媒体通信系统的分类？•多媒体通信的关键技术是什么？•视频会议系统的分类？视频会议系统要解决的问题？•多媒体创作工具的用途和分类？•多媒体计算机的发展趋势？学习目标•通过本章的学习，使同学对多媒体计算机的基本概念、发展现状和发展趋势有一定的了解和掌握。本章有三个层次的要求：掌握多媒体计算机的定义、分类；理解什么是多媒体计算机的关键技术、多媒体技术和计算机的融合解决了哪些实际问题；了解多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统、多媒体计算机的应用、发展现状和进一步的发展趋势。学习指南•本章是“多媒体计算机技术基础”课程的概述部分，重点介绍多媒体计算机的基本概念、发展现状和发展趋势。•在多媒体计算机的基本概念部分，将介绍多媒体计算机的定义、分类和关键技术；•在多媒体计算机的发展现状中，将介绍多媒体计算机的应用以及历史上卓有成效的公司和系统；•在最后一节中将介绍多媒体计算机的发展趋势。媒体（medium）•媒体是指承载信息的载体根据CCITT的定义，媒体有五种类型：★感觉媒体★表示媒体★显示媒体★存储媒体★传输媒体媒体（medium）★表示媒体，即信息的存在形式和表现形式，如文字、声音、语音、图形、图像、视频、动画等，是我们研究的核心。媒体（medium）根据与时间的关系可以将媒体划分为：媒体（medium）★静态媒体：信息的再现与时间无关，如文本、图形、图像等等★连续媒体：具有隐含的时间关系，其播放速度将影响所含信息的再现。如声音、动画、视频等。连续媒体的引入给传统的计算机系统、通信系统和分布式应用系统提出了更高的要求。媒体Medium(Media)•媒体又称媒介、媒质，指的是用于表示、存储、分发、传输和展现数据(信息)的手段、方法、工具、设备或装置。•(Ingeneral,onedescribesmediumasameansforrepresentation,storage,distribution,transmissionandpresentationofdata.)•承载信息的实际载体，如：盘，带，纸。•表述信息的逻辑载体，如：文字，图像，语言。媒体的“时变”特征•媒体的“时变”特征–与时间无关“离散媒体:time-independent(discrete)media”如text,graphics,staticimage,……–与时间有关“连续媒体:time-dependent(continuous)media”如speech,music,video,animation,……媒体的“感知”特征•支持视觉的媒体---文字，图像。•支持听觉的媒体---语音，音乐。•同时支持听觉和视觉的媒体---带有声音的视频。感知媒体–文字埃及象形文字：foot中国甲骨文字释文旬壬申夕月有食说明远在三千年前我国即有关于天文方面的记录，本片甲骨是当时月食的记录。这说明我国具有悠久的文明历史。汉字：水感知媒体–图形感知媒体–图像、动画、音频感知媒体–视频、音视频视觉媒体文字景象听觉媒体语言声音触觉媒体嗅觉媒体味觉媒体力,运动,温度气味滋味声音景象类型名称分类时间属性/空间属性/生成属性图象（image）图形(graphics)文本（text）视频（video）动画（animation）合成语音MIDI音乐(MIDI)MP3音乐波形声音(wave)感觉媒体表示媒体举例媒体的空间属性•1D媒体–单声道speech,music……•2D媒体–双声道music;text,image,2Dgraphics……•3D及多维媒体–3Dgraphics,全景图像,空间立体声music……表示媒体指被交换的数据类型，它们定义了信息的特性。表示媒体的特性用信息的计算机内部编码表示，例子有语音PCM编码、图像JPEG编码、文本ASCII编码和乐谱等呈现媒体指为人们再现信息的物理工具和设备（输出设备），或者指获取信息的工具和设备（输入设备）。如显示器、扬声器、打印机等输出类显现媒体，以及键盘、鼠标器、扫描器等输入类呈现媒体存储媒体指存储数据的物理介质，如磁盘、光盘、磁带等传输媒体（双绞线）指传输数据的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线电链路等传输媒体传输媒体（同轴电缆）传输媒体（光缆）传输媒体（无线传输）表示媒体的生成属性•自然媒体(使用数字化方法从现实世界获取的媒体)–取样声音,image,video•合成媒体(使用计算机创建的媒体)–合成语音,MIDI,graphics,animation多媒体系统中听觉媒体的分类来源机外形式空间属性媒体名称语言1D波形语音语言多维多声道波形语音非语言1D波形声音非语言多维双声道/3D立体声语言1D合成语音语言多维多声道合成语音音乐1D合成音乐（MIDI音乐）音乐多维多声道合成音乐自然媒体合成媒体多媒体系统中视觉媒体的分类来源机外形式时间空间属性媒体名称文字静止2D取样文本图画静止2D取样图像（image）图画静止3D全景图像图画活动2D视频（video）图画活动3D临境视频文字静止2D编码文本（简称文本）图画静止2D二维图形图画静止3D三维图形图画活动2D二维动画图画活动3D三维动画自然媒体合成媒体自然媒体与合成媒体的区别自然媒体合成媒体来源获取创建表示方法取样表示符号表示表现能力真实感强真实感有限可编辑性有限全部存储数据量很大数据量小检索困难容易传输要求高要求低展现处理容易处理复杂计算机与媒体CPUOutputDeviceStorageInputDevice表示媒体存储媒体显示媒体显示媒体感觉媒体感觉媒体表示媒体传输媒体计算机所处理的几种媒体•正文(Text)ASCII码。•图形(Graphics)用几何形状表述的物体表象。•图像(image)一个区域内带有属性的象素点集合。•声音(Sound)由波形描述