多媒体计算机概述.docx

第一章：多媒体计算机概述B学习内容一、多媒体计算机的定义及关键技术1. 多媒体计算机的定义：多媒体计算机技术（ Multimedia Computing ）的定义是：计算机综合处理多种媒体信息（包括： 文本、图形、图像、音频和视频），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单地说：（1）计算机综合处理声、文、图信息；（2）具有集成性和交互性；（3）总之，多媒体计算机具有信息载体多样性、集成性和交互性分析提示：多媒体最显著的特点是，它具有媒体的多样性、交互性和集成性判断是否是“多媒体”，从这个 角度就可以判断目前的家用电视不是多媒体，因为在人与电视之间，人是被动者而电视是主动者， 电视不具备像计算机一样的交互性从这一点来看，各种家电的组合也就不算是多媒体了而那些 采用计算机集成处理多种媒体的系统，如多媒体咨询台、交互式电视、交互式视频游戏、计算机支 持的多媒体会议系统、多媒体课件及展示系统等都属于多媒体的范畴2. 要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的关键技术是：（1） 视频音频信号获取技术；（2） 多媒体数据压缩编码和解码技术；（3） 视频音频数据的实时处理和特技；（4） 视频音频数据的输出技术。

分析提示：要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第一个关键技术：视频音频信号获取技术过去计 算机只能处理数和文字，现在要综合处理声、文、图多媒体计算机要解决的第一个关键技术视频 音频信号获取问题只有将视频音频信号获取到计算机中，才能谈到综合处理可以自己设计声音 和视频信号获取器，也可以使用声霸卡、视频卡等解决视频音频信号的获取问题要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第二个关键技术：多媒体数据压缩编码和解码技 术过去计算机企图综合处理声、文、图，但是不可以原因在于：文件量过大21世纪的人类社会将是信息化社会，数字化后的信息，尤其是数字化后的视频和音频信息具有数 据海量性，它给信息的存储和传输造成较大的困难，成为阻碍人类有效地获取和使用信息的瓶颈问 题之一因此，研究和开发新型有效的多媒体数据压缩编码方法，以压缩的形式存储和传输这些数 据将是最好的选择我们可以举一个简单的例子来加以说明以一幅彩色静态图像(RGB)为例：设分辨率为512 X 512每一种颜色用8bit表示即R用8bit 256级别表示G用8bit 256级别表示B用8bit 256级别表示则一幅彩色静态图像的数据量为512 X 512 X 3 X 8 bitPAL制式25帧/秒NTSC制式30帧/秒以PAL制25帧/秒为例，视频每秒钟的数据量512 X 512 X 3 X 8 X 25=180Mbps过去计算机的总线为ISA , ISA总线的数据传输率为150KB/S，变成bit为150 X 8=1.2Mbps，我们可以想象到，把180Mbps的视频流经过传输率为1.2Mbps ( 150KB/ s )的ISA 总线送到计算机的硬盘几乎是不可能的。

差不多要压缩近似200倍才行现在VCD的标准MPEG-1的固定传输率为1.5Mbps，通过MPEG-1压缩后，可以把这个视 频流传输到计算机并存储如何压缩数据？可以采取帧内压缩和帧间压缩的方法陆地卫星(Land sat-3 )的例子，其水平、垂直分辨率分别为2340和3240，四波段采 样精度7位，它的一幅图像的数据量为2340 X 3240 X 7 X 4=212Mbit，按每天30幅计每 天数据为212 X 30=6.36Gbit，每年的数据量高达2300Gbit这么大的数据量无疑给存储器的 存储容量、通信干线的信道传输率以及计算机的运算速度都增加了极大的压力单纯用扩大存储容 量，增加通信干线的传输率是不现实的，数据压缩是行之有效的方法例如1988年Barnsley采 用分形(Fractor )的迭代函数系统IFS和递归迭代函数系统RIFS方法，对几幅图像进行压缩 编码，获得了高达10000:1的压缩比以压缩形式存储和传输信息，既节省了压缩空间，又提高 了通信干线的传输率，同时也便于计算机实时处理视频和音频，高质量播放视频和音频节目成为可 能运动图像的压缩编码技术也是多媒体计算机、多媒体数据库、多媒体通信、常规电视数字化、高清 晰度电视(HDTV )以及交互电视(Interactive TV )系统中的关键技术。

•目前正在开展的应用项目有：•家庭用卫星广播业务(BSS-Broadcasting Satellite Service to The Home )；•地面数字电视广播(Digital Terrestrial Television Broadcast )；电子影院(EC-Electronic Cinema )；•电子新闻采集系统(ENG-Electronic News Gathering )；•个人通信(IPC-Inter Personal Communication )；•多媒体邮件(MMM-MultiMedia Mailing )；•网络数据库(NDBS-Networked Database Service )；•家庭电视剧场(HTT-Home Television Theatre )；•遥控监视(RVS-Remote Video Surveillance )；•电视点播系统(VOD-Video On Demand )等要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第三个关键技术：视频音频数据的实时处理和特技；实时处理一Real time电视信号的扫描光栅扫描一行的时间为64ms其中正程为52.2 ms逆程为11.8 ms如果分辨率为512 X 512则处理每个像素的时间近似为0.1ms。

实时的概念是：512 X 512处理一个像素的时间为0.1ms256 X 256处理一个像素的时间为0.2ms经过大量的实验分析，多媒体信息的实时处理，大量运行的是8位和16位定点矩阵运算例如抽取某图像(512 X 512 )的边缘时，我们常用到抽边算子一 J ◎ t、 对科沖点弧.2 Q 丁 牺阴怡延舞.-1 0 I」实时：要求在0.1 ms内做9个加法和9个乘法运算，将运算结果再放到中间的点上解决的方法：O DSP数字信号处理器© LUT ( Look Up Table )査找表具体内容将在后面的章节中介绍要把一台普通的计算机变成多媒体计算机要解决的第四个关键技术：视频音频数据的输出技术视频数据的输出问题：要解决视频会议中同时开多个视频窗口、画中画电视等问题音频数据的输出问题：从过去的单声道、到环绕立体声、Dolby Ac-3，要解决音频数据的输出问题3. 多媒体计算机的分类 从开发和生产厂商以及应用的角度出发可以分成两大类： •一类是家电制造厂商研制的电视计算机 Teleputer ，是把 CPU 放到家电中，通过编程控制管理电视机、音响，有人称它为 " 灵巧 " 电视 Smart TV ；•另一类是计算机制造厂商研制的计算机电视（Compuvision，采用微处理器（80X86、68XXX ）作为CPU，其它设备还有VGA卡、CD-ROM、音响设备以及扩展的多窗口系统，有人 说它的发展方向是 TV-Killer 。