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多媒体技术基础及应用

多媒体技术基础及应用. 主讲 : 清华大学　钟玉琢　教授. 第 1 章 多媒体计算机概述. 本章重点介绍. 多媒体计算机技术定义 多媒体计算机的分类 多媒体计算机的关键技术. 第 1 章 多媒体计算机概述. 1.1 多媒体计算机的定义和关键技术 1.2 多媒体技术促进了通讯、娱乐 和计算机的融合 1.3 多媒体计算机技术的发展和应用. 1.1 多媒体计算机的定义和 关键技术. 学习指导. 1.1.1 多媒体计算机的定义、分类 和关键技术（重点内容） 1.1.2 看书自学 1.1.3 看书自学.

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多媒体技术基础及应用

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Presentation Transcript

  1. 多媒体技术基础及应用 主讲: 清华大学　钟玉琢　教授

  2. 第1章 多媒体计算机概述 本章重点介绍 • 多媒体计算机技术定义 • 多媒体计算机的分类 • 多媒体计算机的关键技术

  3. 第1章 多媒体计算机概述 1.1 多媒体计算机的定义和关键技术 1.2多媒体技术促进了通讯、娱乐 和计算机的融合 1.3多媒体计算机技术的发展和应用

  4. 1.1 多媒体计算机的定义和 关键技术 学习指导 1.1.1 多媒体计算机的定义、分类 和关键技术（重点内容） 1.1.2 看书自学 1.1.3 看书自学

  5. 1.1.1 多媒体计算机的定义、分类和关键技术 多媒体计算机技术定 多媒体计算机的分类 多媒体计算机的关键技术

  6. 媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义: 1. 用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器； 2. 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。

  7. 1、多媒体计算机技术定义 计算机综合处理多种媒体信息(文本、图形、图像、音频、动画和视频)，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。

  8. 简单地说： 计算机综合处理声、文、图信息；具有集成性和交互性；

  9. 2、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： 电视计算机（ Teleputer ） 计算机电视（ Compuvision ）

  10. 电视计算机（ Teleputer ） 家电制造厂商研制的电视计算机，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/智能”电视——Smart TV；

  11. 计算机电视（ Compuvision） 计算机制造厂商研制的计算机电视，采用微处理器（80×86、68×××）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。

  12. 第 1 章多媒体计算机概述 • 多媒体计算机技术定义 • 多媒体计算机的分类 • 多媒体计算机的关键技术

  13. 3、多媒体计算机的关键技术 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： • 视频音频信号获取技术； • 多媒体数据压缩编码和解码技术； • 视频音频数据的实时处理技术； • 视频音频数据的输出技术。

  14. 视频音频信号获取技术 过去计算机处理数和文字，现在要综合处理声、文、图。 多媒体计算机要解决视频音频信号获取问题。

  15. 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

  16. 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。

  17. B G R 以一幅彩色静态图像(RGB)为例： 设分辨率为512512 每一种颜色用8bit表示 R用8bit 256级别表示 G用8bit 256级别表示 B用8bit 256级别表示

  18. B G R 以一幅彩色静态图像(RGB)为例： 则一幅彩色静态图像 的数据量为： 512512 3 8 bit

  19. PAL（Phase Alternation Line）——称为逐行倒相正交平衡调幅制。是通用于中国大陆、香港、日本与西欧（除去法国）等地的彩色电视讯号格式，以交错方式扫描，每秒钟出25格画面，每格画面含625条水平扫描线。

  20. NTSC（National Television Standards Committee）——是国家电视标准委员会。它是美国一个专门制订彩色电视标准的组织，它制订的NTSC制式，每秒钟出30格画面，每格画面含525条水平扫描线。

  21. PAL 制式 25帧/秒 NTSC 制式 30帧/秒

  22. 以PAL制25帧/秒为例，视频每秒钟的数据量 512512 3 825=180Mbps

  23. 差不多要压缩近似200倍 过去计算机的总线为ISA ISA总线的传输率为150KB/s 变成bit为1508=1.2Mbps 把180Mbps的视频流经过传输率为150KB/s的ISA总线送到计算机的硬盘几乎是不可能的。

  24. 现在VCD的标准MPEG-1的固定传输率为1.5Mbps 通过MPEG-1可以把这个视频流传输到计算机并存储。 如何压缩数据？ 帧内压缩 帧间压缩

  25. 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。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。

  26. 帧内压缩 图——Bitmap——存储器——颜色相同的块——帧内压缩

  27. 帧间压缩 不变化的只传送一次，传送一个运动矢量

  28. 视频音频的实时处理技术 实时处理 ——Real time

  29. 电视信号的扫描光栅扫描一行的时间为64s 其中正程为52.2 s 逆程为11.8 s

  30. 如果分辨率为512512 则处理每个象素的时间近似为0.1s。 实时的概念是： 512512 处理一个象素的时间为0.1s 256256 处理一个象素的时间为0.2s

  31. 抽取某图像的边缘 512512 抽边算子 -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 对每一个点做相应的运算，每次9个点。

  32. 实时：要求在0.1 s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。

  33. 解决的方法： • DSP 数字信号处理器 • LUT（Look Up Table）查找表

  34. 视频音频的输出技术 过去计算机处理数和文字，现在要综合处理声、文、图。就要解决视频音频的输出问题。

  35. 视频会议 画中画电视 视频： 音频： 环绕立体声 DubeAc-3

  36. 总结 • 定义：综合处理声、文、图信息，集成性和交互性。 • 分类：可以分成两大类， 电视计算机（ Teleputer ） 计算机电视（ Compuvision ）

  37. 总结 关键技术： 视频音频信号获取技术； 多媒体数据压缩编码和解码技术； 视频音频数据的实时处理技术； 视频音频数据的输出技术

  38. 第1章 多媒体计算机概述 1.1 多媒体计算机的定义和关键技术 1.2多媒体技术促进了通讯、娱乐 和计算机的融合 1.3多媒体计算机技术的发展和应用

  39. 1.2 多媒体技术促进了通讯、 娱乐和计算机的融合 从多媒体计算机的分类看家电制造厂商研制的电视计算机

  40. 学习指导 家电制造厂商研制的多媒体，促进了通讯、娱乐和计算机的融合。 • HDTV • VCD • MHG

  41. 1.2 多媒体技术促进了通讯、娱乐和计算机的融合 1.2.1 多媒体技术是解决常规电视数字 化及高清晰度电视（HDTV）切实 可行的方案 1.2.2 用多媒体技术制作DVD及影视音 响卡拉OK机 1.2.3 多媒体家庭网关

  42. 1.2.1 多媒体技术是解决常规电视 数字化及高清晰度电视切实 可行的方案 一、 HDTV特点： 1.采用国际标准的压缩 编码算法MPEG-2。 2.采用打包数据结构 3.采用双层传输技术

  43. 二、常规电视数字化 汤姆逊（Thomson）消费电子公司通过休斯银河（Hughes Galaxy）601卫星，开创世界首次全数字直接到户的卫星广播业务（DSS-Digital Satellites System及DBS-Direct Broadcast Service）。 消费者很容易获得120-150个频道最受欢迎的电视节目。用户端只需要购置一个易于安装的18英寸或常规碟形天线，一个和录像机体积差不多的接收机/解码器以及一个易于控制和操作的遥控器。

  44. 三、交互式电视技术（ITV） 1. 最常用的是节目间的交互， 即VOD系统

  45. 2.典型的VOD系统主要由下述 四部分组成： （1）视频服务器； （2）编码器/路由器； （3）用户请求计算机和记帐计算机 （4）机顶盒

  46. 多媒体计算机技术在常规电视和高清晰度电视，影视节目制作中的应用分成两个层次：多媒体计算机技术在常规电视和高清晰度电视，影视节目制作中的应用分成两个层次： • 影视画面的制作 • 影视的后期制作

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