第 1 章多媒体计算机概述

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

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。

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。

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；

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 ）

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；

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。

计算机技术发展潮流 • 网络技术时代: • 无所不在的网(Internet) • 众多的用户 • 浩瀚的信息

计算机技术发展潮流 • 后PC时代: • 无所不在的计算 • 高性能,低价位,超小型的CPU • 瘦终端对PC的冲击 • 无线网络时代的来临: • 笔记本PC,PDA,蜂窝电话需要更方便的联结 • 各种智能设备渗入家庭

数字家电网络控制平台 • 联网功能 • 傻瓜计算机功能 • 接收数字电视 • 控制所有家电

蓝牙（Blue tooth）在数字化信息家电中的应用 随着计算机和网络通信技术的的发展，计算机数字化技术、现代通信技术、已融合到信息家电中，使之智能化并具有网络信息终端的功能。低功率、短距离的无线连接技术的别称。

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。

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。

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。

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

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

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。

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。

PAL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512 3 825=180Mbps

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。

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

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。

帧内压缩 图——Bitmap——存储器——颜色相同的块——帧内压缩

帧间压缩 不变化的只传送一次，传送一个运动矢量

视频音频的实时处理技术 实时处理 ——Real time

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

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

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。

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。

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

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。

视频会议 画中画电视视频：音频：环绕立体声 Dube Ac-3

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）

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

第 1 章 多媒体计算机概述