多媒體技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

多 媒 體 技 術(shù) 是 當(dāng) 今 信 息 技 術(shù) 領(lǐng) 域 發(fā) 展 最 快 、 最 活 躍 的 技 術(shù) ， 是 新 一 代 電 子 技 術(shù) 發(fā) 展 和 競 爭 的 焦 點(diǎn) 。 多 媒 體 技 術(shù) 融 計(jì) 算 機(jī) 、 聲 音 、 文 本 、 圖 像 、 動 畫 、 視 頻 和 通 信 等 多 種 功 能 于 一 體 ， 借 助 日 益 普 及 的 高 速 信 息 網(wǎng) ， 可 實(shí) 現(xiàn) 計(jì) 算 機(jī) 的 全 球 聯(lián) 網(wǎng) 和 信 息 資 源 共 享 ， 因 此 被 廣 泛 應(yīng) 用 在 咨 詢 服 務(wù) 、 圖 書 、 教 育 、 通 信 、 軍 事 、 金 融 、 醫(yī) 療 等 諸 多 行 業(yè) ， 并 正 潛 移 默 化 地 改 變 著 我 們 生 活 的 面 貌 。 　　　　1 多 媒 體 技 術(shù) 涉 及 的 內(nèi) 容 　　多 媒 體 技 術(shù) 是 使 用 計(jì) 算 機(jī) 交 互 式 綜 合 技 術(shù) 和 數(shù) 字 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 處 理 多 種 表 示 媒 體 — — 文 本 、 圖 形 、 圖 像 、 視 頻 和 聲 音 ， 使 多 種 信 息 建 立 邏 輯 連 接 ， 集 成 為 一 個(gè) 交 互 式 系 統(tǒng) 。 　　它 主 要 涉 及 如 下 幾 個(gè) 部 分 ： 　　1． 1 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 ， 圖 像 處 理 ： 它 包 括 HCI與 交 互 介 面 設(shè) 計(jì) 、 多 模 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 、 壓 縮 與 編 碼 和 虛 擬 現(xiàn) 實(shí) 等 。 　　1.2 音 頻 信 息 處 理 ： 它 包 括 音 樂 合 成 、 特 定 人 與 非 特 定 人 的 語 音 識 別 、 文 字 — — 語 音 的 相 互 轉(zhuǎn) 換 等 。 　　1.3 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 和 基 于 內(nèi) 容 檢 索 ： 它 包 括 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 和 基 于 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 庫 的 檢 索 等 。 　　1.4 多 媒 體 著 作 工 具 ： 它 包 括 多 媒 體 同 步 、 超 媒 體 和 超 文 本 等 。 　　1.5 多 媒 體 通 信 與 分 布 式 多 媒 體 ： 它 包 括 CSCW、 會 議 系 統(tǒng) 、 VOD和 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 等 。 　　1.6 多 媒 體 應(yīng) 用 ： CAI與 遠(yuǎn) 程 教 學(xué) 、 GIS與 數(shù) 字 地 球 、 多 媒 體 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 等 。 2多 媒 體 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 　　多 媒 體 技 術(shù) 的 開 發(fā) 和 應(yīng) 用 ， 使 人 類 社 會 工 作 和 生 活 的 方 方 面 面 都 沐 浴 著 它 所 帶 來 的 陽 光 ， 新 技 術(shù) 所 帶 來 的 新 感 覺 、 新 體 驗(yàn) 是 以 往 任 何 時(shí) 候 都 無 法 想 象 的 。 　　2.1 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 ， 圖 像 處 理 的 應(yīng) 用 　　多 媒 體 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 是 面 向 三 維 圖 形 、 環(huán) 繞 立 體 聲 和 彩 色 全 屏 幕 運(yùn) 動 畫 面 的 處 理 技 術(shù) 。 而 數(shù) 字 計(jì) 算 機(jī) 面 臨 的 是 數(shù) 值 、 文 字 、 語 言 、 音 樂 、 圖 形 、 動 畫 、 圖 像 、 視 頻 等 多 種 媒 體 的 問 題 ， 它 承 載 著 由 模 擬 量 轉(zhuǎn) 化 成 數(shù) 字 量 信 息 的 吞 吐 、 存 儲 和 傳 輸 。 數(shù) 字 化 了 的 視 頻 和 音 頻 信 號 的 數(shù) 量 之 大 是 非 常 驚 人 的 ， 它 給 存 儲 器 的 存 儲 容 量 、 通 信 干 線 的 信 道 傳 輸 率 以 及 計(jì) 算 機(jī) 的 速 度 都 增 加 了 極 大 的 壓 力 ， 解 決 這 一 問 題 ， 單 純 用 擴(kuò) 大 存 儲 器 容 量 、 增 加 通 信 干 線 的 傳 輸 率 的 辦 法 是 不 現(xiàn) 實(shí) 的 。 　　數(shù) 據(jù) 壓 縮 技 術(shù) 為 圖 像 、 視 頻 和 音 頻 信 號 的 壓 縮 ， 文 件 存 儲 和 分 布 式 利 用 ， 提 高 通 信 干 線 的 傳 輸 效 率 等 應(yīng) 用 提 供 了 一 個(gè) 行 之 有 效 的 方 法 ， 同 時(shí) 使 計(jì) 算 機(jī) 實(shí) 時(shí) 處 理 音 頻 、 視 頻 信 息 ， 以 保 證 播 放 出 高 質(zhì) 量 的 視 頻 、 音 頻 節(jié) 目 成 為 可 能 。 　　國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 協(xié) 會 ， 國 際 電 子 學(xué) 委 員 會 ， 國 際 電 信 協(xié) 會 等 國 際 組 織 ， 于 二 十 世 紀(jì) 90年 代 領(lǐng) 導(dǎo) 制 定 了 三 個(gè) 重 要 的 有 關(guān) 視 頻 圖 像 壓 縮 編 碼 的 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) ， JPEG標(biāo) 準(zhǔn) ； H． 261標(biāo) 準(zhǔn) ； MPEG標(biāo) 準(zhǔn) 。 　　2.1.1 JPEG 　　它 是 國 際 上 彩 色 、 灰 度 、 靜 止 圖 像 的 第 一 個(gè) 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) ， 它 不 僅 適 于 靜 態(tài) 圖 像 的 壓 縮 ， 電 視 圖 像 序 列 的 幀 內(nèi) 圖 像 的 壓 縮 編 碼 ， 也 常 采 用 JPEG壓 縮 標(biāo) 準(zhǔn) ?！　?.1.2 H． 261 　　它 是 視 頻 圖 像 壓 縮 編 碼 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) ， 主 要 用 于 視 頻 電 話 和 電 視 會 議 ， 可 以 以 較 好 的 質(zhì) 量 來 傳 輸 更 復(fù) 雜 的 圖 像 。 　　2.1.3 MPEG 　　MPEG視 頻 壓 縮 技 術(shù) 是 針 對 運(yùn) 動 圖 像 的 數(shù) 據(jù) 壓 縮 技 術(shù) 。 目 前 又 分 為 MPEG－ I、 MPEG－ Ⅱ 、 MPEG－ IV、 MPEG－ 7和 MPEG－ 21。 　　MPEG－ I最 初 用 于 數(shù) 字 存 儲 上 活 動 圖 像 及 伴 音 的 編 碼 ， 數(shù) 碼 率 為 1． 5Mbit／ s， 圖 像 采 用 SIF格 式 ， 兩 路 立 體 聲 伴 音 的 質(zhì) 量 接 近 CD音 質(zhì) ， 到 現(xiàn) 在 ， MPEG－ I壓 縮 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 已 經(jīng) 相 當(dāng) 成 熟 ， 廣 泛 地 應(yīng) 用 在 VCD制 作 ， 圖 像 監(jiān) 控 領(lǐng) 域 。 　　MPEG－ Ⅱ 是 MPEG－ I的 擴(kuò) 充 、 豐 富 和 完 善 。 MPEG－ II的 視 頻 數(shù) 據(jù) 速 率 為 4— 5Mit／ S， 能 提 供 720× 480(NTSC)或 720× 576(PAL)分 辨 率 的 廣 播 級 質(zhì) 量 的 視 像 ， 適 用 于 包 括 寬 屏 幕 和 高 清 晰 度 電 視 (HDTV)在 內(nèi) 的 高 質(zhì) 量 電 視 和 廣 播 。 　　隨 著 網(wǎng) 絡(luò) 、 有 線 ／ 無 線 通 信 系 統(tǒng) 的 迅 猛 發(fā) 展 ， 交 互 式 計(jì) 算 機(jī) 和 交 互 性 電 視 技 術(shù) 的 普 遍 應(yīng) 用 ， 以 及 視 頻 、 音 頻 數(shù) 據(jù) 綜 合 服 務(wù) 等 應(yīng) 用 的 發(fā) 展 趨 勢 ， 對 計(jì) 算 機(jī) 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 壓 縮 編 碼 、 解 碼 技 術(shù) 及 其 遵 循 的 標(biāo) 準(zhǔn) 提 出 更 多 更 高 的 要 求 ， 有 許 多 要 求 MPEG－ I和 MPEG－ Ⅱ 標(biāo) 準(zhǔn) 是 難 以 支 持 的 ， 因 此 MPEG－ Ⅳ 應(yīng) 運(yùn) 而 生 ， 它 正 是 為 解 決 這 些 高 需 求 而 推 出 的 。 　　根 據(jù) MPEG－ Ⅳ 開 發(fā) 的 不 同 的 壓 縮 編 碼 ， 我 們 可 以 分 為 如 下 幾 類 ： ● 基 于 內(nèi) 容 的 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 訪 問 工 具 ： 應(yīng) 用 于 從 在 線 的 程 序 庫 和 傳 送 信 息 的 數(shù) 據(jù) 庫 中 進(jìn) 行 基 于 內(nèi) 容 的 信 息 檢 索 。 ● 基 于 內(nèi) 容 的 處 理 和 比 特 流 編 輯 ： 應(yīng) 用 于 交 互 式 家 庭 購 物 、 影 視 的 制 作 和 編 輯 、 數(shù) 字 特 技 。 ● 混 合 自 然 和 人 工 數(shù) 據(jù) 編 碼 ： 應(yīng) 用 于 動 畫 和 音 響 的 自 然 組 合 ， 在 游 戲 節(jié) 目 中 觀 眾 可 以 移 動 和 傳 送 覆 蓋 在 要 查 看 的 視 頻 之 上 的 圖 形 ， 從 不 同 的 觀 察 點(diǎn) 描 繪 圖 形 和 聲 音 。 ● 改 進(jìn) 的 時(shí) 間 隨 機(jī) 訪 問 ： 應(yīng) 用 于 音 像 數(shù) 據(jù) 的 遠(yuǎn) 程 終 端 隨 機(jī) 訪 問 。 ● 改 進(jìn) 的 編 碼 效 率 ： 應(yīng) 用 于 低 帶 寬 信 道 上 的 有 效 音 像 數(shù) 據(jù) 存 儲 和 傳 送 。 ● 多 重 并 行 數(shù) 據(jù) 流 的 編 碼 ： 多 媒 體 表 演 ， 如 虛 擬 現(xiàn) 實(shí) 游 戲 ， 3維 動 畫 ， 訓(xùn) 練 和 飛 行 模 擬 ， 多 媒 體 演 示 和 教 育 。 　　如 今 ， 越 來 越 多 的 聲 像 信 息 以 數(shù) 字 形 式 存 儲 和 傳 輸 ， 這 為 人 們 更 靈 活 地 使 用 這 些 信 息 提 供 了 可 能 性 。 但 隨 之 而 來 的 問 題 是 ， 隨 著 網(wǎng) 絡(luò) 上 信 息 爆 炸 性 的 增 長 ， 獲 取 到 我 們 感 興 趣 的 信 息 的 難 度 卻 越 來 越 大 。 傳 統(tǒng) 的 基 于 關(guān) 鍵 字 或 文 件 名 的 檢 索 方 法 顯 然 不 適 于 數(shù) 據(jù) 量 龐 大 、 又 不 具 有 天 然 結(jié) 構(gòu) 特 征 的 聲 像 數(shù) 據(jù) ， 因 此 近 些 年 來 多 媒 體 研 究 的 一 個(gè) 熱 點(diǎn) 是 聲 像 數(shù) 據(jù) 的 基 于 內(nèi) 容 的 檢 索 ， 例 如 “ 從 這 段 新 聞 片 中 找 出 有 首 相 、 總 統(tǒng) 的 鏡 頭 ” 這 種 形 式 的 檢 索 。 實(shí) 現(xiàn) 這 種 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 一 個(gè) 關(guān) 鍵 性 的 步 驟 是 要 定 義 一 種 描 述 聲 像 信 息 內(nèi) 容 的 格 式 ， 而 這 與 聲 像 信 息 的 存 儲 形 式 (編 碼 )又 是 密 切 相 關(guān) 的 。 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 運(yùn) 動 圖 像 專 家 組 注 意 到 了 這 方 面 的 需 求 和 潛 在 的 應(yīng) 用 市 場 ， 在 推 出 影 響 極 大 的 MPEG— 1、 MPEG－ 2之 后 ， 尚 未 完 成 MPEG－ 4的 最 后 定 稿 ， 便 開 始 著 手 制 定 專 門 支 持 多 媒 體 信 息 基 于 內(nèi) 容 檢 索 的 編 碼 方 案 ： MPEG－ 7。 　　MPEG－ 7作 為 MPEG家 族 中 的 一 個(gè) 新 成 員 ， 正 式 名 稱 叫 做 “ 多 媒 體 內(nèi) 容 描 述 接 口 ” ， 它 將 為 各 種 類 型 的 多 媒 體 信 息 規(guī) 定 一 種 標(biāo) 準(zhǔn) 化 的 描 述 ， 這 種 描 述 與 多 媒 體 信 息 的 內(nèi) 容 本 身 一 起 ， 支 持 用 戶 對 其 感 興 趣 的 各 種 “ 資 料 ” 的 快 速 、 有 效 地 檢 索 。 　　以 下 一 些 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 將 從 MPEG－ 7標(biāo) 準(zhǔn) 的 制 定 中 獲 益 ： ● 數(shù) 字 化 圖 書 館 (圖 像 分 類 目 錄 ， 音 樂 字 典 ， … ) ● 多 媒 體 目 錄 服 務(wù) ● 廣 播 式 媒 體 選 擇 (收 音 機(jī) 頻 道 ， 電 視 頻 道 ， … ) ● 多 媒 體 編 輯 (個(gè) 人 電 子 新 聞 服 務(wù) ， 媒 體 著 作 )還 有 一 些 潛 在 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 ： ● 教 育 ● 旅 游 信 息 ● 娛 樂 (例 如 尋 找 游 戲 、 卡 拉 OK節(jié) 目 ) ● 購 物 (例 如 尋 找 你 喜 歡 的 衣 服 ) 　　MPEG－ 21的 范 圍 可 以 描 述 成 是 一 個(gè) 決 定 性 (關(guān) 鍵 )技 術(shù) 的 集 成 ， 這 些 技 術(shù) 可 以 通 過 訪 問 全 球 網(wǎng) 絡(luò) 和 設(shè) 備 實(shí) 現(xiàn) 對 多 媒 體 資 源 的 透 明 和 增 強(qiáng) 的 使 用 。 其 功 能 包 括 ： 內(nèi) 容 創(chuàng) 建 、 內(nèi) 容 產(chǎn) 品 、 內(nèi) 容 發(fā) 布 、 內(nèi) 容 消 耗 和 使 用 、 內(nèi) 容 表 示 、 知 識 產(chǎn) 權(quán) 管 理 和 保 護(hù) 、 內(nèi) 容 識 別 與 描 述 、 財(cái) 政 管 理 、 用 戶 的 隱 私 權(quán) 、 終 端 和 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 抽 取 、 事 件 報(bào) 告 等 。