1、1.1 基本概念 1.2 多媒体通信 1.3 多媒体通信的关键技术 1.4 多媒体通信的应用 第1章 多媒体通信技术概述第1章 多媒体通信技术概述 随着信息技术、计算机技术和微电子技术的迅速发展，计算机、通信和广播电视三个技术领域相互渗透、相互融合，形成了一门崭新的技术多媒体。人类的信息交流也从单一媒体过渡到了多媒体的形式。多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术有机结合的产物，它集计算机的交互性、多媒体的复合性、通信网的分布性以及广播电视的真实性于一体，打破了传统的单一媒体通信方式和单一电信业务的通信系统格局，向人们提供综合的信息服务，并成为通信技术今后发展的主要方向之一。多媒体通信技术已经渗透
2、到社会生活和工作的各个方面。它的应用对人类的生产、工作及生活方式带来了巨大的变革，使人类进入到一个前所未有的新时代。本章主要介绍多媒体通信技术的基本概念、多媒体通信、多媒体通信关键技术以及多媒体通信的应用。1.1基本概念1.1.1 媒体与媒体类型媒体与媒体类型 媒体媒体 媒体是指信息传递和存储的最基本的技术和手段，即信息的载体。媒体的英文是Medium，复数是media。根据原CCITT（国际电报电话咨询委员会）的定义，媒体可划分为五大类：n感觉媒体（Perception Medium）n表示媒体（Representation Medium）n显示媒体（Presentation Medium）
3、n存储媒体（Storage Medium）n传输媒体（Transmission Medium）常见的媒体类型常见的媒体类型n文本文本 文本包含符号、符号的字体、符号的尺寸、符号的格式与色彩，以及在数据传送和操作管理中的符号编码。目前，文本主要的国际标准和工业标准包括ISO646、ISO10646、T.101、ASCII，以及GB2312等。n图形图形 图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图。它一般由图形编辑器或程序产生，也常被称作计算机图形。计算机对图形文件进行存储时，实际上存储的是绘图指令和有关绘图参数。图形的优点是可以实现无限放大，不会失真，且占用的存储空间小。缺点是颜色不丰富，
4、描述复杂图形比较困难。目前，图形编码主要的国际标准和工业标准包括T.101、T.150、ISO8632，以及ISO7942等。n图像图像 图像是指由像素点阵组成的画面。它包括扫描静态图像和合成静态图像。扫描静态图像通过扫描仪、模数转换装置或数字相机等捕捉；合成静态图像由计算机辅助创建或生成，即通过程序、屏幕截取等生成。图像文件存储的是像素点阵值，在文件格式中没有任何结构信息。图像编码主要的国际标准有JBIG、JPEG以及JPEG2000。n视频与动画视频与动画 视频与动画利用人眼的视觉暂留特性，快速播放一连串静态图像（图形），在人的视觉上产生平滑流畅的动态效果。运动图像压缩标准种类繁多，目前主
5、要标准包括H.261、H.263、H.264、MPEG系列标准等。n声音声音 声音指在听觉范围内的语音、音乐、噪声等音频信息。语音编码标准大部分由ITU-T提出，主要包括G.711、G.723、G.729等。1.1.2 多媒体与多媒体技术多媒体多媒体 多媒体是融合两种或者两种以上媒体元素的信息进行交流和传播的媒体。多媒体元素指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成，目前主要包含文本、图形、图像、声音、动画和视频图像等媒体元素。多媒体具有如下4个主要的特点：n 信息量巨大n 数据类型的多样性与复合性n 数据类型间的区别大n 数据处理复杂多媒体技术多媒体技术 目前公认比较准确的概念是由Lippinco
6、tt和Robinson于1990年2月在Byte杂志上发表的两篇文章中给出的“多媒体技术”的定义：多媒体技术就是计算机交互式综合处理多媒体信息文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。简而言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图等信息的技术，具有集成性、实时性和交互性的特点。1.1.3 超文本与超媒体技术 超文本超文本 1965年，Ted Nelson提出了“超文本”这个术语，而且开始在计算机上实现这个想法。超文本是一种按信息之间的关系非线性地存储、组织、管理和浏览信息的计算机技术。超文本技术与传统计算机技术的区别在于，它不仅注重所要管理的信息，更注重信息
7、间关系的建立和表示。超文本为计算机与人的交流提供了一种新的、更符合人的习惯的方式。超文本的结构形式非常类似于人类的联想记忆结构。人类大脑的记忆结构是一种网状结构，且不同概念之间以联想的方式连接起来。虽然我们对具体的客观对象有相同的概念，但由于每个人不同的教育背景和文化基础，在不同的时间地点环境下，产生联想的结果是千差万别的，这种联想的方式表明了信息在大脑中的结构形式是互联的网状结构且具有动态特性。比如，人们从“太阳”可以联想到月亮、宇宙、草原、大海、森林等等。对于这种互联的网状结构，用一般的文本管理方法是无法进行管理的，需要采用一种比文本更高级的信息管理技术，这就是超文本技术。超文本技术充分利
8、用了计算机技术和网络技术，使信息之间的联系范围扩展到网络世界的众多媒体，涉及海量的信息且速度极其迅速。构成超文本的节点和链可以动态地改变，各个节点中的信息可以进行更新，还可以在超文本结构中加入新的节点和链，形成新的关系、新的组织结构。世界上第一个实用的超文本系统是美国布朗大学在1967年为研究及教学而开发的“超文本编揖系统”（Hypertext Editing System）。从1985年以后，超文本在实用化方面取得了很大进步，开始广泛地应用到各种信息系统。1985年Janet Walker研制的“符号文献检测器”（Symbolics Document Examiner）；1985年布朗大学推
9、出Intermedia系统，在Macintosh上运行；1986年OWL（办公工作站有限公司）引入Guide，这是第一个广泛应用的超文本；1987年Xerox公司推出Notecards，它有一个良好的浏览工具，含有一个层次系统和组织复杂的Notecard网络，还提供了用于网络的组织、显示和管理的一组工具；1987年美国苹果公司在Macintosh微机上推出了HyperCard软件，这是一个十分形象的集图文声为一体的超文本系统；1991年美国Asymetrix公司推出ToolBook系统；1990年位于日内瓦的欧洲量子物理实验室CERN的物理学家和工程师为了与其他协作机构探讨最新学术研究成果而建
10、立的运行于Internet网络的WWW（Web）系统开始流行，成为当前最重要的网络多媒体信息管理系统，全面影响着人类的生活与工作方式。与此同时，超文本的学术理论研究也日益受到重视。1987年ACM超文本专题讨论会（Hypertext87 Workshop）在北卡罗来纳大学召开；1989年第一次超文本公开会议在英国约克郡召开；1990年第一届欧洲超文本会议（ECOH）在法国Inria召开。这些活动都成了系列性会议延续下来，也标志着超文本技术的成熟。同时，ISO等国际组织也制定了超文本方面的标准，推动其商业化的快速发展，并得到越来越广泛的应用。超媒体超媒体 超文本是一种以节点为单位的信息管理技术，
11、节点可以是信息块、某一字符文本集合、信息空间中的某个区域。节点的大小不固定。节点之间用链进行连接形成网状结构，完成信息的组织，形成非线性文本结构。随着计算机技术和多媒体技术的不断发展，节点中的数据已经不仅仅局限于早期超文本的文本形式了，节点可以是图形、图像、动画、音频、视频等，甚至是它们的组合，进而形成了超媒体。超媒体意指多媒体超文本（Multimedia Hypertext），即以多媒体的方式呈现相关文件信息。超文本/超媒体技术的出现，为实现多媒体信息综合有效的管理带来了希望，尤其在Internet飞速发展的今天，超文本/超媒体技术已经成为Internet上信息检索的核心技术。1.2 多媒体
12、通信多媒体通信 多媒体通信是计算机、通信和多媒体技术相结合的产物，目前它已经成为通信的主要方式之一。现在的社会已进入信息时代，各种信息以极快的速度出现，人们对信息的需求日趋增加，这个增加不仅表现为数量的剧增，同时还表现在信息种类的不断增加上。这个巨大的社会需求(或者说是市场需求)就是多媒体通信技术发展的内在动力；另一方面，电子技术、计算机技术、电视技术及半导体集成技术的飞速发展为多媒体通信技术的发展提供了切实的外部保证。由于这两个方面的因素，多媒体通信技术在短短的时间里得到了迅速的发展。1.2.1 多媒体通信的体系结构 图1-1为国际电联ITU-TI.211建议为B-ISDN提出的一种适用于多
13、媒体通信的体系结构模式。图1-1多媒体通信的体系结构 多媒体通信体系结构模式主要包括下列五个方面的内容：n传输网络传输网络 它是体系结构的最底层，包括LAN(局域网)、WAN(广域网)、MAN(城域网)、ISDN、B-ISDN(ATM)、FDDI(光纤分布数据接口)等高速数据网络。该层为多媒体通信的实现提供了最基本的物理环境。在选用多媒体通信网络时应视具体应用环境或系统开发目标而定，可选择该层中的某一种网络，也可组合使用不同的网络。n网络服务平台网络服务平台 该层主要提供各类网络服务，使用户能直接使用这些服务内容，而无需知道底层传输网络是怎样提供这些服务的，即网络服务平台的创建使传输网络对用户
14、来说是透明的。n多媒体通信平台多媒体通信平台 该层主要以不同媒体（正文、图形、图像、语音等）的信息结构为基础，提供其通信支援（如多媒体文本信息处理），并支持各类多媒体应用。n一般应用一般应用 该应用层指人们常见的一些多媒体应用，如多媒体文本检索、宽带单向传输、联合编辑以及各种形式的远程协同工作等。n特殊应用特殊应用 该应用层所支持的应用是指业务性较强的某些多媒体应用，如电子邮购、远程培训、远程维护、远程医疗等。1.2.2 多媒体通信的特征多媒体通信的特征 多媒体通信技术是多媒体技术、计算机技术、通信技术和网络技术等相互结合和发展的产物。在物理结构上，由若干个多媒体通信终端、多媒体服务器经过通信
15、网络连接在一起构成的系统，就是多媒体通信系统。在计算机领域，人们也将该系统称为分布式多媒体系统。多媒体通信系统必须同时兼有多媒体的集成性、计算机的交互性、通信的同步性3个主要特征。集成性集成性 多媒体通信系统能够处理、存储和传输多种表示媒体，并能捕获并显示多种感觉媒体，因此多媒体通信系统集成了多种编译码器和多种感觉媒体的显示方式，能与多种传输媒体接口，并且能与多种存储媒体进行通信。交互性交互性 多媒体通信终端的用户在与系统通信的全过程中具有完备的交互控制能力，这是多媒体通信系统的一个重要特征，也是区别多媒体通信系统与非多媒体通信系统的一个主要准则。例如，在数字电视广播系统中，数字电视机能够处理
16、与传输多种表示媒体，也能够显示多种感觉媒体，但用户只能通过切换频道来选择节目，不能对播放的全过程进行有效的选择控制，不能做到想看就看、想暂停就暂停，因此数字电视广播系统不是多媒体通信系统。而在视频点播（VOD）中，用户可以根据需要收看节目，可以对播放的全过程进行控制，所以视频点播属于多媒体通信系统。同步性同步性 同步性是指在多媒体通信终端上所显示的文字、声音和图像是以在时空上的同步方式工作的。同步性决定了一个系统是多媒体系统还是多种媒体系统，二者的含义完全不同，多种媒体是各种媒体的总称，例如图像、文本和声音等，它们中的任何一种都不是多媒体，只有将它们融合为一体，使它们具有时空上的同步关系，这才是多媒体。同步性也是在多媒体通信系统中最难解决的技术问题之一。1.3 多媒体通信的关键技术多媒体通信的关键技术n多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术n多媒体通信终端技术多媒体通信终端技术n多媒体通信网络技术多媒体通信网络技术n多媒体信息存储技术多媒体信息存储技术n多媒体数据库及其检索技术多媒体数据库及其检索技术n多媒体数据的分布式处理技术多媒体数据的分布式处理技术1.4 多媒体通信的应用 n视频会议系统视频会议系统n远程教育系统远程教育系统n多媒体电子邮件多媒体电子邮件n可视电话系统可视电话系统n视频点播系统视频点播系统n虚拟现实虚拟现实
