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多媒体技术



多媒体技术的基本概念

    在计算机行业里,媒体有两种含义:其一是指传播信息的载体,如语言、文字、图像、视频、音频等等;其二是指存贮信息的载体,如ROM、RAM、磁带、磁盘、光盘等,目前,主要的载体有CD-ROM、VCD、网页等。多媒体是近几年者出现的新生事物,正在飞速发展和完善之中。

    我们所提到多媒体技术中的媒体主要是指前者,就是利用电脑把文字、图形、影象、动画、声音及视频等媒体信息都数位化,并将其整合在一定的交互式界面上,使电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大的改变了人们获取信息的传统方法,符合人们在信息时代的阅读方式。



多媒体技术的特点

多媒体是融合两种以上媒体的人——机交互式信息交流和传播媒体,具有以下特点:

1、信息载体的多样性:相对于计算机而言的,即指信息媒体的多样性;

2、多媒体的交互性是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作从而为用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段;

3、集成性是指以计算机为中心综合处理多种信息媒体,它包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成。



多媒体技术的应用

近年来,多媒体技术得到迅速发展,多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域,如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中,运用最多最广泛也最早的就是电子游戏,千万青少年甚至成年人为之着迷,可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例,它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品,一对一专业级的教授,使不少莘莘学子受益匪浅。正因为如此,许多有眼光的企业看到了这一形式,纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务,自助式维护,教授使用的功能,方便了客户,促进了销售,提升了企业形象,扩展了商机,在销售和形象二方面都获益。

可以这样说,凡是一个有进取心的企业,都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛,注定了它可在各行各业生根开花。其二,随着计算机的普及,新一代在计算机环境中成长起来的年轻人,已经习惯了这一形式,作为一个有发展眼光的企业,是不会放弃这一未来的消费主体的。其三,由于多媒体信息技术在国外已经非常普及,面对日益国际化的市场,只有跟上国际潮流。





1、多媒体介绍

通常的计算机应用系统可以处理文字、数据和图形等信息,而多媒体计算机除了处理以上的信息种类以外,还可以综合处理图像、声音、动画、视频等信息,开创了计算机应用的新纪元。



多媒体有两大特点:

·信息种类广:多媒体信息除了常规信息种类以外还包括最直观、表现力最强的音、视频信息

·交互性:直接控制多媒体演播



多媒体技术应用的意义在于:

·使计算机可以处理人类生活中最直接、最普遍的信息,从而使得计算机应用领域及功能得到了极大的扩展。

·使计算机系统的人机交互界面和手段更加友好和方便,非专业人员可以方便地使用和操作计算机。

·多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术三大信息处理技术紧密地结合起来,为信息处理技术发展奠定了新的基石。



多媒体技术发展已经有多年的历史了,到目前为止声音、视频、图像压缩方面的基础技术已逐步成熟,并形成了产品进入市场,现在热门的技术如模式识别、MPEG压缩技术、虚拟现实技术正在逐步走向成熟,相信不久也会进入市场。



2、多媒体技术

多媒体技术涉及面相当广泛,主要包括:

·音频技术:音频采样、压缩、合成及处理、语音识别等。

·视频技术:视频数字化及处理。

·图像技术:图像处理、图像、图形动态生成。

·图像压缩技术:图像压缩、动态视频压缩。

·通信技术:语音、视频、图像的传输。

·标准化:多媒体标准化。



下面分别介绍主要多媒体技术的发展状况。



2.1音频技术



音频技术发展较早,几年前一些技术已经成熟并产品化,甚至进入了家庭,如数字音响。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。



音频数字化目前是较为成熟的技术,多媒体声卡就是采用此技术而设计的,数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数,人耳听觉上限在20KHz左右,目前常用的采样频率为11KHz,22KHz和44KHz几种。采样频率越高音质越好,存贮数据量越大。CD唱片采样频率为44.1KHz,达到了目前最好的听觉效果。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围,目前常用的有8位、12位和16位三种。不同的采样数据位数决定了不同的音质,采样位数越高,存贮数据量越大,音质也越好。CD唱片采用了双声道16位采样,采样频率为44.1KHz,因而达到了专业级水平。



音频处理包括范围较广,但主要方面集中在音频压缩上,目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放,目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段,汉语合成几年来也有突飞猛进的发展,实验系统正在运行。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别,虽然目前只是处于实验研究阶段,但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。



2.2视频技术



虽然视频技术发展的时间较短,但是产品应用范围已经很大,与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。



视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。目前采样格式有两种:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2,前者是早期产品采用的主要格式,Y:U:V4:2:2格式使得色度信号采样增加了一倍,视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善,是下一代产品的发展方向。



视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号,从而可以录制到录像带中或在电视上播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。



2.3图像压缩技术



图像压缩一直是技术热点之一,它的潜在价值相当大,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码,一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真,但是压缩比很小,目前主要应用的是后一种算法,图像有损失但压缩比很大,压缩20倍左右时基本看不出失真。



MJPEG是指MotionJPEG,即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号,完成动态视频的压缩。



MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法,它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则,将帧间的冗余去掉,这样大大提高了图像的压缩比例。通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。MPEG算法的缺点是压缩算法复杂,实现很困难。



3、多媒体产品介绍



目前市场上的多媒体产品较多,硬件产品主要包括以下几类:声卡、语音合成卡、CD-ROM、视频卡、视频编码卡、静态图像压缩卡、动态图像压缩卡等,软件产品包括多媒体应用系统制作工具、多媒体信息咨询系统、多媒体数据库等。应用时根据不同的要求选择合适的产品。



3.1多媒体音频产品



声卡是目前多媒体产品中市场最大的产品之一,它的主要功能是将声音采样存入计算机,或将数字化声音转为模拟信号播放,通常它还有MIDI音乐合成器和CD-ROM控制器,高档产品还具有DSP装置。声卡的典型产品为声霸卡系列。



语音合成卡方面国内已研制出汉语合成卡,它可将正文合成语音而播放。语音识别目前还没有相应成熟产品。



CD-ROM采用与激光唱片一样的技术,可将声音、图像等信息存入光盘用于访问。它的容量大,使用中无磨损,已成为多媒体的重要产品之一。目前MO技术的发展已产生了可读写的高速光盘驱动器,应用前景十分广阔。现在最大的应用市场是光盘节目(Title)。



3.2多媒体视频及压缩产品



视频卡可以将电视视频信号转换为数字信号,与VGA信号叠加后在VGA上显示。同时可以捕捉视频图像存盘或小窗口半动态连续的工具,使应用开发摆脱程序设计以及众多多媒体产品的编程问题。MIS(信息管理)系统一直是应用相当广泛的计算机应用系统。多媒体技术的发展已使多媒体MIS系统的开发成为现实,目前多媒可以方便地制作出功能强大的多媒体应用系统而无需写程序。

业如交通旅游,到专业领域的信息咨询等方面应用前景也同样相当广阔。

2008-1-10

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