多媒体通信技术与应用
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1.1 多媒体通信的基本概念

在了解什么是多媒体通信之前,应首先了解什么是多媒体,什么是媒体。下面首先介绍媒体的概念。

1.媒体

“媒体”是信息表示、传输和存储的形式载体。“媒体”的英文是Medium,复数是Media。在通信和计算机领域,媒体有两种含义:一是指传递信息的载体,中文常译为媒介,这一类媒体包括文本、音频、图形、图像和视频等;二是指存储信息的实体,中文常译为媒质,这一类媒体包括磁盘、光盘和半导体存储器等。

根据国际电信联盟电信标准局ITU-T建议,媒体可划分为5大类。

(1)感觉媒体(Perception Medium)

感觉媒体是指人类通过其感觉器官,如听觉、视觉、嗅觉、味觉和触觉器官等直接产生感觉(感知信息内容)的一类媒体,这类媒体包括:声音、文字、图像和视频等。

(2)表示媒体(Representation Medium)

表示媒体是指一类用于数据交换的编码类媒体,这类媒体包括:图像编码、文本编码和声音编码等。其目的是为了能有效地加工、处理、存储和传输感觉媒体。

(3)显示媒体(Presentation Medium)

显示媒体是指进行信息输入和输出的媒体。输入媒体包括:键盘、鼠标、摄像头、话筒、扫描仪和触摸屏等,输出媒体包括:显示屏、打印机和扬声器等。

(4)存储媒体(Storage Medium)

存储媒体是指进行信息存储的媒体。这类媒体包括:硬盘、光盘、软盘、磁带、ROM和RAM等。

(5)传输媒体(Transmission Medium)

传输媒体是指承载信息,将信息进行传输的媒体。这类媒体包括:双绞线、同轴电缆、光缆和无线电链路等。

根据ITU-T定义,多媒体通信中的“媒体”特指表示媒体,即多媒体通信系统应具有处理、显示、存储和传输多种表示媒体(编码信息)的功能。

2.多媒体

1987年,第二届国际CD-ROM年会上展出了世界上第一台多媒体计算机,首次将彩色电视技术和计算机技术融合在一起,该技术后定名为数字视频交互(Digital Video Interactive, DVI),这便是多媒体(Multimedia)技术的雏形。多媒体技术一经出现即在世界范围内引起巨大反响,成为人们关注的热点之一。同年,国际上成立了交互声像工业协会,后于1991年更名为交互多媒体协会(Interactive Multimedia Association,IMA),其时已有15个国家的200多个公司加入其中。

多媒体计算机区别于普通计算机的一个主要技术特征是在多媒体计算机中增加了对包括伴音在内的活动图像(即动作连续的电视图像)的处理、存储和显示的能力,能在实时的条件下存储、传送活动图像,并显示活动图像,即实现了对视频信号的实时压缩和实时解压缩。多媒体计算机的第二个技术特征是能够使在时间上有相关性的多种媒体保持同步。在电视系统中,伴音信号与图像信号组合成一个信号进行传送,因此它们始终保持着同步关系,但在多媒体计算机中,伴音信号与视频图像信号可以作为两个信号分别存储,因此只有保证它们在读取、处理和显示过程中的正确时间关系才能使它们保持同步。

在多媒体技术发展的过程中,人们一直试图通过一个准确的定义来描述多媒体技术,但是由于多媒体技术是一种融合技术,其中计算机、彩色电视和通信技术具有复杂性和多样性的特点,由此融合起来而产生的多媒体技术,覆盖面更宽,技术更复杂,很难一言以蔽之,结果是人们从各自的角度出发,根据各自的研究方向给出了不同的多媒体技术的定义。

“多媒体数据是由内容上相互关联的文本、图像、声音、动画和活动图像等媒体的数据所形成的复合数据。”

“所谓多媒体是相对单媒体而形成的概念,是指把多种不同的媒体,如文字、声音、图形、图像和视频等综合集成在一起而产生的一种存储、传播和表现信息的全新载体。”

“所谓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、图信息的技术,具有集成性、实时性和交互性的特点。

通常将数字化的活动图像信息存储在数据库中,但当数据库与用户多媒体计算机分开时,用户就需要通过通信网络调用远处数据库中的图像信号和伴音信号,这样多媒体技术便延伸至通信领域,多媒体通信技术应运而生。

3.多媒体通信

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。从本质上讲,多媒体通信就是把多媒体信息数字化以后,在通信网络上通过数据传输技术进行传输,然后再实现多媒体信息远程应用的过程。在这个过程中,需要维持多媒体信息的多样性和数据的海量性、信息的同步性等特点。

在物理结构上,由若干个多媒体通信终端、多媒体服务器,经过通信网络连接在一起构成的系统就是多媒体通信系统。一般来说,一个多媒体通信系统应该具备以下三个特征。

(1)集成性

集成性包括多种媒体的集成和多种业务的集成。

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,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。

此外,在一台多媒体终端上既可以处理各种媒体中数据量最大的电视信号,也可以处理其他数据量较小的多项业务,如电子邮件、信息查询等,从而实现多项业务的融合。

(2)交互性

交互性包括人——机交互和人与人的交互。

在人——机交互中,系统向用户提供操作界面,用户通过一系列指令使系统实现相应功能,这种人与系统之间“对话”式的操作就是交互操作。在多媒体通信系统中,是对多媒体信息以交互的方式进行操作,例如,对活动图像进行“暂停”“回放”等录像机式的操作。

此外,一些多媒体系统,例如视频会议、可视电话、协同工作等,还支持人与人之间的交互。与传统的支持人与人交互的电话通信系统相比,这些系统使用了多种媒体,不仅包括语音,还包括图像、视频等,并且融合了除通话外的多项业务,如修改文件、共同观看等。

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,在传统的模拟电视系统中,电视机能够处理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,因此普通电视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,对播放的全过程可以控制,所以视频点播属于多媒体通信系统。

(3)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,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。同步性是多媒体通信系统中最主要的特征之一。