3.1.7　多媒体通信技术

我们所看到的报纸、杂志、电影、电视等，都是以各自的媒体传播信息的，例如报纸杂志以文字、图形等作为媒体，电影电视是以文字、声音、图形、图像作为媒体，那么媒体在计算机中的含义是什么？

媒体在计算机领域中有两种含义，一种是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；另一种是指多媒体技术中的媒体，即指信息载体，如文本、声频、视频、图形、图像及动画等。

多媒体技术是指利用计算机技术把各种信息媒体综合一体化，使它们建立起逻辑联系，并进行加工处理的技术。所谓“加工处理”主要是指对这些媒体的录入，对信息进行压缩和解压缩、存储、显示、传输等。

1．媒体的分类

根据国际电信联盟的定义，媒体共有如下五大类。

（1）感觉媒体

直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉的媒体。如引起听觉反应的声音，引起视觉反应的图像等。

（2）表示媒体

传输感觉媒体的中介媒体，即用于数据交换的编码。如图像编码（JPEG、MPEG等）、文本编码（ASCII码、GB2312等）和声音编码等。

（3）显示媒体

进行信息输入和输出的媒体。如键盘、鼠标、扫描仪、话筒及摄像机等为输入媒体，显示器、打印机、喇叭等为输出媒体。

（4）存储媒体

用于存储表示媒体的物理介质，如硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM及RAM等。

（5）存储媒体

传输表示媒体的物理介质。如电缆、光缆、双绞线和无线电链路等。

2．多媒体通信的体系结构

多媒体通信的体系结构主要包括以下五个方面的内容。

（1）传输网络

它是体系结构的最底层，包括局域网、广域网、城域网、ISDN、B-ISDN及FDDI等高速数据网络。该层主要为多媒体通信的实现提供了最基本的物理环境。

（2）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来说是透明的。

（3）多媒体服务平台

该层主要以不同媒体（文本、图形、图像、语音及视频等）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。

（4）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、联合编辑以及各种形式的远程协同工作等。

（5）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，如远程培训、远程维护、远程医疗等。

3．多媒体通信的特点

多媒体通信具有以下5种特性。

（1）多样性

多样性指计算机所能处理的信息从最初的数值、文字、图形扩展到声音和视频信息（运动图像）。视频信息的处理是多媒体技术的核心。

（2）集成性

集成性是指将多媒体信息有机地组织在一起，综合表达某个完整内容。

（3）交互性

交互性是指提供人们多种交互控制能力，使人们获取信息和使用信息变被动为主动。交互性是多媒体技术的关键特征。

（4）实时性

多媒体技术需要同时处理声音、文字、图像等多种信息，其中声音和视频图像还要求实时处理以同步的方式开始工作。因此，还需要能支持对多媒体信息进行实时处理的操作系统。

（5）数字化

数字化指多媒体中的各个单媒体都是以数字形式存放在计算机中。

4．多媒体通信关键技术

多媒体技术包括数字信号的处理技术、多媒体通信的网络技术、多媒体终端系统技术、移动多媒体通信的信息传输技术和多媒体数据库技术等。

（1）数字信号处理技术

多媒体通信需要解决的关键问题之一是要使计算机能实时地综合处理声音、文字、图像信息。然而，由于数字化的图像、声音等多媒体数据量非常大，而且视频音频信号还要求快速的传输处理，这使得一般计算机产品特别是个人计算机系列上开展多媒体应用难以实现，因此，视频、音频数字信号的编码和压缩算法成为一个重要的研究课题。

自从1948年出现PCM（脉冲编码调制）编码理论以来，编码技术已有了50年的历史，日趋成熟。目前主要有如下所述3大编码及压缩标准。

1）JPEG标准

JPEG是1986年制定的主要针对静止图像的第一个图像压缩国际标准。该标准制定了有损和无损两种压缩编码方案，对单色和彩色图像的压缩比通常为10∶1和5∶1。JPEG广泛应用于多媒体CD-ROM、彩色图像传真、图文档案管理等方面。

2）MPEG标准

MPEG即“活动图像专家组”，是国际标准化组织和国际电工委员会组成的一个专家组。现在已成为有关技术标准的代名词。

MPEG是目前热门的国际标准，用于活动图像的编码。MPEG包括MPEG-Video、MPEG-Audio、MPEG-System三个部分。MPEG是针对CD-ROM式有线电视传播的全动态影像，它严格规定了分辨率、数据传输率和格式，平均压缩比为50∶1。MPEG-1的设计目标是达到CD-ROM的传输率和盒式录音机的图像质量。它广泛地适应于多媒体CD-ROM、硬盘、可读写光盘、局域网和其他通信通道。MPEG-2的设计目标是在一条线路上传输更多的有线电视信号，它采用更高的数据传输率，以求达到更好的图像质量。MPEG-4计划用于传输率低于每秒64K字节的实时图像。当前，世界上普遍对三个方面感兴趣：无线移动通信、交互式的计算机应用、音频数据和不断增加的各种应用的集成，MPEG-4着力于把这三个方面的应用会聚在一起，将提供一种允许交互性、高压缩和通用的可访问性的新的音频编码标准。MPEG-System则是用于处理视频和音频数据的复合和同步的标准。

3）H.216

H.216是CCITT（国际电报电话会议）所属专家组主要为可视电话和电视会议而制定的标准，是关于视像和声音的双向传输标准。

（2）多媒体通信的网络技术

多媒体通信要求能够综合地传输、交换各种信息类型，而不同的信息类型又呈现出不同的特征。在不同的应用系统中需采用不同的带宽分配方式，多媒体通信技术也要提供必要的支持。

（3）多媒体通信的终端技术

多媒体通信终端是能集成多种媒体信息，能对多媒体信息实现同步，并具有交互功能的通信终端。它必须完成信息的采集、处理、同步、显现等多种功能，而这些功能又涉及信号的处理与识别技术、信源编码的相关技术（当然包括前面提到的压缩技术）以及为了实现有效传输的信道编码技术（包括基带传输技术、频带传输技术、纠错技术等）等。

（4）移动多媒体通信的信息传输技术

移动多媒体通信需要信息的无线传输技术的支持，其关键技术除了上面介绍的3个方面外，还包括射频技术、多址方式、调制方式。

（5）多媒体数据库技术

多媒体数据库是数据库技术与多媒体技术结合的产物。多媒体数据库不是对现有的数据进行界面上的包装，而是从多媒体数据与信息本身的特性出发，考虑将其引入到数据库中之后而带来的有关问题。多媒体数据库从本质上来说，要解决三个难题。第一是信息媒体的多样化，不仅仅是数值数据和字符数据，要扩大到多媒体数据的存储、组织、使用和管理。第二要解决多媒体数据集成或表现集成，实现多媒体数据之间的交叉调用和融合，集成粒度越细，多媒体一体化表现才越强，应用的价值也才越大。第三是多媒体数据与人之间的交互性。没有交互性就没有多媒体，要改变传统数据库查询的被动性，能以多媒体方式主动表现。