1、1,第1章 绪论,1.1 多媒体技术 1.2 多媒体通信技术 1.3 多媒体通信的体系结构 1.4 多媒体通信的特征 1.5 多媒体通信的标准化 1.6 多媒体通信的关键技术,2,1.1 多媒体技术,“媒体”是指信息传递和存取的最基本的技术和手段，是信息表示和传输的载体。多媒体技术中的“媒体” ，往往不是指媒体本身，而是指处理和应用它的一套技术。 例如，日常使用的语音、音乐、报纸、电视、书籍、文件、电话、邮件等都是媒体。,3,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。多媒体技术并非简单地将几个单媒体技术加在一起， 也不是它们的总称， 而是多种技术的有机集成而
2、形成的一个新的多媒体系统。 它是一个涉及多学科和多种技术领域的系统工程， 如计算机技术、电子技术、通信技术、广播电视技术等。,4,根据国际电联（ITU-T）的定义媒体共有五类：(1)感觉媒体 Perception Medium感觉媒体帮助人们感知他们周围的世界，如声音、语音、图像、视频、甜、酸、苦、辣、冷、热等。,5,信息载体的多样性,6,(2)表示媒体 Representation Medium表示媒体是计算机对信息的表示方法的描述。其核心问题：计算机是如何对信息编码的？答案：在计算机中用不同的格式来表示媒体信息。,7,8,(3)显示媒体 Presentation Medium显示媒体是指能
3、够输入和输出信息的那些工具和设备。其核心问题：信息通过什么方式进入计算机或从计算机中出来？纸、屏幕和音箱是计算机传出信息的媒体（输出媒体）。 而键盘、鼠标、照相机和话筒是输入媒体。,9,(4)存储媒体 Storage medium存储媒体是指能够存放信息的数据载体。然而，数据的存储并不局限于计算机的可用部件上，因此纸也是存储媒体。其核心问题是：信息究竟存储在什么地方？缩影胶片、软磁盘、硬盘、CD-ROM以及RADI盘、磁带、移动硬盘、U盘等都是存储媒体。,10,(5)传输媒体Transmission Medium传输媒体是指那些能够连续数据传输的不同的信息载体。其核心问题：信息通过什么来传输？
4、答案：信息通过网络传输。而网络是通过线路、电缆（如同轴电缆和光纤）以及自由空间（无线通信）传输的。,11,.2 多媒体通信技术,多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术相结合的、发展到一定程度的产物。它包括了计算机的交互性、 多媒体的复合性、 通信网的分布性以及广播电视的真实性等优点，并把它们融为一体。,12,三种网络的演变方向,双向通信,交换或寻址,计费、安全,实时性,宽带能力,智能,主要功能,电话交谈,数据传送,电视传送,电信网,计算机网,有线电视网,箭头表示目前演变的方向,三网合一，三网融合,13,三网合一，三网融合,电信网,公用数据网,无线网,有线电视网,计算机局域网,因特网,1835年电
5、报网,1876年模拟电话网3.4KHz,1960年程控电话网64Kb/s,1988年ISDN 192Kb/s-2Mb/s,1992年B-ISDN 155Mb/s-622Mb/s,1976年分组交换网9.6Kb/s-64Kb/s,1990年帧中继网245Mb/s,80年代模拟移动,90年代GSM,2000年 IMT-2000 W-CDMA,70年代CATV,1994年HFC,70年代 10BASE-5 10Mb/s,80年代 FDDI 100Mb/s,90年代初100BASE-T 100Mb/s,90年代中 ATM-LAN IPOA,MPOA,97年 GBE 1000Mb/s,1969年 ARP
6、A,1982年 TCP/IP,1996年 第3,4层交换,2000年 光交换网 Gb/s-Tb/s,450MHz 60ch.模拟TV,750MHz1GHz 200ch。数字TV cable modem,因特网,14,多媒体通信技术的发展,计算机,0，1,通 信,大众传媒,文 本,图象图形,声音,视频,MPC,邮 政,电 报,电 话,数字网,ISDN,信息高速,报 纸,广 播,电 影,电 视,HDTV,ITV,多媒体时代,15,国际电联I.211建议为B-ISDN提出的一种适用于 多媒体通信的体系结构模式,.3 多媒体通信的体系结构,16,1 传输网络。体系结构的最底层， 包括LAN(局域网)、
7、 WAN(广域网)、 MAN(城域网)、 ISDN、 B-ISDN(ATM)、 FDDI 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。,17,2 网络服务平台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。,18,3 多媒体服务平台主要以不同媒体（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。
8、,19,4、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、 宽带单向传输、 联合编辑以及各种形式的远程协同工作等。,20,5 、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， 如电子邮购、 远程培训、 远程医疗等。,21,1.4 多媒体通信的特征,1.集成性多媒体通信系统中的集成性是指能对多媒体数据存储、 传输、 处理、 显现的能力。 在多媒体通信系统中， 信息是以某一种结构的形式存在的。在这些结构化的信息中， 信息由结构框架和结构内容两部分组成。,22,2. 交互性交互性指的是在通信中人与系统之间的相互控制能力。在多媒体通信系统中， 交互性有两个方面的内容：
9、（1）人机接口：也就是人在使用系统的终端时， 用户终端向用户提供的操作界面。（2）用户终端与系统之间的应用层通信协议。,23,3. 同步性同步性指的是在多媒体通信终端上显现的图像、 声音和文字是以同步方式工作的。多媒体通信系统中的同步性是多媒体通信系统中最主要的特征之一， 可以这样说， 信息的同步与否， 决定了系统是多媒体系统还是多种媒体系统。 多媒体通信系统中， 同步可以在三个层面上实现。 这三个层面是： 链路层级同步、 表示层级同步和应用层级同步。,24,链路层级同步是通过信息流帧结构的特殊设计来实现的。 表示层级同步是通过在客体（或文件）复合过程中引入同步机制和超文本组合过程中引入同步机
10、制来实现的。 应用层级同步采用的技术为脚本同步技术。脚本是一种特殊的文本， 它用语意关系将多媒体或超媒体的运作过程和外部处理模块联系起来构成脚本信息， 从而实现完善的多媒体通信。,25,远程教学系统,26,15 多媒体通信的标准化,多媒体的集成性、 分布性、 交互性和同步性对标准化依赖性很强， 需要一个国际性的统一技术标准。提出建议和制定多媒体标准的组织很多， 主要为ITU-T（国际电信联盟电信标准部）、 ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电子技术委员会）三个机构。,27,I T U（CCITT）,I T U（国际电信联盟）是联合国特有的管理国际电信的机构，它管理无线电和电视频率、卫星和电
11、话的规范、网络基础设施、全球通信所使用的关税率。它为发展中国家提供技术专家和设备以提高其技术基础。 I T U过去常被称为C C I T T (国际电报电话协商委员会)，在一些手册和文档中可见对CCITT标准的引用。,28,国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union)，成立于1865年。1947年联合国成立时，国际电信联盟是联合国下设的电信专门机构，是一个政府间的组织。1993年，ITU重组，设立了三个部门：ITUT：电信标准化部门ITUR：无线电通信规范部门ITUD：电信发展部门,29,A N S I,ANSI （美国国家标准协会）是由1
12、000多名来自工业界和政府的代表组成的组织，负责制定电子工业的标准，此外也制定其他行业的标准，如化学和核工程、健康和安全以及建筑行业的标准。 ANSI也代表美国制定国际标准。 ANSI并不命令生产厂商服从它的标准，而是请它们自愿遵守其标准。当然，生产厂商和开发者也通过遵从标准获得潜在客户。遵从标准，其系统将会是可靠的，可与既存基础设施集成。新的电子设备和方法必须通过严格测试才可获得ANSI的认可。,30,E I A,E I A（电子工业联盟）是一个商业组织，其代表来自全美各电子制造公司。 1 9 2 4年E I A作为R M A（无线电生产厂商协会）产生，时至今日，它已涉及到电视机、半导体、计
13、算机以及网络设备。 该组织不仅为自己的成员设定标准，还帮助制定A N S I标准，促使建立更有利于计算机和电子工业发展的立法。,31,I E E E,I E E E（电气与电子工程师学会），是一个由工程专业人士组成的国际社团，其目的在于促进电气工程和计算机科学领域的发展和教育。 I E E E主办大量的研讨会、会议和本地分会议，发行刊物以培养技术先进的成员。I E E E有自己的标准委员会，为电子和计算机工业制定自己的标准，并对其他标准制定组织如A N S I的工作提供帮助。 I E E E技术论文和标准在网络专业受到高度重视。尤其在网络接口卡手册中经常可发现对I E E E标准的引用。,32
14、,I S O,I S O（国际标准化组织）是一个代表了1 3 0个国家的标准组织的集体，它的总部设在瑞士的日内瓦。 I S O的目标是制定国际技术标准以促进全球信息交换和无障碍贸易。 I S O的权威性不仅限于信息处理和通信工业，它还适用于纺织品业、包装业、货物分发、能源生产和利用、造船业，以及银行业务和金融服务。关于螺纹、银行信用卡，甚至货币名称的通用协议都是I S O的工作产物。,33,I ETF,IETF是Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force）的简写。 IETF又叫互联网工程任务组，成立于1985年底，是全球互联网最具权威的技术标准化
15、组织，主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定，当前绝大多数国际互联网技术标准出自IETF。,34,我国也于1995年成立了“全国信息技术标准化委员会多媒体分委会”， 对内负责我国多媒体技术的标准制定工作， 对外则负责与国际性标准化组织保持联系。,35,.6 多媒体通信的关键技术,1. 多媒体信息处理技术在多媒体信息压缩技术中最为关键的就是音/视频压缩编码技术。 视频信息在不压缩的条件下， 其传送速率可在140 Mb/s左右， 高清晰电视（HDTV）可高达1000 Mb/s 。 为了节约带宽， 让更多的多媒体信息在网络上传送， 必须对视频信息进行高效的压缩。,36,为了提高信道利用率， 出
16、现了多种视频压缩技术，如H.261、 H.263、 H.264、 MPEG-1、 MPEG-2 、 MPEG-4、 MPEG-7等一系列视频压缩的国际标准。HDTV经过压缩后的速率只需20 Mb/s； 可视电话，在PSTN上传送时， 可压缩为20 kb/s 左右； 语音信号的压缩技术也得到重大发展， 一路语音信息如不压缩需要64 kb/s 的速率， 经过压缩可以降到32 kb/s 、 16 kb/s 、 8 kb/s 甚至56 kb/s 。,37,2. 多媒体通信的网络技术多媒体通信的网络技术包括宽带网络技术以及接入网技术。 宽带网络技术方面在目前看来， 以ATM技术为核心的B-ISDN是多媒
17、体通信的理想网络， 但从网络的发展趋势来看， 在IP网络上实现多媒体通信是世界各国的主要目标， 然而IP网络的带宽不易控制、 时延不能保障、 QoS不能保证等特点又不利于多媒体通信业务的开展， 因此必须解决这些相关问题。,38,接入网技术方面接入网是目前通信网中的一个瓶颈， 虽然全光网、 无源光网络（PON）、 光纤入户（FTTH）被认为是理想的接入网， 但光终端设备价格偏高、 无源光网络的稳定性和实用性等问题还没有完善地解决。 现阶段大量的窄带双绞铜线因为价格低廉而得到广泛的应用， 因此， 首先必须把重点放在如何充分利用现有铜线， 将其改造为宽带接入网络， 如不对称数字用户线（ADSL）等技
18、术； 可充分利用CATV网络的带宽资源， 使其以适应多媒体通信业务的传输， 如混合光纤同轴系统（HFC）等。,39,3. 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。,40,为了实现多媒体信息的可靠传输和多媒体通信技术的普及， 必须将多媒体通信终端设备做成小型、 可靠、 低价的产品， 因此VLSI和EDA技术也是必不可少的。 这
19、些问题的解决将会推动多媒体通信终端技术的迅速发展。,41,4. 移动多媒体通信的信息传输技术由于移动多媒体通信需要信息的无线传输技术的支持， 其关键技术还包括以下三个方面的移动多媒体信息传输技术：,42,（1） 射频技术 第三代移动通信系统规定使用2 GHz频段。 移动多媒体通信系统使用2.5 GHz频段和5 GHz频段时，频段传播特性不是很好。 现在很多机构都在研发17 GHz、 19 GHz、 30 GHz、 40 GHz、 60 GHz频段的应用。,43,（2） 多址方式 CDMA是第三代移动通信的代表性多址方式， 数据传输速率达到2 Mb/s， 能够实现多媒体通信，即多址方式可以作为移
20、动多媒体通信的接入方式。,44,（3） 调制方式 要实现移动多媒体通信， 就现有的各种调制技术而言， 正交频分多路（OFDM）技术是最优的选择。 这种技术方式不需要特别高的宽带线性功率， 也不必担心高功率信号对常规信号功率的影响。 OFDM的数字信号处理比工作在相应速率的均衡技术简单， 由于载波频率正交， OFDM有较好的多路干扰抑制能力。,45,OFDM orthogonal frequency division multiplexing）正交频分复用作为一种多载波传输技术，主要应用于数字视频广播系统、MMDS（multichannel multipoint distribution ser
21、vice）多信道多点分布服务和WLAN服务以及下一代陆地移动通信系统。OFDM将数据经编码后调制为射频信号，在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。正交性是依靠相邻载波的中心点与零点相重合取得。,46,5. 多媒体数据库技术数据库是指与某实体相关的一个可控制的数据集合， 而数据库管理系统(DBMS)则是由相关数据和一组访问数据库的软件组合而成的。,47,多媒体数据库的基本技术主要包括： 多媒体数据的建模； 数据的压缩还原技术； 存取管理和存取方法； 用户界面技术和分布式技术； 具备传统数据库管理系统的能力； 具备超大容量存储管理能力； 有利于多媒体信息的查询和检索； 便于媒体的集成和编辑； 具备多媒体的接口和交互功能； 能够提供统一的性能管理机制以保证其服务性能等。,
