1、數字媒體處理技術與應用主講：李祖松Email：第1章 緒論1.1 數字媒體技術與應用概述 1.2 數字媒體應用的關鍵技術 1.3 典型數字媒體應用 1.4 數字媒體產業鏈 第1章 緒論學習要求：了解數字媒體技術相關概念和應用，并在后續學習中掌握數字媒體應用的關鍵技術信號處理、網絡通信等相關技術的進步使得數字視頻和音頻壓縮編解碼相關研究取得令人矚目的成就，應用范圍也越來越廣。 數字視音頻編碼國際標準的制定和產業化，促進了新興的數字媒體產業。 主要體現在以下幾個方面：1.1 數字媒體技術和應用概述（1）一系列數字視頻壓縮編解碼國際標準的形成，加之音頻壓縮編碼技術的逐漸成熟，形成了多種數字音頻國家編

2、解碼標準，大大促進了數字媒體產業的發展。（2）集成電路設計和制造技術的發展迅速，為數據處理密集型的數字視頻的編解碼，提供了性價比合適的實現可能。（3）控制處理器的性能越來越強，嵌入式操作系統和相關軟件技術的成熟，為數字媒體應用的實現提供了良好的軟硬件平臺。（4）級聯糾錯編碼等相關技術的進步為數字媒體信息傳輸提供了前向糾錯能力，而多進制調制等相關技術的發展實現了高效率的數字調制，確保了高效率的資源利用。（5）互聯網和網絡通信技術的快速發展，基于互聯網或移動網絡的多媒體網絡通信技術的成熟和支持流媒體傳輸的網絡協議的應用，為基于互聯網和移動通信網上的多媒體應用提供了技術支撐。 新世紀后，隨著相關標準

3、的逐漸制定成熟、信息化時代人們對信息需求量的急劇增加，數字視音頻消費屢創新高和DVD應用技術的飛速發展，世界各國紛紛加快了數字媒體產業的建設步伐。 在我國，得益于基礎設施的逐漸完善，和國家大力發展數字衛星通信技術、寬帶網絡通信技術和移動通信技術等相關技術，同時加之行業引導，政策支持和市場調控，使得數字媒體產業發展迅速，對我國信息產業的發展有著舉足輕重的地位。圖1.1 數字媒體相關應用 1.2 數字媒體應用的關鍵技術1、數字視頻編解碼技術 數字化后的數字電視和圖像通信所傳送的視頻和音頻均有極高的數碼率，為了實現數據的有效傳輸，必須壓縮數碼率。 數字圖像存在很大的相關性，去除這些相關性即能實現碼率

4、壓縮，能否實現有效的圖像壓縮編碼就成了是否能實現數字電視及圖像通信的關鍵技術之一，基本的圖像壓縮編碼技術有圖像預測編碼、圖像變化編碼等。 MPEG系列標準是國際影響最大的多媒體技術標準，但MPEG-2已不能適應時代要求，新一代視頻編碼標準H.264將會取代MPEG-2。 中國自主知識產權的面向數字電視盒高清晰度激光視盤播放機標準：AVS。2、數字聲音壓縮編碼技術 目的：高效的對數字聲音信息進行壓縮編碼。 根據聲音帶寬的不同，語音信號可分為：窄帶語音信號（300Hz-7kHz）和寬帶聲音信號（10Hz-20kHz），其編碼標準也各不相同。3、數字音視頻復用、解復用技術 復用，解復用技術：數字電視

5、系統中對多媒體數據在傳輸中進行打包，解包處理。 發送端復用設備將信源編碼器送來數據比特流復合成單路的串行比特流，送給信道編碼系統及調制系統，接收端相反操作。 美國、歐洲、日本等采用MPEG-2數字電視復用傳輸標準，在系統傳輸層定義兩類數據流：節目流（PS）和傳輸流（TS）。HDTV分組長度為188字節，是ATM信元的整數倍。4、數字電視信道編解碼技術 信道編碼是實現信號可靠傳輸的重要保證，數字電視信道編碼的目的是通過糾錯編碼等技術提高數字電視信號的抗干擾能力。 糾錯編碼在信道編碼中占據重要地位，其按照一定規則重新排列信號碼元或加入輔助碼來防止碼元在傳輸過程中出錯，并進行檢錯，糾錯處理，以保證信

6、號的可靠傳輸。5、數字電視調制解調技術 數字電視系統中，采用多進制的數字調制技術可大大提高信道的頻譜利用率。主要調制方式包括： 正交幅度調制（QAM)，四相移相鍵控（QPSK)，殘留邊帶調制（VSB），編碼正交頻分復用（COFDM）。 6、流媒體技術流媒體技術：以音視頻數據流的方式在網絡上傳遞多媒體信息的技術，具有實時性和連續性的特點。 基本的流媒體系統包括編碼器、服務器和播放器三個模塊，模塊之間通過特定的協議相互通信，并按照特定格式互相交換文件數據。 1.3.1 數字電視和數字媒體產業1.3.2 數字電視的發展1.3.3 數字電視系統基本組成和發展進程1.3 典型數字媒體應用 數字電視是一種

7、典型的數字媒體應用，其采用的技術基本上覆蓋了數字媒體其它應用所需要的關鍵技術。1.3.1 數字電視和數字媒體產業1.3.2 數字電視的發展 視頻圖像信息是自然景象通過掃描后在某種介質上的表達，在傳輸或通信時先通過掃描將圖像信息變換成一定格式的視頻圖像信號，經圖像處理、圖像信源編碼、信道編碼及調制后發送出去，在接收端則通過相反的過程將圖像信息恢復。 發展過程總結：利用數字電視技術對電視信號進行處理和傳輸與模擬電視技術相比具有無可比擬的優越性。1.3.3 數字電視系統基本組成和發展進程數字電視系統的組成：數字視頻信號、伴音信號及數據信號經信源編碼后，進行信道編碼，最后進行數字調制，經調制后的數字電視信號經發射機調制發射出去，經信道傳輸后，在接收端調諧器接收到射頻調制信號，經數字解調、信道解碼及解調復用器后，再通過視頻、伴音及數據的解壓縮解碼，恢復成原來的數字電視信號。 數字電視正在逐漸取代模擬電視，并在不斷的發展前進中，成為數字媒體產業中最重要的一個分支。 數字媒體產業已超過通信產業，成為信息產業第一大產業 數字媒體產業鏈：技術專利標準芯片與軟件整機與系統制造數字媒體運營與文化產業（如圖1.2）。 信源編解碼壓縮標準是數字媒體產業的基礎性標準，對數字媒體產業的發展起決定性作用，數字電視、移動多媒體電視、高密度激光視盤等標準對這些應用起著決定性作用