第一章多媒體信息及其通信網絡概述第一節多媒體信息與通信的基本概念第二節信息處理系統的形式與變遷第三節多媒體通信網絡的發展第四節多媒體通信及其應用領域第五節多媒體信息處理及通信的發展趨勢【學習目標】

（1）掌握媒體、多媒體的基本概念。

（2）掌握多媒體通信及其基本特征。

（3）了解智能信息處理及多媒體通信網絡的發展。

（4）了解多媒體通信的應用。

（5）了解多媒體信息與通信的發展趨勢。

第一節多媒體信息與通信的基本概念

1.1.1媒體按照傳統的說法，媒體指的是信息的載體。在計算機領域中，媒體有以下兩種含義：(1)信息的存儲實體，如磁盤、光盤、磁帶、半導體存儲器等。(2)傳遞信息的基本元素，如文字、聲音、圖形、動畫和圖像等。1.媒體的形式常見的媒體形式有以下幾種：（1）文本(Text)：包含字母、數字、字、詞語等基本元素。（2）圖形(Graph)：多媒體中的靜態可視元素之一，一般是以采用算法語言或某些應用軟件生成的矢量圖(VectorDrawing)的形式來表達的。（3）圖像(Image)：多媒體的一種靜態可視元素，其基本形式為位圖(Bitmap)。（4）視頻(Video)：多媒體技術中的一類重要媒體，屬于動態可視元素。圖像與視頻是兩個既有聯系又有區別的概念。（5）音頻(Audio)：頻率大約為15Hz～20kHz的聲音。（6）動畫(Animation)：采用計算機動畫軟件創作并生成的一系列可供實時演播的連續畫面，屬于一種動態可視媒體元素。2.媒體的分類媒體通?？梢苑譃橐韵挛宸N：（1）感知媒體（PerceptionMedium）：人類的感官能直接感知的一類媒體。這類媒體有聲音、樂音、動畫、運動圖像、圖形和噪音等。（2）表示媒體（RepresentationMedium）：為了更有效地加工、處理和傳輸感知媒體而人為研究和構造出來的一種媒體。它包括上述感知媒體的各種編碼，諸如語言編碼、靜止和活動圖像編碼，以及文本編碼等。（3）呈現媒體（PresentationMedium）：將媒體信息的內容呈現出來，在轉換中用于信息輸入和輸出的媒體。因此，呈現媒體可分為輸入呈現媒體和輸出呈現媒體兩種。其中，輸出呈現媒體有顯示器、打印機、喇叭等；輸入呈現媒體有鍵盤、鼠標、麥克風、掃描儀、觸摸屏等。（4）存儲媒體（StorageMedium）：用于存儲表示媒體的物理介質，如磁盤、光盤、磁帶、半導體存儲器等。（5）傳輸媒體（TransmissionMedium）：用來表示媒體從一處傳遞到另一處的物理傳輸介質，如同軸電纜、雙絞線、光纖及其他通信信道。1.1.2多媒體多媒體由Multiple（多）和Media（媒體）復合而成。多媒體不僅指多種媒體信息本身，而且包含處理和應用多媒體信息的相應技術，因此“多媒體”常被當作“多媒體技術”的同義詞。在談到多媒體技術中的媒體時，往往指的不是媒體本身，而是處理和應用它的一套技術。與多媒體相對應的是單媒體，以往的信息處理是以單媒體的方式進行的，但人們在獲取、處理和交流信息時，往往表現為視覺、聽覺、嗅覺等感覺器官的并用。由此可見，單媒體方式難以滿足人們對信息交流和處理的要求，而多媒體方式能和人們的自然交流和處理信息的方式達到最好的匹配。多媒體技術就是利用計算機技術把文本、圖像、圖形、動畫、音頻及視頻等多種媒體有機地集成起來，使人們能以更加自然的方式使用信息，并與計算機進行交互，且使表現的信息圖文聲并茂。在很大程度上多媒體信息是現有的多個領域的信息技術進行重組、優化和革新的結果。1.1.3多媒體信息在現代信息技術中，目前能夠用比特（bit）表示的媒體信息基本上包括以下幾類信息：（1）文本信息。（2）圖信息。（3）動態信息。（4）音頻信息。（5）觸覺信息。（6）其他信息。（7）多媒體信息。1.1.4多媒體通信及其特征1.多媒體通信的概念及技術多媒體通信(MultimediaCommunication)技術是多媒體技術與通信技術的有機結合，突破了計算機、通信、電視等傳統產業間相對獨立發展的界限，是計算機、通信和電視領域的一次革命。簡單來說，多媒體通信技術就是在計算機的控制下，對多媒體信息的采集、處理、表示、存儲和傳輸。2.多媒體通信的特征1）多媒體信息的特點多媒體信息的主要特點包括以下幾個方面：（1）信息的多樣性和數據的海量性。（2）信息的同步性。（3）多媒體信息的應用特性。2）多媒體通信的特征根據多媒體信息的特點，一個多媒體通信系統應該具備以下三個方面的特征：（1）集成性。（2）交互性。（3）同步性。

第二節信息處理系統的形式與變遷

智能信息處理的發展目標是要制造出具有學習、理解和判斷能力的人工智能系統。它的本質就是要研究一些算法來提取出信號中的有用信息，從而實現系統的智能控制。智能信息處理的一個非常重要的目標，就是要制造出能看會說、有感情有思維的機器人。這使該領域的研究工作主要集中于語音處理、圖像處理、計算機視覺等幾個方面。語音處理的目的是對人們發出語音的規律及特點進行研究，以便讓計算機能夠“說話”和聽懂人的語言。這也就是我們通常所說的語音信號的合成與識別。語音合成技術發展最快，已基本達到實用化水平。不過利用現有技術合成的語音在自然度方面與人的發音仍有很大差距，這也是語音合成技術今后研究的目標。為了適應通信技術的發展，人們還對語音信號的編碼方法進行了深入的研究，以便把語音信號壓縮在一個更窄的頻帶內傳輸。圖像處理技術研究的目的是讓計算機具備視覺功能。目前人們在圖像分割和識別方面的研究已經取得了重大進展，并已成功地將圖像處理技術應用于機器人視覺中，并在工廠的自動生產線上發揮了重要的作用。圖像處理技術中關于圖像壓縮編碼方法的研究，由于其廣泛的應用前景及誘人的經濟效益，越來越受到人們的重視?！叭斯ど窠浘W絡”是一種新型的智能信息處理系統。它可以模仿人類大腦進行學習、記憶，并具有自適應和自組織能力，特別是能夠處理不完善、不準確、甚至非常模糊的信息。另外通過聯想記憶，它還能從部分信息中獲得全部信息。可以說未來以“人工神經網絡”為基礎的計算機，將會代替現在的數字計算機來完成智能信息處理中的許多重要工作。。

第三節多媒體通信網絡的發展

“三網合一”是指將計算機網、電視網和電信網在傳輸、接收和處理等方面合而為一，并全面實現數字化。但“三網合一”并不是簡單的三網相加，必須同時在傳輸、交換和接入等各層具備寬帶化、較好的QoS（QualityofService，服務質量）以及統一的信息表示方式，才能構筑其賴以生存的技術前提。數字化、綜合化、寬帶化已成為今后網絡建設的潮流，基于光纖的寬帶IP網代表著網絡發展的方向。IP技術是未來數據網絡中的核心技術，是承載各種應用業務的平臺，而在IP網上實現多媒體通信更是世界各國的主要目標。隨著這樣的趨勢繼續發展下去，人們更加期待著能夠在一個統一的網絡上開展各種業務、傳輸各種信息以保障高效率地利用網絡資源和更好地開展業務。因此三大網絡的融合是勢在必行的，且這種融合不僅是業務上的融合，更是網絡上的融合。而IP就是能夠實現這種融合最好的統一的協議，所以無論未來的基礎網絡會采用什么樣的結構，寬帶多媒體業務都必將會統一到IP網上。在通信領域中，只有擁有了充足的帶寬，才能夠快速傳輸音頻、視頻和數據等多種媒體信息。因此，帶寬引起了各層次人們的關注，投資商紛紛追加投資，運營商大舉進攻，各企業家也躍躍欲試，而用戶和媒體更是望穿秋水、翹首以盼。快速發展的光通信技術為未來的寬帶多媒體應用描繪了美好的前景，光纖通信的速率每10年可增長100倍，而這種增長速度還可以持續10年左右。寬帶速率的持續增長更是為寬帶多媒體技術的發展奠定了堅實的基礎。手機自問世以來，歷經了1G、2G、3G和4G的發展過程。其中第一代移動通信系統采用的是模擬技術，只能進行語音通話。第二代移動通信系統相對第一代增加了接收數據的功能，如接收電子郵件或網頁。第三代移動通信技術則定位于實時視頻，高速多媒體和移動Internet訪問業務，是將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。眾多專家均認為未來多媒體通信的主要特征就是可移動的多媒體通信業務，而利用先進的空中接口技術、核心包分組技術以及對頻譜的高效利用，是完全可以實現的。

第四節多媒體通信及其應用領域

隨著網絡計算機技術的快速發展，多媒體通信技術已經取得了長足發展，并在多個領域得到了廣泛應用。1.多媒體通信技術在教育行業中的應用多媒體通信技術在教育行業中的應用主要表現在以下幾個方面：（1）多媒體通信技術在教育行業的認知教學中得到了重要應用。（2）網絡多媒體通信技術在教育行業的知識獲取和保持中得到了重要應用。（3）網絡多媒體通信技術在教育行業的教學組織管理中得到了重要應用。（4）多媒體通信技術在教育行業的學習環境構建中得到了重要應用。2.多媒體通信技術在高速公路中的應用多媒體通信技術的發展，使之能在高速公路的運營上建立起一套指揮調度及信息綜合處理的智能化管理系統，可在集成視頻、語音、數據的基礎上對高速公路運輸管理系統進行更加便捷、直接、清晰的調控，為智能交通系統以及高速公路系統的指揮調度帶來很大的便利，并能建立實時、準確、高效的綜合運輸和管理調控，大幅度提升高速公路交通運輸效率和高速公路交通服務水平。目前，多媒體通信技術運用在高速公路的多媒體調度和管理方面有較好的表現，主要體現在以下幾個方面：（1）可進行視頻會議。（2）可建立視頻聯動，實時監控現場。3.無線多媒體通信技術的應用前景目前在我國，任何通信系統提供多媒體服務都具有十分廣闊的應用前景，由于無線多媒體通信技術具有較高的技術含量和多樣化的功能，將給人們帶來更多的便利，因此更受公眾的青睞，具有無限的發展空間。到目前為止，我國各大城市的數字無線通信系統在各個地區已經開放使用，數字無線通信系統的開發空間越來越廣泛，寬帶與衛星移動通信系統的技術目前也有課題研究，這不但為我國在本世紀的通信和信息電子產業的發展奠定了基礎，同時也為無線多媒體通信研究創造了若干的條件。但是，我們面臨的諸多現實問題卻是不容樂觀的。大部分移動通信設備主要還是進口的，一些國外公司給我國通信現代化和移動通信市場的發展帶來契機，但是并沒有推動我國有關行業的創新開發潛力，相反給許多大中型國有企業的生存發展帶來了巨大的影響，甚至使之到了瀕臨破產的危機。我國通信產業的生產鏈還很薄弱，有很多好的資源沒有得到充分利用。

第五節多媒體通信及其應用領域

隨著信息技術的發展，傳統的信息處理方式和表現手段已經難以適應社會的需要。作為現代科技發展的最新成就，多媒體信息與通信技術為媒體的集成和信息的傳播提供了豐富的手段。1.信息處理技術的發展趨勢信息處理技術的發展將影響人們的生活，其發展趨勢有以下幾個方面：（1）人工神經網絡。人工神經網絡是一種應用類似于大腦神經突觸連接的結構進行信息處理的數學模型。（2）人工智能。人工智能（ArtificialIntelligence）是相對人的自然智能語言，即用人工的方法和技巧模仿、延伸和擴展人的智能，實現某些“機器思維”。（3）進化計算。進化計算是基于自然選擇和自然遺傳等生物進化機制的一種搜索算法。（4）模糊進化神經網絡。模糊進化神經網絡融合模糊邏輯、進化計算和神經網絡理論與技術，是符號智能和計算智能的有機融合。2.多媒體通信技術的發展趨勢多媒體通信技術在未來將會朝著以下幾個方向發展：（1）多媒體移動通信將成為通信領域的重要技術之一。（2）多媒體移動通信技術將有效促進通信行業的快速發展。（3）多媒體移動通信技術將實現與網絡技術的融合，實現技術升級。多媒體通信技術仍然在不斷地發展，其發展方向的特點有以下幾點：①高質量（分辨率）：在不增加網絡負擔的前提下提高視頻和音頻質量。②高速度：尋找更簡單高效的處理方法及采用更新的硬件處理設備，縮短處理時間。③簡單化：便于操作，適應各種用戶的需求。④高維化：圖像信息采用三維、四維的處理技術。