第12章多媒体新技术展望 介绍多媒体技术相关的几个研究热点 数据压缩新技术 MPEG-21标准 智能交互设备 ■虚拟现实技术
第12章 多媒体新技术展望 介绍多媒体技术相关的几个研究热点 ◼ 数据压缩新技术 ◼ MPEG-21标准 ◼ 智能交互设备 ◼ 虚拟现实技术
12.1数据压缩新技术 ■基于分形的压缩方法 ■小波变换在图像压缩中应用
12.1 数据压缩新技术 ◼ 基于分形的压缩方法 ◼ 小波变换在图像压缩中应用
1.基于分形的压缩方法 分形( fractal):是那些局部和整体按某种方式相 似的集合。 分形的应用十分广泛:不规则几何造型、图像 处理等。基于分形的图像压缩主要是利用自相 似的特点通过迭代函数系统(IFS)来实现 IFS的基本思想:认定几何对象的全貌与局部, 在仿射变换的意义下,具有自相似结构」 这样,几何对象的整体被定义之后,选择若干 仿射变换,将整体形态变换到局部。这一过程 可以迭代进行下去,直到得到满意的造型
1. 基于分形的压缩方法 ◼ 分形(fractal)：是那些局部和整体按某种方式相 似的集合。 ◼ 分形的应用十分广泛：不规则几何造型、图像 处理等。基于分形的图像压缩主要是利用自相 似的特点通过迭代函数系统(IFS)来实现. ◼ IFS的基本思想：认定几何对象的全貌与局部， 在仿射变换的意义下， 具有自相似结构. ◼ 这样，几何对象的整体被定义之后，选择若干 仿射变换，将整体形态变换到局部。这一过程 可以迭代进行下去，直到得到满意的造型
■IFS是收缩映射,每个IFS都有自己的吸引子 迭代到一定程度就基本收敛到吸引子上 对PIFS,图像被分成88或4x4的小块称为值 域块;IFS通过一些仿射变换在更大的定义域 块(16X16或8X8)上作用,以寻求某个标准下 匹配的值域块与定义域块。 ■为了加快速度,可以对值域块和定义域块进行 分类,如平滑块、简单边缘块、复杂边缘块等, 使得搜索只在相应的类别中进行,加快分形压 缩方法的速度是研究的热点
◼ IFS是收缩映射，每个IFS都有自己的吸引子， 迭代到一定程度就基本收敛到吸引子上。 ◼ 对PIFS， 图像被分成8ⅹ8或4ⅹ4的小块称为值 域块； IFS通过一些仿射变换在更大的定义域 块(16ⅹ16或8ⅹ8)上作用， 以寻求某个标准下 匹配的值域块与定义域块。 ◼ 为了加快速度， 可以对值域块和定义域块进行 分类， 如平滑块、简单边缘块、复杂边缘块等， 使得搜索只在相应的类别中进行， 加快分形压 缩方法的速度是研究的热点
2.小波变换在图像压缩中应用 简单地说,变换编码是将信号数据投影到一个 函数空间的基上,然后对变换系数进行编码 ■所选用的变换必须满足: (1)能够接受图像信号的非平稳性; (2)至少应该是双正交的; (3)在空间域和频率域都具有良好的局部化特性; (4)具有快速算法
2.小波变换在图像压缩中应用 ◼ 简单地说，变换编码是将信号数据投影到一个 函数空间的基上，然后对变换系数进行编码 。 ◼ 所选用的变换必须满足： (1)能够接受图像信号的非平稳性； (2)至少应该是双正交的； (3)在空间域和频率域都具有良好的局部化特性； (4)具有快速算法
概括地说,小波是由一个满足条件p0dx=0的函数 通过平移缩放而产生的一个函数族φ,b: 1/2 a, x-b)),a,b∈R,a≠0 小波变换是一种频率上伸缩自由的变换,不受带宽约 束的图像压缩方法。当信号带宽较窄时,它可以通过 缩小的方法对窄带信号的刻划较为精细。当信号带宽 较宽时,它可以通过放大的方式使描述能够满足精度 的需要。 另外,兼有时/频分析优越性的小波分解算法,在克 服DCT变换时产生的方块效应方面具有良好性能 小波变换已用在JPEG2000标准中
◼ 概括地说，小波是由一个满足条件∫R φ(x)dx=0的函数 φ通过平移缩放而产生的一个函数族φa，b： φa，b (x)=|a|-1/2φ((x-b)/a)， a,bR，a≠0 ◼ 小波变换是一种频率上伸缩自由的变换，不受带宽约 束的图像压缩方法。当信号带宽较窄时， 它可以通过 缩小的方法对窄带信号的刻划较为精细。当信号带宽 较宽时， 它可以通过放大的方式使描述能够满足精度 的需要。 ◼ 另外， 兼有时/频分析优越性的小波分解算法， 在克 服DCT变换时产生的方块效应方面具有良好性能。 ◼ 小波变换已用在JPEG2000标准中
122MPEG-21标准化方案 ■信息技术的发展要求有统一的标准来规范交流行为,使用 户能得到更多的信息提供源,并扩大网络电子交易的机会。 MPEG组织在199910月墨尔本会议上提出了MPEG21(多 媒体框架)的概念并试图用多媒体框架将各种服务综合在 起并进行标准化 MPEG-21的最终目标是协调不同层次间的多媒体技术标 准,建立一个交互式的多媒体框架,此框架能够支持各 种不同的应用领域,允许不同用户使用和传递不同类型的 数据,并实现对知识产权的管理和数字媒体内容的保护
12.2 MPEG-21标准化方案 ◼ 信息技术的发展要求有统一的标准来规范交流行为， 使用 户能得到更多的信息提供源，并扩大网络电子交易的机会。 ◼ MPEG组织在1999年10月墨尔本会议上提出了MPEG-21(多 媒体框架)的概念并试图用多媒体框架将各种服务综合在 一起并进行标准化。 ◼ MPEG-21的最终目标是协调不同层次间的多媒体技术标 准， 建立一个交互式的多媒体框架， 此框架能够支持各 种不同的应用领域， 允许不同用户使用和传递不同类型的 数据，并实现对知识产权的管理和数字媒体内容的保护
根据2000年3月的MPEG会议报告,最初希望MPEG-21能 包含6个方面:用户需求;内容之间的相互作用;内容的 描述;内容的认证;知识产权管理和保护相关技术;终 端和网络。 ■随后的2000年6月会议中进一步定乂了多媒体框架的范围, 将工作放在10个主题:网络传输;服务质量和灵活性 内容质量;使用方便;媒体物理格式的相互协调能力 支持/订阅模式;内容的查询、过滤、定位、恢复和存储; 消费内容的公布;消费者的使用权;消费者的隐私权
◼ 根据2000年3月的MPEG会议报告，最初希望MPEG-21能 包含6个方面：用户需求；内容之间的相互作用；内容的 描述；内容的认证；知识产权管理和保护相关技术；终 端和网络。 ◼ 随后的2000年6月会议中进一步定义了多媒体框架的范围， 将工作放在10个主题：网络传输；服务质量和灵活性； 内容质量；使用方便；媒体物理格式的相互协调能力； 支持/订阅模式；内容的查询、过滤、定位、恢复和存储； 消费内容的公布；消费者的使用权；消费者的隐私权
2001年1月在意大利召开的MPEG第55次会议中 决定把多媒体框架暂时浓缩到以下几个方面: (1)数字化条目声明。 (2)数字化条目认证和描述。 (3)内容处理和使用。 (4)知识产权管理和保护。 (5)终端和网络 (6)内容描述。 (7)事件报告
◼ 2001年1月在意大利召开的MPEG第55次会议中， 决定把多媒体框架暂时浓缩到以下几个方面： (1)数字化条目声明。 (2)数字化条目认证和描述。 (3)内容处理和使用。 (4)知识产权管理和保护。 (5)终端和网络。 (6)内容描述。 (7)事件报告
MPEG专家组还就如下几个问题达成一致意见: (1)MPEG-21中,对用户的定义取决于他们在交易过程中担当 的角色,无论是信息的提供方还是信息的接受方,或是传 递信息方都是用户。他们都是电子商务的主体之一,地位平 等,并可在不同的交易中担当不同的角色。 (2MPEG-21中,联系用户并使用户之间发生相互作用的称为 内容。对内容的使用包括对内容施加的操作,如內容的建立、 定位,内容的传送、收集、发布、提交,内容的消费等
◼ MPEG专家组还就如下几个问题达成一致意见： (1)MPEG-21中， 对用户的定义取决于他们在交易过程中担当 的角色， 无论是信息的提供方还是信息的接受方， 或是传 递信息方都是用户。他们都是电子商务的主体之一， 地位平 等，并可在不同的交易中担当不同的角色。 (2)MPEG-21中，联系用户并使用户之间发生相互作用的称为 内容。对内容的使用包括对内容施加的操作， 如内容的建立、 定位，内容的传送、收集、发布、提交， 内容的消费等