多媒体技术基础第1章多媒体技术概要
多媒体技术基础 第1章 多媒体技术概要
第1章多媒体技术概要录1.5多媒体国际标准1.1多媒体的概念1.5.1国际电信联盟(ITU)标1.1.1多媒体是什么准1.1.2超文本的概念1.5.2ISO/IEC标准1.1.3超媒体的概念1.5.3因特网技术标准1.1.4多媒体系统的结构1.5.4万维网协会（W3C)1.2多媒体数据压缩与编码1.6多媒体内容处理1.2.1为什么要压缩1.6.1内容是什么1.6.2内容处理1.2.2两种类型的压缩1.6.3内容标记语言1.2.3三种类型的编码1.6.4多媒体内容检索1.2.4压缩与编码1.7迈向信息时代1.3多媒体与光盘参考文献和站点1.4多媒体与网络1.4.1因特网是什么1.4.2万维网是什么2 of 342025年10月26日第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 2 of 34 第1章 多媒体技术概要目录 1.1 多媒体的概念 1.1.1 多媒体是什么 1.1.2 超文本的概念 1.1.3 超媒体的概念 1.1.4 多媒体系统的结构 1.2 多媒体数据压缩与编码 1.2.1 为什么要压缩 1.2.2 两种类型的压缩 1.2.3 三种类型的编码 1.2.4 压缩与编码 1.3 多媒体与光盘 1.4 多媒体与网络 1.4.1 因特网是什么 1.4.2 万维网是什么 1.5 多媒体国际标准 1.5.1 国际电信联盟(ITU)标 准 1.5.2 ISO/IEC标准 1.5.3 因特网技术标准 1.5.4 万维网协会(W3C) 1.6 多媒体内容处理 1.6.1 内容是什么 1.6.2 内容处理 1.6.3 内容标记语言 1.6.4 多媒体内容检索 1.7 迈向信息时代 参考文献和站点
1.1多媒体的概念多媒体（multimedia）融合两种或两种以上媒体的人-机互动的信息交流和传播媒体超文本(hypertext)包含指向其他文档或文档元素的指针的电子文档。传统文本以线性方式组织，超文本以非线性方式组织超媒体(hypermedia)由文字、声音、图形、图像或电视等媒体元素组成相互关联的超文本系统，用户可方便地浏览与主题相关的内容；提供一种符合人类思维习惯的工作和学习环境2025年10月26日3 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 3 of 34 1.1 多媒体的概念 ◼ 多媒体(multimedia) ➢ 融合两种或两种以上媒体的人-机互动的信息交流和 传播媒体 ◼ 超文本(hypertext) ➢ 包含指向其他文档或文档元素的指针的电子文档。 传统文本以线性方式组织，超文本以非线性方式组 织 ◼ 超媒体(hypermedia) ➢ 由文字、声音、图形、图像或电视等媒体元素组成 相互关联的超文本系统，用户可方便地浏览与主题 相关的内容；提供一种符合人类思维习惯的工作和 学习环境
1.1多媒体的概念(续多媒体系统的结构（黄色部分为本教材介绍的内容）(引自http://www.kom.tu-darmstadt.de/mm-book/)工具和应用（Tools&Applications）教学API设计多媒体搜索引擎用户接口(Learning&Teaching)(user Interface)(ProgrammingAPI)(MultimediaSearchEngine)内容处理成组通信同步文档安全语义(Content(Group(Documents)(Security)(Semantics)(Synchronization)Processing)Communications)多媒体数据库(MM-Database)程序设计(Programming）家媒体服务器（Media-Server）多媒体操作系统（(MMOperatingSystem）通信（Communication）光存储器（OpticalMemories）服务质量（QualityofService）网络(Networks)压缩（Compression）计算机结构清视像声音文本动画图像和图形(Compute Architectures)(Video)(Audio)(Text)(Animation)(Image&Graphics)2025年10月26日4 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 4 of 34 1.1 多媒体的概念(续) ◼ 多媒体系统的结构(黄色部分为本教材介绍的内容) (引自http://www.kom.tu-darmstadt.de/mm-book/) 工具和应用(Tools & Applications) 教学 (Learning & Teaching) API设计 (Programming API) 用户接口 (user Interface) 多媒体搜索引擎 (Multimedia Search Engine) 内容处理 (Content Processing) 文档 (Documents) 安全 (Security) 同步 (Synchronization) 成组通信 (Group Communications) 语义 (Semantics) 多媒体数据库(MM-Database) 程序设计(Programming) 媒体服务器(Media-Server) 多媒体操作系统(MM Operating System) 通信(Communication) 光存储器(Optical Memories) 服务质量(Quality of Service) 网络(Networks) 压缩(Compression) 计算机结构 (Compute Architectures) 图像和图形 (Image & Graphics) 动画 (Animation) 视像 (Video) 声音 (Audio) 文本 (Text) 使用 基础 服务 系统
1.2多媒体数据压缩与编码为什么要压缩降低多媒体数据对存储器容量的要求降低多媒体数据对传输带宽的要求两种类型的数据压缩无损压缩：经过压缩和解压缩后的数据与压缩前的原始数据完全一样的数据压缩技术。文本、代码和数字数据文件必须用无损压缩方法压缩。可把普通变件笑尔压缩到来的23～50%，常角的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法有损压缩：经过压缩和解压缩后的数据与压缩前的原数据不完奎二样，但但不影响人对原始资料裹达的信息造成误解的数据压缩技术。电视和声音文件常包括多宇现给观众和听众的信意，因此奇用有损压缩方法丢掉这些信息，使缩后的数据减少到原来的5%2025年10月26日5 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 5 of 34 1.2 多媒体数据压缩与编码 ◼ 为什么要压缩 ➢ 降低多媒体数据对存储器容量的要求 ➢ 降低多媒体数据对传输带宽的要求 ◼ 两种类型的数据压缩 ➢ 无损压缩: 经过压缩和解压缩后的数据与压缩前的 原始数据完全一样的数据压缩技术。文本、代码和 数字数据文件必须用无损压缩方法压缩。可把普通 文件大小压缩到原来的25～50%；常用的无损压缩 算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。 ➢ 有损压缩：经过压缩和解压缩后的数据与压缩前的 原数据不完全一样，但但不影响人对原始资料表达 的信息造成误解的数据压缩技术。电视和声音文件 经常包括多于呈现给观众和听众的信息，因此可用 有损压缩方法去掉这些信息，使压缩后的数据减少 到原来的5%
1.2多媒体数据压缩与编码(续1)三种类型的编码熵编码：不考虑数据源的无损数据压缩技术。其核心崽想是按照符出现的概率天小给符符号分配长度合适的代码，对常用的符号给它长度较短（即位数较少)的代码，对不常用的符号给它分配长度较长(即位数较多)的代码。最常见的熵编码技术是霍夫蔓编码和算术编码源编码：考虑数据源特性的数据压缩技术。编码时考虑信号源的特性和信号的内容，因此也称“基于语义的编码(semantic-based coding)"。例如，图像编码考虑相邻像素的值可能完全相同或相近，视像相邻顿之间的变化不大，也可能完全相同。为获得比较大的压缩比，通常采用有损数据编码技术混合编码：组合源编码和熵编码的数据有损压缩技术。影视、图像和声音媒体几乎都采用这种编码方式，如JPEG，MPEG-Video和MPEG-Audio。6 of 342025年10月26日第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 6 of 34 1.2 多媒体数据压缩与编码(续1) ◼ 三种类型的编码 ➢ 熵编码：不考虑数据源的无损数据压缩技术。其核 心思想是按照符号出现的概率大小给符号分配长度 合适的代码，对常用的符号给它分配长度较短(即位 数较少)的代码，对不常用的符号给它分配长度较长 (即位数较多)的代码。最常见的熵编码技术是霍夫 曼编码和算术编码 ➢ 源编码：考虑数据源特性的数据压缩技术。编码时 考虑信号源的特性和信号的内容，因此也称“基于 语义的编码(semantic-based coding)”。例如，图像编 码考虑相邻像素的值可能完全相同或相近，视像相 邻帧之间的变化不大，也可能完全相同。为获得比 较大的压缩比，通常采用有损数据编码技术。 ➢ 混合编码：组合源编码和熵编码的数据有损压缩技 术。影视、图像和声音媒体几乎都采用这种编码方 式，如JPEG，MPEG-Video和MPEG-Audio
1.2多媒体数据压缩与编码(续2)压缩与编码表1-1压缩与编码技术压缩类型编码类型编码技术行程长度编码（run-lengthcoding）无损压缩摘编码统计编码霍夫曼（Huffmancoding）(lossless(entropycoding)算术编码（arithmeticcoding）compression)(statistical coding)差分脉冲编码调制DPCM预测（prediction）增量调制（deltamodulation快速傅里叶变换（FFT变换（transformation）离散余弦变换DCT源编码离散小波变换(DWT)有损压缩(source coding)二进制位的位置（bitposition）(按重要性的)分层编(lossy子采样（subsampling）码(layeredcoding)compression)子带编码（subbandcoding）矢量量化*（vectorquantization，VQ）JPEG，JPEG2000混合编码MPEG-1,-2,-4，H.261~H264(hybrid coding)其他专有的编码方法*矢量量化是一种数据有损压缩技术，它用待编码的数据块匹配预先定义的有限数目的码字7 of 342025年10月26日第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 7 of 34 1.2 多媒体数据压缩与编码(续2) ◼ 压缩与编码
1.3多媒体与光盘光盘存储器在多媒体发展史上起了重要作用下列盘统称为光盘存储器或光盘CD(compact disc)DVD(Digital Versatile Disc)福>HD DVD(High Definition DVD)> BD(Blu-ray Disc)磁光盘 MO disk(magneto-optical disk)■光盘的存储容量表1-2光盘的存储容量名称Blu-ray DiscHDDVDDVDCD-ROM激光波长(nm)405(蓝紫）650(红光)780(红光)数值孔径（NA）0.60.850.650.45单层存储容量25GB15 GB4.7GB650MB(单面)双层50 GB30 GB8.5 GB2025年10月26日8 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 8 of 34 1.3 多媒体与光盘 ◼ 光盘存储器在多媒体发展史上起了重要作用 ◼ 下列盘统称为光盘存储器或光盘 ➢ CD(compact disc) ➢ DVD(Digital Versatile Disc) ➢ HD DVD(High Definition DVD) ➢ BD(Blu-ray Disc) ➢ MO disk(magneto-optical disk)——磁光盘 ◼ 光盘的存储容量
1.3多媒体与光盘(续每种光盘都有很多成员，包括-ROM ,-Audio ,-Video,-R(Recordable),-RAM不同的成员用于存储不同的数据，见表1-3表1-3DVD与CD的主要成员主要用途HDDVD*DVDCDBlu-ray Dise*存储数据等BD-ROMDVD-ROMCD-ROMHD DVD-ROM存储影视节目BD-VideoHD DVD-VideoDVD-VideoVideo-CD存储音乐节目BD-AudioHD DVD-AudioDVD-AudioCD-AudioBD-R**存储档案等DVD-RCD-RHD DVD-R随机存储器DVD-RAMCD-MOBD-RAMHDDVD-RAM*有些规范正在制定。2025年10月26日9 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 9 of 34 1.3 多媒体与光盘(续) ◼ 每种光盘都有很多成员，包括 ➢ -ROM， ➢ -Audio， ➢ -Video, -R(Recordable)， ➢ -RAM ➢ . ◼ 不同的成员用于存储不同的数据，见表1-3
1.4多媒体与网络■计算机网络从20世纪90年代开始，计算机网络对多媒体的发展起着巨大的推动作用，多媒体的传输越来越多地依靠网络因特网(Internet)覆控网着诺舞据抗器量国使用TCPIP协议的计算机相互连.世界上规模最大、用户最多的计算机网络20世纪全球发展最迅速、影响最深远和冲击最大的信息存取和处理工真互联网(internet,internetwork)泛指由多种网络通过网络互连设备互连而成的网络在世界上，因特网只有一个，而互联网却数不胜数万维网(World WideWeb，WWW，Web，W3)全球性分布式多媒体信息系统因特网上的最典型应用2025年10月26日10 of 34第1章多媒体技术概要
2025年10月26日 第1章 多媒体技术概要 10 of 34 1.4 多媒体与网络 ◼ 计算机网络 ➢ 从20世纪90年代开始，计算机网络对多媒体的发展 起着巨大的推动作用，多媒体的传输越来越多地依 靠网络 ➢ 因特网(Internet) ◼ 通过网络设备把世界各国使用TCP/IP协议的计算机相互连 接在一起的计算机网络 ◼ 世界上规模最大、用户最多的计算机网络 ◼ 20世纪全球发展最迅速、影响最深远和冲击最大的信息存 取和处理工具 ➢ 互联网(internet, internetwork) ◼ 泛指由多种网络通过网络互连设备互连而成的网络 ◼ 在世界上，因特网只有一个，而互联网却数不胜数 ➢ 万维网(World Wide Web，WWW，Web，W3) ◼ 全球性分布式多媒体信息系统 ◼ 因特网上的最典型应用