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、编码步骤:1JPEG压缩是有损压缩,它利用了人的视角系统的特性,使用量化和无损压缩编码相结合JPEG来去掉视角的冗余信息和数据本身的冗余信息压缩编码大致分成三个步骤)使用正向离散余弦变换()把空间域表示的图变1forwarddiscretecosinetransform,FDCT换成频率域表示的图)使用加权函数对系数进行量化,这个加权函数对于人的视觉系2DCT统是最佳的)使用霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码译码或者叫做解压缩的过3程与压缩编码过程正好相反、图像信息如何编码2MPEG视频压缩技术是以两个基本技术为基础的,一是基于子块的运动补偿,能够MPEG16x16减少帧序列的时域冗余度二是基于的压缩技术,减少空域冗余度DCT图像以三种类型的图像格式表示内码帧()、预测帧()、插补帧()MPEG IP Bo帧是完整的独立编码的图像,是不能由其它帧构造的帧,必须存储或传输内码帧也是I基准帧帧经过对它之前的帧进行预测,对预测误差作有条件的存储和传输P I帧是根据其前后的帧或帧的信息进行插值编码而获得B IP各帧之间的关系是:帧仅由前帧构造所得,帧由前、后帧插值所得P B运动补偿算法有二种运动补偿预测法、运动补偿插补法、数据格式3MPEG视频位流分层结构共包括层,分别是图像序列层、图像组层、图像层、宏块片层、MPEG6宏块层、块层每一层支持一个确定的函数,或是一个信息处理函数(运行补偿),或是DCT,一个逻辑函数(同步,随机存取点)等每一层的开始有一个头,作为说明参数组成与功能如下表:层次名称组成功能图像序列层由图像序列头、多个图像组和序列尾组成随机存取单元上下文图像组层图像组头、多个图像(I、P、B帧)组成随机存取单元视频编码基本编码单元图像层图像头和多个宏块片组成理层的同步,其同步的基础是数据流中的一个个基本逻辑数据单元,经过对这些逻辑数据单元的操纵来保证媒体在时间上的准确流层也是媒体内的同步,可是属于服务层,其面正确是多个媒体数据流与媒体层处理数据流内同步不同,它处理的是多流之间的同步,以保证多个数据流在传输和表现过程中能够实现并行和同步对象层对象层同步是针对多媒体演示过程之中的各个多媒体对象的经过相应的时间同步方案,保证各个多媒体对象能够按照规定的次序出现,而且能够响应用户的输入事件描述层描述层的同步解决的是多媒体表现中各个场景的安排与对象同步的描述其重点是作者与系统的接口、同步的时间概念模型20对时间的描述两种表现方法基于时间点和基于时间段方法具体表示参照教材页
177、时间规范为了引入表示多媒体同步所必须的时间信息概念模型,能够向在创立时和合成21时所要求同步的数据对象提供一种时间关系表示的手段包括相对时间规范和绝对时间规范、用串行、并行表示时间关系22参见教材页图
1806.
9、多媒体同步的表示方法23基于图形的表示法:网、标记网、对象合成网模型、统一1Petri PetriMPN OCPNOCPN模型基于脚本的表示法的几个表现的概念2表现表现意味着一次活动演员经过各种媒体进行传播信息的实体角色多媒体表现环境中的各种资源一般常有视角色、听角色、运算角色等活动多媒体表现环境中预定义的多媒体表现的空间和时间序列,而引起发生的事件场景各种角色的活动编排组合构成的多媒体空间表现环境,是对象、活动、事件、情节的有机组合
24、最早时限优先算法(EDF):最早时限的任务具有最高优先权;新任务到达时计算其优先权重新进行调度
25、速率单调算法高速率(周期短)的任务具有高优先权;开始时就计算好任务的优先权进行处理而不需要再进一步的调度、介质调度算法:(传统调度算法与多媒体调度算法的对比)26⑴传统磁盘调度算法主要是为了减少寻道操作的开销,提高数据的流量和对介质的随机存取主要包括先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描法(SCAN)、循环扫描法()、分组扫描法和电梯调度法等C-SCAN⑵多媒体调度算法主要包括最早时限优先法()、算法、分组移动调度EDF SCAN-EDF算法()等GSS、模型与模型的两种模型对应关系27Dexter HAM超媒体系统的模型目标是为开发分布信息之间的互操作和信息共享提供一种标准或Dexter参考规范模型分为三层运行层、存储层和成员内部层运行层和存储层之间的接口称为播放Dexter规范,存储层与成员内部层之间的接口称为定位机制,其基本成分是锚模型把超文本系统划分为个层次:数据库层、超文本抽象机层(层)、用户界HAM3HAM面层(表现层)O超文本抽象机层决定超文本系统结点和链的基本特点,记录了结点之间链的关系,并保存有关结点和链的结构信息层就是实现超文本输入输出格式标准化转换的最佳层次因数据库HAM层存储格式过分依赖机器,用户界面层各系统风格差别很大,很难统一层可理解为超文HAM本概念模式,它提供了对数据库下层的透明性和对上层用户界面层的标准性、超媒体文献模型模型28ODA文献结构是层次的和面向对象的ODA文献结构逻辑结构和布局结构ODA一般结构和具体结构的布局过程确切地决定文档中的每一项被放置的位置它使用特定的逻辑结构、一般结构、ODA内容体系以建立特定的布局结构、与的概念29HTTP HTML超文本传送协议HTTP HyperTextTransferProtocol规定了浏览器和服务器之间的交互规则当前在中广泛采用的是HTTP WWWWWW Web版本,即它还存在着性能缺陷和功能上的不足为此,工作组在HTTP
1.0RFC1945,HTTP1996年月提出了其新版本具有面向对象的特性,资源对象和相应的操作方法能够一起
61.1HTTP传送,一个典型的例子是字节码传送,它实现了软件在网络上的动态执行协议规Java HTTP定了以下主要操作操作,表示以实体的形式取回所标示的任何信息,如果所标示的是一GET个数据处理过程,比如公共网关界面程序,就返回处理后的数据;操作,与语CGI HEADGET义基本相同,可是规定应答消息包中不能含有消息净荷,它经常被用来测试超文本链的HEAD有效性、可访问性和最近的修改状态;另外,还有操作、操作、操作等POST PUTOPTIONS语言HTML HyperTextMarkupLanguage是一种描述性的语言,主要由一些标记组成,每个标记都有一个起始标记和终HTML TAG止标记,比如是黑体标记,这些标记具有描述从字体到页面排版、图形用户界面元素、各种链接的功能,随着语言功能的不断增强,其标记也在不断扩充当前在网上广泛应用的是HTML其标准在中定义的最新版本为过去叫做它解决了HTML
2.0,RFC1866HTML
3.0,HTML+,
2.0的许多局限性和缺点,增强了表格控制功能,增加了数学公式描述等多种标记、多媒体数据库各种体系结构30多媒体数据库的一般结构形式主要包括联邦型结构1针对各种媒体单独建立数据库,每一种媒体的数据库都有自己独立的数据库管理系统虽然它们是相互独立的,但能够经过相互通信来进行协调和执行相应的操作集中统一型结构2只存在一个单一的多媒体数据库和单一的多媒体数据库管理系统各种媒体被统一地建模,对各种媒体的管理与操纵被集中到一个数据库管理系统之中,各种用户的需求被统一到一个多媒体用户接口上,多媒体的查询检索能够统一地表现客户/服务型结构3各种单媒体数据依然相对独立,系统将每一种媒体的管理与操作各用一个服务器来实现,所有服务器的综合和操纵也用一个服务器完成,与用户的接口采用客户进程实现客户与服务器之间经过特定的中件系统连接超媒体型结构4这种体系结构强调对数据时空索引的组织,它把分散到网络上的数据库看成一个信息空间,设计访问工具来访问和使用这些信息、多媒体数据对数据库的影响31⑴数据量大且媒体之间差异也极大,从而影响数据库中的组织和存储方法媒体种类增多增加了数据处理困难2⑶多媒体不但改变了数据库的接口,使其声、文、图并茂,而且也改变了数据库的操作形式,其中最重要的是查询机制和查询方法传统的事务一般都是短小精悍,在多媒体数据库管理系统中也应尽可能采用短事务4为保证播放不致中断,应增加这种处理长事务的能力MDBMS多媒体数据库管理还有考虑版本控制的问题
5、多媒体数据库层次划分*32第一层媒体支持层,建立在多媒体操作系统之上第二层存取与存储数据模型层,完成多媒体数据的逻辑存储与存取第三层概念数据模型层,是对现实世界用多媒体数据信息进行的描述、多媒体数据模型数据模型三要素33多媒体数据模型由种基本要素组成数据结构、数据操作、完整性约束3数据结构数据库系统静态特征的描述数据操作数据库系统动态特征的描述约束条件是实现数据库完整性规则的集合、面向对象数据模型34对象、属性、方法、消息运算体系定义、查询和操纵、基于内容的检索,检索过程、一般结构35基于内容的检索,就是从媒体数据库中提取出特定的信息线索,然后根据这些线索从大量存储在数据库中的媒体中进行查找,检索出具有相似特征的媒体数据基于内容检索的实现方法一是基于传统数据库检索方法;二是基于信号处理理论检索过程初始检索说明系统对示例的特征进行提取,或是把用户描述的特征映射1为对应的查询参数相似性匹配将特征与特征库中的特征按照一定的匹配算法进行匹配满足一定相
(2)似性的一组候选结果按相似度大小排列返回给用户特征调整用户对系统返回的一组满足初始特征的检索结果进行浏览,挑选出满意
(3)的结果,检索过程完成重新检索逐步缩小查询范围,重新开始
(4)一般结构插入子系统负责将媒体输入到系统之中
(1)⑵特征提取子系统对用户或系统标明的媒体对象进行特征提取处理⑶数据库数据库经过组织与媒体类型相匹配的索引来达到快速搜索的目的,从而能够应用到大规模多媒体数据检索过程中查询子系统主要以示例查询的方式向用户提供检索接口
(4)、多媒体数据流基本特征36比特率可变性
1.多媒体传输按其特点能够分为恒定比特率和可变比特率两种类型时间依赖性
2.连续媒体的传输必须是实时的,端到端的等待时间应当控制在一个很短的时间段内.信道对称性3在端到端的传输系统中,传输信道是双向的根据多媒体应用类型的不同,上行和下行信道的通信量可能是对称的,也可能是不对称的、多媒体通信的服务质量机制37QoS是分布式多媒体信息系统为了达到应用要求的能力所需要的一组定量的和定性的特性,它QoS用一组参数表示,典型的有吞吐量、延迟、延迟抖动和可靠性等在一个分布式多媒体信息系统中,一般采用层次化的参数体系结构来定义参数应QoS QoS用层、传输层、网络层、数据链路层参数的种分类方法及举例参数QoS5按性能分端到端延迟、比特率等按格式分视频分辨率、帧率、存储格式、压缩方法等按同步分音频和视频序列起始点之间的时滞从费用角度分连接和数据传输的费用和版权费从用户可接受性分主观视觉和听觉质量管理机制应当提供如下管理特性QoS QoS管理应是可配置的QoS管理应是可协商的QoS管理应是动态的QoS管理应是端到端的QoS管理应是层次化的QoS、几种协议:协议、资源保留协议、协议38STII RTP协议是面向发送方的,由发送方规定和接收组如果新成员要加入接收组,必须STII QoS首先使用常规的数据报向发送方提出请求,然后由发送方重新定义接收组并发布出去这种IP方法的优点是发送方总知道谁是接收者,并控制接收组新成员的加入,这对于某些需要限制多媒体信息传播范围的应用系统(如视频会议内容不便公开广播,仅限少数有关人员收看)来说是必要的,但也会带来一些不便之处,还会增加网络流量负担另外,由于是发送方规定的,QoS对所有接收者都是相同的,这意味着每个接收者不能根据各自的需要选择相应的缺乏灵活QoS,性协议是一种基于网络资源保留的多媒体通信协议,它是经过建立连接为特定的媒体RSVP流保留资源,提供保证的,并定义了和两个类,主要用于支持视QoS GSCLS QoSInternet频会议之类的多媒体应用的个主要特征是:RSVP2
①保留组播树的带宽,单播是一特殊情况;
②接收端驱动,即接收端启动和维护资源的保留协议提供了一种端到端的强制性同步控制机制,以满足多媒体流内和流间的同步控制RTP需求基于的带宽调节控制算法能够将报文丢失率限制在某一范围内,使基于无连接协议RTP的网络传输质量的不稳定性得到了一定的补偿与其它多媒体通信协议相比,的协议IETF RTP具有协议简单、易于实现、传输控制信息占用的通信带宽小、无需路由器支持等特点、分布式多媒体系统39经过网络连接,以不同层次的分布式工作的多媒体系统就是分布式多媒体系统、多媒体通信系统40多媒体通信系统从本质上讲,具备个特性集成性、交互性、同步性3多媒体通信系统特点在传输速率上要求高
(1)要求信息的同步
(2)⑶多媒体通信系统对传输误码率的要求变化较大多媒体通信系统要求动态重构
(4)、定义、特征、几种主要模型40CSCW计算机支持的协同工作CSCW:群件系统的基本特征“共同任务“和“共同环境”典型协作模型对话模型、会议模型、过程模型、活动模型、分层模型宏块片层宏块片头和多个宏块组成重同步单元每个宏块由六个块组成:4个亮度块2个色度块运行补偿单元宏块层每个块有8X8像素DCT单元块层、帧间格式4H.2611/4是为在综合业务数字网上开展双向声像业务可视电话、视频会议H.261ITU-T ISDN而制定的,速率为的整数倍只对和两种图像格式进行处理,每帧图64kb/s H.261CIF QCIF像分成图像层、宏块组层、宏块层、块层来处理是最早的运动图像压缩标隹,它详细制定了视频编码的各个部分,包括运动补偿的H.261帧间预测、变换、量化、帽编码,以及与固定速率的信道相适配的速率控制等部分DCT压缩算法采用运动补偿帧间预测与分块相结合的混合编码DCT、香农-范诺编码5香农-范诺算法这种方法采用从上到下的方法进行编码Shannon-Fano首先按照符号出现的频度或概率排序,例如和如表所示A,B,C,D E,4-02然后使用递归方法分成两个部分,每一部分具有近似相同的次数表算法举例表4-02Shannon-Fano符号出现的次数分配的代码需要的位数10g21/PiA
150.
3751.41500030B
70.
1752.51450114C
70.
1752.51451014D
60.
1502.E
50.
1253.
0.香农范诺编码举例、霍夫曼编码:从下到上的编码方法.6答案初始化,根据符号概率的大小按由大到小顺序对符号进行排序1把概率最小的两个符号组成一个节点,如图中的和组成节点2D EPio重复步骤得到节点、和形成一棵“树”,其中的称为根节点32,P2P3P4,P4从根节点开始到相应于每个符号的“树叶”,从上到下标上“上枝或者”下枝,4P401”至于哪个为哪个为“则无关紧要,最后的结果仅仅是分配的代码不同,“1“0”而代码的平均长度是相同的从根节点开始顺着树枝到每个叶子分别写出每个符号的代码,如表所示5P4霍夫曼编码举例表符号出现的次数分配的代码需要的位数log1/pi2A
150.
3751.41500030B
70.
1752.51450114C
70.
1752.51451014D
60.
1502.E
50.
1253.B
0.17__Q______D1rvc1s1n6c/八1Q11D.T7/A1GQ口「4巨ZXL※/万II这两种方法都自含同步码,在编码之后的码串中都不须要另外添加标记符号,即在译码时分割符号的特殊代码另外,霍夫曼编码方法的编码效率比仙农-范诺编码效率高一些、与之间的区别7MPEG4MPEG2和标准的根本区别是是基于内容的压缩编码方法具有高MPEG4MPEG2MPEG4MPEG4校压缩、基于内容交互(操作、编辑、访问等)以及基于内容分级扩展(空域扩展、时域扩展)等特点、标准8MPEG-7标准即”多媒体内容描述接口”其目标就是产生一种描述多媒体信息的标准,MPEG-7满足实时、非实时以及推-拉应用的需求并将该描述与所描述的内容相联系,以实现快速有效的检索、种媒体技术感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体的的概95⑴感觉媒体()直接作用于人的感官,产生感觉(视、听、嗅、味、触PreceptionMedium觉)的媒体称为感觉媒体例如语言、音乐、音响、图形、动画、数据、文字、文件等都是感觉媒体,也就是本章中讨论的媒体口表示媒体为了对感觉媒体进行有效的传输,以便于进行加工和处理,2PresentationMedium而人为地构造出的一种媒体称为表示媒体例如语言编码,静止和活动图象编码以及文本编码等都称为表示媒体口⑶显示媒体显示媒体是显示感觉媒体的设备显示媒体又分为两类,一类是DisplayMedium输入显示媒体,如话筒,摄象机、光笔以及键盘等,另一种为输出显示媒体,如扬声器、显示器以及打印机等口传输媒体传输媒体是指传输信号的物理载体,例如同轴电缆、光4TransmissionMedium纤、双绞线以及电磁波等都是传输媒体口⑸存储媒体用于存储表示媒体,也即存放感觉媒体数字化后的代码的媒体StorageMedium称为存储媒体例如磁盘、光盘、磁带、纸张等、、标准的内容10H261H320是最早的运动图像压缩标准,是为开展可视电话、视频会议而制定H.261ITU-T IS-DN的,速率为的整数倍它详细制定了视频编码的各个部分,包括运动补偿的帧间预测、64kbit/s变换、量化、熔编码以及与固定速率的信道相适配的速率控制等部分只对DCT H.261CIF和两种图像格式进行处理,每帧图像分成图像层、宏块组层、宏块层、块QCIF GOBMB Block层来处理是一个系列标准,传输速率在之间,它的主要组成部分为H.32064kbit/s-2Mbit/s H.221提供把音频、视频、数据和控制信息复用进单个比特流的标准,使用时分复用系统,帧TDM长为提供用于方式命令和指示以及功能交换的标准提供用于视频10ms°H.230/H.242H.261编码的标准是一个新的可选方式,能提供更好的图像质量提供用于音频编码H.263G.721标准和是可选的代替方式除了视频和音频信道外,在需要时能够传送数据G.722G728例如会议T.
120、光存储媒体11光存储的类型只读型、一次写型和可重写型光存储系统的技术指标尺寸、容量、平均存取时间、数据传输率、误码率、平均无故障时间等、的存储格式,和有什么差别?12CD-ROM CD-ROMmordel CD-ROMmorde2标准(黄皮书)规定了的基本数据格式,是红皮书的扩充,黄皮书又ISO9660CD-ROM可细分为和两组标准包括和为model mode2Model ISO9660HFS,Mode2CD-ROMXAo提供了声音压缩和声音质量水平的选择CD-ROMXA和格式不同之处Model Mode2用户数据量不同为个字节,为个字节Modell2048Mode22336•存储数据的类型不同用于存放对错误极为敏感的数据,如计算机程序等;而Model•用于存放对错误不太敏感的数据,如声音、图像、图形等Mode2的数据经过检验后的误码率为对声音、图像类的数据能够不必做进Mode2CIRC1/109,•一步校驹;而要满足计算机数据误码率小于的要求,则应对的数据作进一1/1012Model步校验、什么是13MIDI是指乐器数字接口,它规定了电子乐器与计算机之间相互数据通信的协议是数字音MIDI乐的国际标准任何电子乐器,只要有处理消息的微处理器,并有合适的硬件接口,都MIDI能够成为一个设备MIDI的特点MIDI与波形声音相比,不是声音数据而是指令;MIDI能够与其它波形声音配合使用;MIDI对的编辑也很灵活;在音质上与真正的乐器无法比拟MIDI MIDI、算术编码(计算)14算术编码把一个信源集合表示为实数线上的到之间的一个区间这个集合中的每个元1素都要用来缩短这个区间信源集合的元素越多,所得到的区间就越小,当区间变小时,就需要一些更多的数位来表示这个区间,这就是区间作为代码的原理算术编码首先假设一个信源的概率模型,,然后用这些概率来缩小表示信源集的区间新子区间的起始位置二前子区间的起始位置+当前符号的区间左端前子区间X长度新子区间的长度二前子区间的长度当前符号的概率等价于范围长度最后得到的字期间X的长度决定了表示该区域内的某一个数所需的位数解码是编码的逆过程算术编码举例:采用固定模式符号概率分配如下:字符aeiou频率范围[0,
0.2[
0.2,
0.5[
0.5,
0.6[
0.6,
0.8[
0.8,
1.0编码数据串为令为间隔的高端,为低端,为间隔的长度,为编码字符eai,high lowrange rangelow分配的间隔低端,为编码字符分配的间隔高端rangehigh初台4high=1,low=0,range=high-low,一个字符编码后新的和如下计算low highLow=low+range xrangelowHigh=low+range xrangehigh在被编码时,的贝[]1e erangelow=
0.2,rangehigh=
0.5,Lo w=0+1x
0.2=
0.2High=0+l x
0.5=
0.5Range=high-low=
0.5-
0.2=
0.3此时分配给的范围是[e
020.5编码时使用新生成的范围[.的贝2a2,
0.5,a rangelow=0,rangehigh=02ULow=
0.2+
0.3x0=
0.2High=
0.2+
0.3x
0.2=
0.26Rangehigh=
0.06范围变成2,
0.26又寸编码,字符的则3i irangelow=
0.5,rangehigh=
0.6,range=
0.06Low=
0.2+
0.06x
0.5=
0.23贝!]High=
0.2+
0.06x
0.6=
0.236,用[表示若解码器直到最后范围是[马上可解得一个
0.23,
0.236eai,
0.23,
0.236,字符为然后依次得到最后得到e,a,I,eai..、脉冲编码、分量编码调制15脉冲编码调制是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式,其最大的特点是把连PCM续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量,然后将其转化为代码形式传输所谓分量编码就是彩色全电视信号在转换成数字形式之前,先被分离成亮度信号和色差信号,然后对它们分别进行编码,分量信号或被分别编码后,再合成数字X B-Y,R-Y,R,G B信号、多媒体著作工具类型和特点16多媒体创作工具分类以卡或页为基础的创作工具是一个以卡或页为基础的多媒体创作工具;提1ToolBook供一种面向对象的程序设计语言OPENSCRIPT.以图符为基础,基于事件的创作工具提供了个以上的系统变量及功2Authorware200能来决定属性、数据抓取、对象处理及显示等工作,甚至控制作业流程的分支,跳画面及循环等效果最大特点是使用个图符组成的界面Authorware15以时间为基础的创作工具由公司所发行,可在与3MacroMedia WindowsMacintosh下执行的多媒体编辑创作工具结合了动作、声音、文字、图形、动画多媒体显示环境,使用时间轴来组织其元素使用时间轴及控制面板来组织一个场景以传统程序语言为基础的创作工具和是推出在4VisualC++VisualBASIC Microsoft环境下开发的程序语言,也是多媒体编着软件Windows其它专用的创作工具多媒体开发环境下利用编程播放音频和视频文件5Windows MCI•基于脚本语言的写作工具,如ToolBook;•基于流程图的写作工具,如Authorware;•基于时序的写作工具,如Action;、同步系统对各个媒体对象按照先来后到的关系进行的控制过程,就是同步
17、同步的种类18应用同步应用层同步又称表现同步或交互同步,是从用户应用的角度出发而进行的同1步,重点在于表现与交互合成同步合成同步又称为”媒体之间的同步”,这种同步涉及到不同类型的媒体数据,2侧重于它们在合成表现时的时间关系的描述现场同步现场同步是要表现出同一个应用中数据源方与表现方之间存在的实际同步关3系,也既端-端之间的同步关系系统同步系统同步又称”媒体内部的同步”,是指该层同步如何根据各种输入媒体对4应的实际硬件系统设备的性能参数来协调实现其上层合成同步所描述的各对象间的时序关系、同步的分层服务模型19媒体层针正确是单独的媒体数据。