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计算机多媒体技术是使用计算机交互式综合技术和数字通信网络技术处理多种表示媒体—— 数据、文字、图形图像、视频、声音、各种感知、测量等信息的技术。使用多种硬件和软件，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个交互式的系统。它主要涉及如下几个部分：多媒体数据处理技术，包括交互界面设计、音频技术、视频技术、网像技术、压缩与编码和虚拟现实等；多媒体通信技术，指数据、语音、视频、网像的传输；人工智能．包括智能技术和软硬件等。
计算机多媒体技术的应用现状 近年来．多媒体技术得到迅速发展，多媒体系统的应用更以极强的渗透力进人人类生活的各个领域。在现有的技术应用巾，多媒体技术是炙手可热的领域，新手段、新现象每天都出现，所带来的新感觉、新体验是以往任何时候都无法想象的。人类的工作和生活的方方面面都感觉到它所带来的变化。 1 多媒体数据处理技术的应用 (1)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为视频信号，从而可以录制或播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用．例如．电视台广播级的 编码技术。 (2)音频技术。音频技术主要包括4个方面：音频数字化、语音处理语音合成及语音识别。音频技术发展较早，一些技术已经成熟并产品化，已经大量进入了家庭。越来越多的声像信息以数字形式存储和传输，这为人们更灵活地使州这些信息提供了可能性。语音的识别长久以来一直是人们的美好梦想，让计算机听懂人说话是发展人机语音通信和新一代智能计算机的主要目标。随着计算机的普及．越来越多的人在使用计算机，如何给不熟悉计算机的人提供一个友好的人机交互手段．是人们感兴趣的问题，而语音识圳技术就是其中最自然的一种交流手段。当前，语音识别领域的研究正方兴未艾。存这方面的新算法、新思想和新的应用系统不断涌现。同时，语音识圳领域也正处在一个非常关键的时期，世界各国的研究人员正在向语音识别的最高层次应用——非特定人、大同汇量、连续语音的听写机系统的研究和文 化系统进行冲刺，可以乐观地说．人们所期望的语音识别技术实川化的梦想很快就会变成现实、目前．世界上已研制出汉、英、日、法、德等语种的文语转换系统，并存许多领域得到了广泛应用。 (3)数据压缩技术 数据压缩技术包括图像、视频和音频信号的压缩，文件存储和利用。图像压缩一直是技术热点之一，是计算机处理同像和视频以及网络传输的重要基础， 目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG，同时使计箅机实时处理音频、视频信息，以保证播高质量的视频、音频节目。 (4)虚拟现实。多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种仿佛使人置身其中的虚拟世界巾，对其真实毫不怀疑，通常把这种技术称之为“虚拟现实”(V tual Reality，简称VR)。换句话说，虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界，在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。日前VR技术还主要是应用于少数高难度的军事和医疗以及一些研究部门，但是存教育与训练领域VR技术有不可替代的非常令人鼓舞的应川前景，所以这一发展趋势也应引起我们的注意。例如，达特茅斯医学院所开发的一种“交互式多媒体虚拟现实系统”，可以使医务工作者体验到并学习到如何对各种战地医疗的实际情况作出反应。利用该系统的实习者可以感受到由计箅机仿真所产生的各种伤病员的危险症状，实习者可以从系统中选择某种操作规程对当前的伤病情况进行处理， 可立即看到这种处理方式所产生的结果。为了使实习者获得更深刻的体验，系统还可仿真各种外科手术，其内容包括一般的开刀直至复杂的人体器官替换。 计算机多媒体通信技术的应用 (1)多媒体数据的压缩编码。多媒体系统中需要对多媒体数据进行捕获、存储、传输和播放等处理工作．数据压缩技术是多媒体通信技术的核心问题之一。先进的数据压缩技术尤其是视频压缩技术可实现较低的时延和高的压缩比，达到较好的图像质量．这正是多媒体视听业务能被广泛接受的主要闲素之一。国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际信联盟【ITU)制定了一系列的视频压缩编码标准。随着多媒体业务的不断发展，新的视频和音频压缩编码标准不断涌现．适用范围逐渐扩大，压缩效率大大提高．从而使多媒体通信逐渐应用到日常生活的各个领域。 (2)多媒体数据的同步， 存多媒体通信括术领域．同步技术十分重要 目前，多媒体技术可越多，计算机系统的相应处理子系统也越多，处理这些媒体之间的同步问题也就越复杂 分布式多媒体系统巾的同步要求主要可分为多媒体通信同步、多媒体表现同步及多媒体交互同步等 这些同步功能表现为多媒体同步体系结构中的不同层次的同步要求。 (3)多媒体数据库。在l983年第几屑国际超大规模数据库会议上，D．Tsichritzis等人就提jn了多媒体数据库的概念。近年来由于数据压缩、海量存储、宽带网络、高速汁算机技术的发展，使得多媒体很快成为汁箅机和通信行业的热点，而数据库作为信息管理的有效手段也成了多媒体研究的重要方向之一。 (4)多媒体通信网。通信网络是多媒体应川的传输环境，多媒体通信对信息的传输和交换都提出了新的更高的要求，网络的带宽、交换方式及通信协议都将直接影响能否提供多媒体通信业务与多媒体通信的质量。 人工智能多媒体应用 人工智能是20世纪50年代后期兴起的利川电子计算机模拟人类智力活动的科研领域，即由机器代替人的智能来完成某些丁作。它和多媒体结合的一些成果已存工业、商业、军事、医学和文化教育等方面得到应用人工智能多媒体技术涉及计算机辅助系统、智能信息系统，多媒体智能监控技术等。 (1)计算机辅助系统。根据一定的目标，在计算机上编制一系列的程序，设计和控制过程，使用者通过使用该程序，完成任务，这一系列计算机程序称为计算机辅助软件(Computer Assist，计算机辅助)。 (2)智能信息系统。智能信息系统是获取、处理、应用信息的，主要应用信息领域。与语音图像处理技术比较，智能软件起点较高，应用的专业程度相对也较高，随着计算机技术的发展，智能信息技术逐步形成为一门新的发展方向。 (3)多媒体智能监控技术。智能化网像处理、声音处理、检索查询等多媒体技术综合应川到文时监控系统巾，大大提高了系统功能，使监控系统更广泛地应用到生产、交通、安全、管理、教育、服务、科技、军事等领领域。它能够及时应对各种复杂情况，迅速作出反应，同时将信息存储到数据库巾以备查询，并交互地综合同 文、声、动l研多种媒体信息，使监控的表现形式更为生动、直观，人机界面更为友好。 计算机多媒体技术的发展前景 计算机多媒体技术的发展前景有3个方面：多媒体技术集成化、多媒体终端的智能化和嵌人化、网络化发展。 计算机多媒体技术集成化 在传统的计算机应用中，大多数都采用文本媒体．所以对信息的表达仅限于“显示”。存未来的多媒体环境下，各种媒体并存，视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉媒体信息的综合与合成，就不能仅仅用“ 表示”完成媒体的表现了。各种媒体的时空安排和效应．相互之间的同步和合成效果，相互作川的解释和描述等都是表达信息 影视声响技术广泛应用，使多媒体的时空合成、同步效果，可视化、可听化以及灵活的交互方法等是多媒体领域的发展方向 多媒体交互技术的发展，使多媒体技术存模式识别、全息图像、 然语言理解(语音识别与合成)和新的传感技术等基础上．利用人的多种感觉通道和动作通道(如讲音、书写、表情、姿势、视线、动作和嗅觉等)．通过数据传输和特殊的表达方式．如感知人的面部特征，合成面部动作和表情．以并行和非精确方式与计算机系统进行交互。可以提高人机交互的必然性和高效性．实现逼真?为标志的虚拟现实。虚拟现实是人们通过计箅机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式．与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比．虚拟现实存技术思想上有了质的飞跃 ，虚拟现实中的“现实”是泛指存物理意义上或功能意义上存存于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可文现的，也可以是文际上难以实现的或根本无法实现的。虚拟现实是一种多技术来。交互性是虚拟现实的交质性特 ，对时空环境的现实构想(即扁发思维、获取信息的过程是虚拟现实的最终目的。 从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中应用；巨大的经济、军事和社会效益，并被称为2l世纪最具应州前景的技术。 多媒体终端的智能化和嵌入化 现在计算机的“智力”已经很高，将多媒体计箅机系统本身的多媒体性能提高，与此同时，将计箅机芯片嵌入各种家删电器巾，开发智能化家电是一个发展前景。目前多媒体计算机硬件体系结构、软件不断改进，尤其是采用了硬件体系结构设计和软件、箅法相结合的方案，使多媒体计算机的性能指标进一步提高，使多媒体终端设备具有更高的智能化，对多媒体终端增加如文字的识别和输入、汉语语音的识别和输入、自然语言理解和机器翻译、图形的识别和理解、机器人视觉和汁算机视觉等智能。嵌入式多媒体系统可应用在人们生活与工作的各个方面，在工业控制和商业管理领域，如智能工控设备、POS／ATM机、Ic卡等；在家庭领域，如数字机顶盒、数字式电视、网络冰箱、网络空渊等消费类电子产品，以及已flI现的家庭(住宅)中央控制系统等。此外，嵌入式多媒体系统还在医疗类电子设备、多媒体手机、掌上电脑、车载导航器、娱乐、军事方面等领域有着巨大的应用前景。从目前的发展前景看可以把集成电路芯片分成两类：一类是以多媒体和通信功能为主，融合CPU芯片的计算功能，它的设计目标是用在多媒体和通信设备，家电及宽带通信设备，可以取代这些设备中的CPU及大量ASIC和其他芯片。另一类是以通用CPU计箅功能为主，融合多媒体和通信功能，它们的设计目标是与现有的计算机系列兼容，同时具有多媒体和通信功能，主要用在多媒体计算中。在目前，“信息家电平台”的概念．已经使多媒体终端集互动式购物、互动式办公 互动式医疗、互动式教学、互动式游戏，互动式点播等应用为一身，代表了当今嵌入化多媒体终端的发展方向。 总而言之，计算机多媒体技术的应用和发展正处于高速发展的过程中，随着各种观念、技术的不断发展和创新 并且融人多媒体技术中。未来将出现丰富多彩的、耳目一新的多媒体现象，它注定耍改变人类的生活方式和观念。多媒体技术在模式识别、全息图像、自然语言理解(语音识别与合成)和新的传感技术等基础上，利用人的语音、书写、表情、姿势、视线、动作和嗅觉等多种感觉通道和动作通道，通过数据传输和特殊的表达方式与计算机系统进行交互在未来有着最为广阔的具应用前景。 |
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