第 5章 网络多媒体出版
5.1网络多媒体出版关键技术
? 概述
? 网络多媒体处理技术
? 网络多媒体出版系统
5.1.1概述
关键技术
? 1978年,尼古拉斯 ·尼葛洛庞帝
? 强调质量和速度的平衡
? 编程的简易性和灵活性的平衡
? 强化跨平台的能力
? 技术趋势
? XML扩展标记语言
? VRML虚拟现实建模语言
? Streaming Media流媒体
网络服务质量
? QoS( Quality of Service,服务质量)不同
的网络应用与网络用户之间关于信息传输和
共享的质量约定,实现 QoS的关键就是解决
网络的拥塞问题。
? QoS允许用户向网络提出一组复杂的需求,
如吞吐量、可靠性、延时、抖动、同步和传
输费用等。
QoS参数
? 吞吐量
? 有效的数据传输率或有效的网络带宽( Bit Rate)
? ATM网络
? 恒定比特率( CBR)业务
? 实时可变比特率( RT-VBR)业务
? 非实时可变比特率( NRT-VBR)
? 非限定比特率( UBR)业务
? 可靠性。
? 用差错率( Error Rate)描述,反映端到端网络
连接的可靠性
? 位差错率( BER)
? =出错的位数与所传输的总位数之比
? 帧差错率( FER)
? =出错的帧数与传输总帧数之比
? 分组差错率( PER)
? =出错的分组数与传输的总分组数之比
? 对数据以及实时的数据来讲,差错率应该为

? 对音频和视频信息传输来讲,差错率尽管没
有延时的影响大,但应确保可接受的上限值
? 语音的可接受
? 位差错率为 10-1 分组差错率为 10-1;
? 经 MPEG- 2压缩的视频可接受的
? 位差错率为 10-6 分组差错率为 10-9。
? 延时和延时抖动
? 延时 (Delay)亦称滞后时间 (Latency),指发送端发
送一个数据包到接收端正确地接收到该数据包所
经历的时间。
? 延时抖动 (Delay Jitter)指采用相同路由的数据流
在经过相同测量间隔时表现出来的延时差异。其
中端到端延时的最大值与最小值之差,就是延时
抖动。
? 为了获得真实的现场感,语音和图像的延时
都要求小于 0.25秒,静止的图像要求少于 1秒
? ITU-TS把 24毫秒定为 IP音频流传输延时的上
限,超过了这个上限就要采用回声消除系统
? 实际语音和视频的延时抖动要求不超过 10毫
秒,压缩视频则不超过 1毫秒。
? 媒体同步
? 媒体同步要求包括媒体间同步和媒体内同步。
表 5-1网络多媒体应用对 QoS的敏感
性差异
应用类型 敏感性
比特率(带宽) 差错率 延时 延时抖动
语音 很低 一般 高 高
普通 Web浏览 低 一般 一般 低
精确 Web浏览 一般 高 高 低
E-mail 低 高 低 低
文件传送 高 一般 低 低
视频会议 高 一般 高 高
组播 高 高 高 高
5.1.2网络多媒体处理技术
? 多媒体编辑处理技术
? 多媒体编码和压缩技术
多媒体编辑处理技术
? 多媒体元素是指可能被用来向最终用户显示
信息的媒体形式,一般包括文本、图形、图
像、音频、动画以及视频,同时也包括适合
网络交互的应用程序和其他多媒体对象,如
Java小程序、控件和插件等。
? 多媒体编辑处理技术是对每一种多媒体元素
的采集、编辑、存储、传输和显示的技术,
也是各种多媒体元素在网络多媒体系统中创
建、集成和管理的技术。因此,多媒体编辑
处理技术是富有创造性、具有挑战性的技术。
? 强调速度和质量的平衡
? 编程的简易性和灵活性的平衡
? 强化跨平台的能力
多媒体编码和压缩技术
? 多媒体元素之间的差异很大,不同类型的多
媒体元素体现了不同的人和计算机的交互形
式,因此每一种多媒体元素的编码和解码标
准实际上就是相应的人机交互协议。
? 评估多媒体压缩技术的性能可用 3个指标来衡

? 压缩比
? 重现精度
? 压缩和解压缩的速度
? 根据压缩对象的不同,压缩编码技术可分为
音频压缩、图像和视频压缩,相关的国际标
准在网络多媒体元素中另行介绍。
5.1.3 网络多媒体出版系统
网络多媒体出版系统示意图
多媒体协同编著系统
应用分类
5.2 网络多媒体信息
5.2.1 文本与电子文档
一、文本信息处理
? 信息交换码
二、中文信息处理
? 中国大陆使用的是 1981推出的“信息交换用
汉字编码字符集” —— GB2312标准
? 台湾地区主要采用通用汉字标准交换码
CNS11643和中文资讯交换码 CCCII
? 日本应用信息交换用汉字字符集 JIS X 0208、
0212
? 南朝鲜又采用自己的标准编码字符集 KS C
5601-1987
Unicode标准
? 这一标准全称为“信息技术通用多八位编码
字符集第一部分:体系结构与基本多文种平
面”,国际标准化组织于 1993年正式颁布,
命名为 ISO/IEC 10646,国内对应的标准是
GB13000,简称 UCS。
? 该标准以多八位( octet)形式实施统一编码,
形成一个统一字符集,供计算机处理多文种
信息使用。这一编码标准包括了当今世界范
围内用于表达所有已知语言的字符,计 25种
文字,对推动世界范围语言信息处理、转输、
交换、显现、输入等具有重要意义。
? 该标准对总体体系结构和基本多文种平面
( Basic Multilingual Plane,简称 BMP)做
了规定。 UCS 用四个“八位”( 8bit)来表
征组、面、行、位的四维空间。
书同文公司的中文信息数字化
? 书同文数字化技术有限公司
(http://www.unihan.com.cn)以推进中文信
息发展为宗旨,致力于中文信息数字化技术
的研究与开发,融汇中外合作、文理结合、
研发与工程相结合,ICP与 ASP相结合的新型
科技实体,同时也是 Unicode实用化研发中心。
? 该公司曾荟聚 300余位信息处理专家、软硬件
工程师、古今文献学者、美工师和古汉语录
校人员,开发完成了, 文渊阁四库全书, 数
字化工程。
? 该数字化工程开发了, 文渊阁四库全书, 原
文与标题检索版、原文与全文检索版以及因
特版。
? 该公司还制作了, 人民日报,,, 科技日报,
年度全球全文检索版,,汉语大词典,,
,中华古汉语字典,,, 中华文化通志, 等
古今文献大型网络版出版物。
? 该公司可开展的工作包括:中文古籍、现代
出版物的数字化及合成,即 OCR高速识别、数
字化转换、联机校对和数据整合业务。
? 可开发在各种语言版本(包括英文、中文简
体、中文繁体、日文、韩文)的微软 Windows
系统运行的产品或把地域版的产品改造成全
球通用版产品。
三、电子文本文档
5.2.2 图像和图形
? GIF图像
? JPEG图像
? PNG图像
格式 GIF JPEG
压缩比 一般来说约 30%~60% 可任意调整
优点 不失真,可制作动画及透明图 全彩,可达到极高的压缩比
缺点 最多只有 256色 会失真,压缩比越高越严重
适用范围 颜色数少,重复性高的图案如美工设
计图案
色彩丰富、图案复杂的图案
如照片
5.2.3 动画
Web动画
? 动画广告
? 动态文本
? 动态图像
? 动态徽标
? 人物动画
? 三维动画
? 交互式动画
? Java程序动画
? DHTML表现的动画
? 逐帧动画
? 需要下载动画帧的每一张位图图像,因此数据量
较大、传输速度会受影响,由于 GIF动画具有较
好的压缩效果,因此 GIF动画几乎成了逐帧 Web动
画的标准。
? 实时动画
? 缺乏真正的行业标准
? MacroMedia Flash和 ShockWave等格式都存在着
这样的问题。
? 动画在网络出版应用中的限制因素很多:带宽、下
载时间、因特网的异步特性、不同的网络操作系统、
浏览器及文件格式的差异。
? 因此,早期的网络动画文件短而小,网上动画是小
的观看区域和不平稳的运动,随着带宽的增加,网
上动画的质量将会越来越接近数字电视、甚至数字
电影中的质量效果。
网络出版的动画类型
1,程序动画
? 由服务器推动的动画是开发最早的技术之一,其原
理是将一系列图形“推”到用户的 Web页面,以获得
平滑运动的效果。
? 用客户端使用的脚本语言 JavaScript或 VBScript创
建动画,在使用时无需服务器的介入。
? Java动画是通过程序在屏幕上生成一系列的帧来造
成运动的感觉。但是 Java程序所实现动画速度比较
慢,同时几乎没有动画工具支持它。
2,GIF动画
? GIF动画是对 GIF图形格式的一种扩展,它制
作简单,并得到了浏览器的广泛支持。但是
它的缺点同样突出:没有声音,不能停止播
放。
3,Flash动画
? Flash是美国的 MacroMedia公司于 1999年 6月
推出的网页动画设计软件。
? Flash使用矢量图形和流媒体播放技术。
? Flash的动画编辑功能使 Web动画的应用得到
了充分的展现,通过 action和 fscommand可以
实现交互性,使 Flash具有更大的设计自由和
高品质的表现。
? SWF文件格式是 Flash的输出文件格式,通过
使用关键帧和图形单元使得生成的动画文件
非常小。
? 一个非开放标准。
? SWF的可编辑性偏弱。
4,SVG
? SVG(Scalable Vector Graphics,可缩放矢
量图形)是基于 XML矢量图形和动画格式。
? 1998年,万维网联盟收到两个新的图形格式
的提案,即 PGML(Precision Graphics
Markup Language,精确图形标记语言 )和
VML(Vector Markup Language,矢量标记语
言 )。
? 万维网联盟为了更好地促进 XML矢量图形语言
的发展,决定在融合两者优点的基础上,开
发一种新的语言,即 SVG。
? SVG作为一种矢量图形的格式,具备数据量小、
分辨率独立等优点。
? SVG也可以使用特有的矢量滤镜技术,通过对
对象的独立属性进行调整来加强图形的视觉
效果,因此 SVG适合远程协同编著。
? SVG基于纯文本的特性,使它具备了像文字信
息一样的可检索性,从而使人们轻易地实现
对 Web图形检索;
? SVG动画通过程序语言动态地生成,从而提供
更多的网络服务。如制作智能化的数据图像,
图像中的资料可以根据需要,由应用程序读
取、修改和统计,并最终在图像中显示。
5.2.4 视频
? MPEG -1
? MPEG -2
? MPEG -4
? MPEG -7
? MPEG -21
5.2.5 音频
? MIDI
? MP3
? RealAudio
5.3 流媒体出版
5.3.1 流媒体概述
? 流媒体技术指在因特网或者内联网中使用流
式传输方式传送音频、视频和多媒体文件,
而流式传输方式是指把音频和视频信息经过
压缩后放到网络的服务器上,由服务器连续、
实时地向用户端传送。
? 这样,用户可利用相应的播放器或其它的硬
件、软件,一边下载一边进行播放或观看。
流式传送 下载传送
较快地播放 要等待数据全部下载才能播放
无需本地存储 本地存储
版权保护容易 可重复使用、剪辑方便
支持实况直播 适合于重播
重新构建网络结构体系 无需改变网络基本结构
? 1994年,流式视频首度出现在试验性多点播放主干
网 MBone上
? 1997年,第一个用于播放流媒体的播放器软件
RealPlayer问世
? 1999年,流媒体技术投放市场
? 同年,W3C推出同步媒体集成语言 SMIL支持流媒体
? 2001年推出的 MPEG4.0视频压缩格式将流媒体的应用
从单向到双向交互提供了应用天地。
? 多媒体新闻发布
? 网上直播
? 视频点播
? 网上广播
? 电子商务
? 远程教学
5.3.2 流媒体的网络出版
VOD系统
数字音频广播
? 数字音频广播 DAB( Digital Autio Broadeasting)
的研制起于 1970年代末期,1986年列为当时的欧共
体尤里卡 l47计划。
? DAB技术最初是为了提高声音播出的质量,并提供在
高速移动环境下的接收性能而设计的,同时兼备省
电、节约频谱等优点,问世后引起了世界各国的重
视。
数字多媒体广播
? 数字多媒体广播( DMB)可以将数字化了的音频信号
及各种数据业务信号,在数字状态下进行各种编码、
调制、传递等处理。
? 数字多媒体广播 (DMB)是从 DAB的基础上发展而来的,
它充分地利用了 DAB技术优势,在功能上将传输单一
的音频信息扩展为数据、文字、图像与视频等多种
媒体,为广播电视大众传播、小众传播、个人传播
的多元化服务创造了一个优良的平台。
5.4 数字视频应用
5.4.1 数字摄像的视频格式
? 数字视频格式实际上是不同厂商在推出数字
视频设备时所采用的技术规范。
? 在专业数字视频设备中,主要的格式有索尼
公司的 DVCAM、松下公司的 DVC PRO,JVC公司
Digital-S等
? Mini DV格式则是为家用数码摄像机共同制定
的一个标准,国际上数十家生产家用数字摄
像机的公司宣布支持这一格式。
凤凰卫视,DV新世代”
? 凤凰卫视中文台
? 中华青年影像大展,DV新世代
? 于 2002年初开始,从周一到周五,每天播出一个
12分钟的作品。
? 该栏目得到北京大学、清华大学、北京广播学院、
北师大、上海交大、香港大学、香港浸会和台湾
辅仁大学等十几所高校的支持
? 北京广播学院的廖祥忠认为,“从技术层面
看,DV又不仅是一个记录史实的工具,它还
具有数字化设备在传输、制作、播放、存储
和 AV应用等各个领域所独具的一切优良品质,
并因此而成为企事业宣传、远程教育、艺术
创作及至未来形象通讯的极佳手段。”
5.4.2 数字电视
? 全球正致力于高清晰度电视标准的制定和推
广,
? 美国的 ATSC(Advanced Television Systems
Committee)
? 欧洲广播联盟 (European Broadcast Union; EBU)
所制定的 DVB(Digital Video Broadcasting)
? 日本的 ISDB(Integrated Services Digital
Broadcasting)
5.4.3 数字电影
? 1999年 6月,,星战前传 I—— 幽灵的威胁,
作为美国第一部商业放映的数字电影,获得
了 4亿美元收入的巨大成功。
? 1999年 7月到 11月,迪斯尼公司使用 DLP数字
放映机先后成功放映了影片, 泰山,,, 玩
具总动员 2》,, 火星任务,,, 恐龙, 等。