對計算機多媒體技術的應用與探究

劉 斌

（濟南工程職業技術學院 250200）

0 前言

計算機多媒體技術已經成為現代化信息技術發展最活躍、最快的技術，是新生代電子技術競爭與發展的聚焦點。多媒體技術把計算機、聲音、視頻、圖像、通信、文本和動畫等融合于一體，憑借現代化的高速信息網，已被廣泛地應用在教育、醫療、通信等各行各業，并且潛移默化地改變著人民的生活。可見，計算機多媒體技術在現代化的信息社會中處于至關重要的地位。

1 計算機多媒體技術概念

多媒體技術，就是計算機交互式綜合處理多媒體信息——圖形、圖像文本和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統并具有交互性。簡言之，多媒體技術就是具有集成性、實時性和交互性的計算機綜合處理聲文圖信息的技術。

1.1 多媒體技術的特點

1.1.1 計算機化

媒體信息的制作與播放的所有過程都是由計算機來進行控制的。

1.1.2 集成化

技術應用中所涉及到的設備數量和類型盡可能實現集成化。包括播放集成化、捕捉集成化、存儲集成化和網絡集成化等。現在，計算機多媒體技術主要包括音頻、視頻、圖形、文字、圖像、動畫等，它們的存在形式都是以智能化、數字化、集成化的，也就是專業人員所稱的計算機二進制數字文件。計算機多媒體技術以數字化的方式集成了各種各樣的媒體，大大提高了計算機的媒體信息編輯、處理、獲取、存儲等的能力。

1.1.3 音頻采集技術

音頻采集是指把模擬信號采集生成數字信號，計算機處理之后再重現或儲存到數字的介質上。DirectShow技術與VFw技術都能實現Windows上的多媒體信息采集，而DirectShow目前較流行的WDM硬件驅動模型，解決了采集設備的兼容性問題、性能差異和多媒體本身的問題。

1.1.4 數據壓縮技術

多媒體是對數據、語音、圖像、文本、三維動畫等的處理。對視頻與音頻信號進行實時處理，才能得到更好的的聽覺效果與視頻畫面質量。數字化后的音頻信號與視頻的數據量是龐大的，比如一幅640×480ram分辨率的真彩色（24bit／象素）視頻圖像，數據量為7241Mbit／幀，1000MB的硬盤只能存放1000幀未經壓縮的圖像。

2 計算機多媒體技術的應用與研究

在現代化的科學技術領域，計算機多媒體技術的應用逐步

擴展，從過去傳統的媒體信息處理、搜集、保存、播放逐漸過渡到教育與培訓中、醫療影像診斷系統、通信系統、工業領域、編著系統等，本文計算機對各領域應用的多媒體技術進行研究和分析，以提高多媒體技術的實際應用效果。

2.1 現代遠程教育的技術實現

多媒體技術和網絡教學在現代化的遠程教育中實現了能隨意地在家里工作和在單位接受教育，我國的遠程教育主要集中在基礎教育，目前，中國一流水平的大學如清華、北大、北京郵電大學、上海交大等已開展遠程教育和網上大學的招生工作。

2.1.1 現代遠程教育的計算機網絡

該遠程教學系統的物質基礎，由接入部分、交換模塊、服務器、網絡管理等組成。（1）接入部分：主要是路由器，整個網絡通過專線接入Internet，可以使本網用戶訪問Internet的資源。（2）交換模塊：分支集線器、主干交換機與連接各模塊的電纜組成整個的骨干網絡，是連接和傳輸的核心。（3）服務器：負責信息的儲存、發布和收集，有FTP服務器、Web服務器、DNS服務器、E-mail服務器和數據庫服務器等。（4）網絡管理：對網絡進行監控、故障的預警、運行性能的監測以及診斷等。

2.1.2 現代遠程教育的軟件部分

2.1.2.1 多媒體授課系統分為課件點播系統和同步廣播授課系統。

2.1.2.2 現代遠程教育的師生交互工具

①共享白板：是為在Internet環境下教學的老師與學生提供文本和圖形的。老師把某張圖片貼進共享白板，用系統提供的特定文本輸入工具與畫圖工具，在其圖片上做說明和標記。老師一頭的白板中的文字與圖形通過Internet同步到其他學生一端的白板中。

②語音、視頻交互：為提高師生在教學中的生動性，師生能相互看到對方的視頻圖象。老師可任意選擇指定的學生端視頻，也能同時看到多個學生端的視頻，反之亦然。

③同步瀏覽：老師鍵人URL地址，然后廣播到相同交流環境中的所有的學生端瀏覽器，讓學生端的瀏覽器達到和老師同步顯示。

④網絡題庫系統：根據測試目的不同提供相應的組卷策略，如相對評價組卷、智能組卷、絕對評價組卷等，老師經過網絡自動組卷，然后下載使用。

2.1.2.3 現代遠程教育的遠程考試系統

2.1.2.4 現代遠程教育的遠程作業系統

老師通過該系統能了解到學生們的學習情況并得到得到反饋，還可及時發現教學過程中的問題，以便及時采取措使其修改并完善。

計算機多媒體教學課件，豐富了遠程教學的內容和形式，學生們看到是音像豐寓、信息量超前、圖文并茂的課堂重現。多媒體教學課件把老師的講課內容立體地展現給學生們，多媒體教育軟件則讓學習轉變為“我喜歡、我選擇”的新型學習方法。這在一定程度上對多媒體教育軟件的開發者提出要求：既要掌握詳實的知識，還要用最新的多媒體技術把學生們用設計到軟件中去，從而實現想學就有。

2.2 計算機多媒體在遠程醫療服務中的應用

在遠程醫療服務系統中，病人可以通過視頻和醫生進行交流，病人在家里就能得到醫生的監護急救、處理和康復指導等。醫生同時也能通過遠程畫面跟蹤并掌握病人的身體變化情況，并為病人診斷、咨詢。要實現遠程醫療，必須實現視頻數據的遠程傳輸，微軟的DirectShow是一個很好的選擇，它提供了一套PC流媒體處理的解決方法，穩定可靠且具有高質量的視頻通信功能。

濾器圖表管理器（FilterGraph Manager）模型管理DirectShow整個的數據處理過程，參與該數據處理的功能模塊是過濾器（Filter）的COM組件。各個Filter在FilterGraph中相互順序連接，形成“流水線”的協同工作。Filter和Filter之間連接點Pin是COM對象。過濾器按功能分為變換過濾器（Transform Filters）、源過濾器（SourceFilter）和提交過濾器（RenderingFilters）三大類。源過濾器從文件、視頻音頻和Internet采集設備比如USB里獲取源數據，把數據傳輸給下個過濾器。變換過濾器是處理源過濾器的數據，如音視頻的壓縮等。提交過濾器的功能是接收數據且把它給用戶，如把數據給聲卡。然后顯卡就可以播放并顯示，或者以數據流的方式由互聯網發到遠程端，或者以文件形式存儲。

2.2.1 多媒體在遠程醫療服務中的系統架構設計

系統的整體框架是，用普通USB攝像頭采集相關的視頻數據.用Iivx5.1、ICodeC對數據進行MPEG一4的編碼，連到Filter把數據發送出去。另一方面，接收端則通過一個Filter接發來的數據，用DivxDecoderFilter對數據解碼，然后后用VideoRenderer把解碼后得到的數據播放出來。

2.2.2 多媒體在遠程醫療服務中的系統技術實現

2.2.2.1 視頻的采集

Capture Filter從USB采集視頻數據，Filter是DirectShow提供的標準COM組件。接口方法IenumMoniker：把設備標識捆綁成成一個DirectShowFilter，然后調用IfiherGraph和AddFilter加入到FilterGraph中就能參與工作了。

2.2.2.2 視頻的壓縮

視頻壓縮采取Divx提供的開源編碼Filter。把Filter編碼器在程序中加入Divx，實現在VideoCompressors目錄下枚舉名稱是”DivXPro（tm）5.1.1 Codec”的 Filter項，而后將它加入到FilterGraph中就可以了。

2.2.2.3 視頻的發送

開發Filter連接到視頻壓縮的Filter后面獲得數據，然后發送到網絡遠程端。Filter就是NetSender且只有一個輸入的Pin。

2.2.2.4 視頻的接收

視頻Filter的接收是SourceFilter。解碼Filter使用的是Divx提供的開源解碼器，在Filter接收的后面接上解碼Filter，然后接上RendererFilter就能把接收到的視頻數據播放出來。

2.2.2.5 RTP的傳輸

視頻的傳輸，是在UDP層上采RTP（實時傳輸協議）與RTCP（實時傳輸控制協議）。把包含有載荷標識、序號、時間戳與同步源標識符的RTP包頭插入視頻數據前，而后用數據報套接字在IP上傳輸RTP包，來改善音視頻同步和連續重放效果。RTP的控制來控制實時傳輸控制協議RTCP，它的基本功能是用發送報告與接收報告來推測網絡的服務質量。

現代化的醫療診斷技術是以現代物理技術為基礎，借助計算機來對醫療影像進行重建處理與數字化。隨著ItS床要求的逐步提高和多媒體技術的發展，新一代的多媒體處理功能的醫療診斷系統正在形成。

2.3 計算機多媒體技術在通信中的應用

上世紀90年代初期，計算機多媒體技術被廣泛應用于通信系統中。計算機多媒體技術在通信系統中的應用，主要包括兩個方面的功能：一、既對音頻、視頻、文本等各種信息做綜合處理與編輯，同時大大提高通信系統中的信息的豐富量和多樣性；二.計算機多媒體技術的應用實現了有效信息傳輸的瞬時性，打破了網絡通信技術受地區限制的詬病，由此可見，多媒體技術在通信中的應用，逐步成為現代化信息社會進步與發展的重要里程。

計算機多媒體技術漸融于現代通信技術中，大大改善了移動互聯網的內容與連接速度。目前，伴隨著第三代移動通信技術（3G）的普及，一個高速的、現代化的移動互聯網絡（連網速度可以達到現在常用的ADSL寬帶的速度）時代已來到。它徹底解除了人們在固定的地方上網的禁錮，只要有移動通信信號，人們就可以隨時隨地連接網上的網站，查詢最新的信息。

2.4 計算機多媒體在編著系統中的應用

計算機多媒體編著系統技術主要是對影像、文字、音頻、動畫和圖形等進行信息處理，在保證信息資料和文件的前提下，使其在不同的界面上流通，該編著系統具有信息傳送、同步化與轉換等功能。目前，在國內的市場上的多媒體編著系統很多，主要應用于軟件出版與電子出版物的服務。

2.5 計算機多媒體在工業領域中的應用

計算機多媒體先是在PC機市場掀起風暴，目前又進軍工業應用領域。計算機多媒體技術的應用在生產與銷售環節中，能降低企業的生產和管理成本、提高產品的質量與性能，增強企業在社會經濟市場中的競爭力。計算機多媒體技術主要是對相關信息的傳輸、采集、監視和存儲，進行綜合處理與分析，不斷改進企業的工業管理方法和模式。應用計算機多媒體技術來處理多種綜合信息，能使信息處理達到智能化、綜合化，提高工業管理與生產的自動化水平。

3 計算機多媒體技術的發展趨勢

計算機多媒體技術隨著社會的進步并不斷的成熟，其應用和研究必須實現發展和創新，才能真正提高技術的實際應用質量與效率。從目前科學技術的發展角度看，計算機多媒體技術的應用發展趨勢主要有以下兩點：

3.1 集成化發展

由于傳統的計算機多媒體技術存在很多缺點，如視覺表現力比較強，缺乏聽覺、嗅覺、觸覺與體驗的缺點，從而嚴重影響技術實際應用效果。今后的計算機多媒體技術應用的發展趨勢，主要通過集成化技術的實際應用，達到人機交互的自然性與高效性，展現出計算機多媒體以其逼真輸出為標志的虛擬現實。

3.2 網絡化發展

計算機多媒體技術的網絡化發展是以現代化的網絡通信技術作基礎，把它融到醫療、教育、通信金融、工業生產等領域。計算機多媒體技術的發展是以國際互聯網、衛星通信、光纖通信、藍牙技術為主的現代化網絡技術，這是計算機多媒體技術的主要發展方向，也是信息資源全球共享能得以實現的主要方式。

計算機多媒體技術的應用與研究正處在高速發展之中，伴隨著多種技術、觀念的逐漸創新與發展，多媒體技術的未來將會出現耳目一新的、更豐富多彩的多媒體現象，它注定將改變人類的觀念和生活方式。計算機多媒體技術在全息圖像、模式識別、自然語言理解語音識別與合成以及新的傳感技術上，充分利用人的書寫、語音、表情姿勢、動作、嗅覺和視線等各種感覺與動作通道，經過數據傳輸與特殊的表達方式和計算機系統進行交互，這在未來具有廣闊的前景。

總之，在計算機多媒體技術的應用與研究中，必須實現逐漸向網絡化、智能化數字化、集成化的轉變，并不斷擴展它在社會生產、教育、管理、軍事、教醫療等區域的應用，全面地促進現代化科學技術的進步與發展。

4 總結

現代社會計算機相關技術的高速發展，多媒體技術在硬件和軟件上都達到了成熟，但圖像與音頻的壓縮編碼規范還缺乏規范，有的壓縮編碼規范已公開，但有的還對外界保密，嚴重影響了整合音視頻壓縮編碼。在開源的思想占社會主流、資源共享的現代的科學技術界，計算機多媒體技術應該把各種的音視頻壓縮技術做好整合，進一步規范媒體技術，使其更加成熟，使多媒體技術得到更好的發展。