四方面分析VB.NET多媒體編程原理
多媒體這個概念大家還是了解的,歸根到底多媒體技術最終要處理的無非是文、圖、聲和像等信息,而多媒體系統需要將不同的媒體數據表示成統一曲結構碼流,然后對其進行變換、重組和分析處理,以便進行進一步的存儲、傳送、輸出和交互控制。
1.VB.NET多媒體編程數據壓縮及編碼技術
研制多媒體計算機需要解決的關鍵技術之一是能夠實時的綜合處理聲音、文字和圖形等信息。這就要求這些信息的數據量的大小能夠承受。現代存儲設備對于存儲文字信息來講容易實現,但是由于數字化的圖像、聲音等多媒體數據量非常大,而且,視頻、音頻信號還要求快速的傳輸處理,這致使一般計算機產品特別是個人計算機系列上開展多媒體應用難以實現。因此,視頻、音頻數字信號的編壓縮算法成為一個重要的研究課題,要I真正把多媒體技術投入應用,首先應該解決的問題就是對多媒體信息的壓縮編碼及解碼。
下面我們給出多媒體數據壓縮和編碼技術標腥。目前,被國際社會廣泛認可和應用的通用壓縮編碼標準大致有如下四種:
◆H216 是針對視頻的壓縮;
◆JPEG是針對圖像的壓縮:
◆MPEG針對視頻/音頻的壓縮;
◆DVI數字視頻文件壓縮:
下面就分別介紹這些標準。
(1) H261標準
這是由國際電報電話咨詢委員會通過的用于音頻視頻服務的視頻編碼解碼器(也稱Px64標準),它使用兩種類型的壓縮:一幀中的有損壓縮(基于DcT)和用于幀間的無損編碼,并在此基礎L使編碼器采用有運動估計的DcT和DPCM(差分脈沖編碼調制)的混合方式。這種標服與JPEG及MPEG標準問有明顯的相似性,其關鍵區別是它是為動態使用設計的,并提供完全包含的組織和高水平的交互控制。
(2)JPEG標準
此標服的全稱是Joint Photogragh Coding Experts Group (聯合照片專家組),其是一種基于DCT的靜止圖像壓縮和解壓縮算法,它由ISO(國際標準化組織)和CCITT(國際電報電話咨詢委員會)共同制定,到1992年,IPEG正式成為Iso標準。JPEG是高質量靜止圖像的壓縮編碼,也能利用它來壓縮實時圖像(視頻信號)的數字壓縮編碼。壓縮后的傳輸速率為150比Ps,可使用基本接續接口(2B十D)速率接口。基本接續接口包括兩個64kbps信道(稱為B信道)和個16kbps信令信道(稱為D倍道)。它是把冗長的圖像信號和其它類型的靜止圖像去掉,甚至可以減小到原圖像的百分之一(壓縮比l00:1)。但是在這個級別上,圖像的質量并不好:壓縮比為20:1時,能看到圖像稍微有點變化(壓縮比大于20:1時,圖像質量開始變差)。
(3)MPEG標準
MPEG是Moving Pictures Experts Group(動態圖像專家組)的英文縮寫,指一組由ITU和Iso制定發布的視頻、音頻、數據的壓縮標準。MPEG是活動圖像的數字壓縮編碼,它針對數據流壓縮,因此其壓縮率為12Mbps。它采用的是一種減少圖像冗余信息的壓縮算法,它提供的壓縮比可以高達200:1,同時圖像和音響的質量也非常高。現在通常有三個版本:MPEG—1、MPEG—2、MPEG—4以適用于不同帶寬和數字影像質量的要求。其中MPEGl的具體名稱為“數字存儲媒體速率低于1.5Mbps的活動圖像和相應的聲音編碼”;MP貼2是基于3—4Mbps或4Mbps以上速率壓縮存儲活動圖像,質量可達到HDTv(高清晰度電視)水平;MPEG4以9—40Kbps速率壓縮存儲活動圖像,可以在PslN(公用交換電話網)上傳輸。它的三個最顯著優點就是兼容性好、壓縮比高(可達200:1)、數據失真小。從基于分層壓縮的MPEG—4?到基于內容壓縮的MPEG—7,再到今后基于識別的壓縮(即具有最高壓縮比的壓縮方法),可以看出多媒體技術的發展離不開數據壓縮技術。
(4)DVI標準
DvI視頻圖像的壓縮算法的性能與MPEG—1相當,即圖像質量可達到vHS的水平,壓縮后的圖像數據率約為15Mbps。為了擴大DvI技術的應用,Intel公司近又推出了DvI算法的軟件解碼算法,稱為Indeo技術,它能將欲壓縮的數字視頻文件壓縮為五分之一到十分之一。
2.VB.NET多媒體編程專用芯片
多媒體專用芯片的發展來源于大規模集成電路(vLsl)技術,它是多媒體硬件系統系結構的關鍵技術之一。因為要實現音頻、視頻信號的快速壓縮、解壓縮和播放處理,需要進行大量的快速計算。另外,要實現圖像的許多特殊效果、圖像生成、繪制,以及音頻信號處理等,也需要較快的運算處理速度,因此,只有采用專用芯片,才能取得滿意效果。當前,多媒體計算機的專用芯片可分為兩類:一類是固定功能的芯片,另一類是可編程數字信號處理器DsP芯片。最早推山的固定功能的專用芯片是圖像處理的壓縮處理芯片,即將實現靜態圖像的數據壓縮肥壓縮算法做在一個專用芯片上,從而大大提高其處理運度。還有可編程的多媒體專用芯片,由于其采用多處理器并行技術,計算能力大大提高,這些高檔的專用多媒體處理器芯片,不僅大大提高了音、視頻信號處理的速度,而且在音頻、視頻數據編碼時增加特技效果。除專用處理器芯片外,多媒體系統還需要其他集成電路芯片的支持,如數/模(D/A)和模/數(A/D)轉換器、音頻、視頻芯片,彩色空間變換器及時鐘信號產生器等。
3.VB.NET多媒體編程同步技術
在多媒體系統中,通常利用多種媒體從不同側面來表達同一個主題。例如在介紹某處旅游景點時,屏幕的窗口中出現該點的錄像,同時有聲音在解說,屏幕的其他部位則顯示時才有,在捕獲、存儲、傳輸和處理過程中也是存在的。從廣義上講,同步通常是指三類不同媒體對象之間的相互依存關系,間關系和時間關系。內容關系,例如,根據某一組數據既可以列出表格,同時又可以畫成曲線,那么在計算機中需要保存一份數據,而將表達這組數據的方式另作定義,這稱為指定數據間的內容關系。空間關系,主要指不同媒體對象在顯示時所處的相互位置關系,通常它們分別在不同的窗口中顯示,而每個窗口又容許有縮放、移動、激活等功能,這些復雜的相對位置關系需要有一定的方法來描述。時間關系,電視中的伴音要求很好地和人的口形動作相吻合,幻燈片的解說詞應該與這顯示的圖像相對應,這些都是媒體對象之間必須保持一定時問關系的典型例子。在上述3種同步關系中,時間關系是最重要的,因為一個系統只有在集成進了與時間洪的媒體之后才能稱為多媒體系統。因此,從狹義上來講,同步指的是各類事件在時間胯上的確立。在集成了多種媒體的多媒體系統中,同步是一個關鍵性問題。系統的各個組成部分,咖,操作系統、數據庫、文件系統、傳輸數據的通信系統,以至于應用程序等,都需要:不同層次上支持媒體的同步。與同步相關的國際標準有MHEG(Multimedia/Hypermedia Experts Group),Hytime(Hypermedia/Time-Based Stucturing Language)等。
4.多保體實時多任務操作
樂統多媒體的各種軟件要運行于多媒體操作系統平臺(如windows)上,故操作系統平臺是軟件的核心。多媒體操作系統具有實時任務調度、多媒體數據轉換和同步控制等對多體設備的驅動和控制,以及圖形用戶界面管理等。這樣的操作系統能夠方便的處理動態音頻和視頻,具有良好的交互能力,并且該操作系統對數據存取的方法和數據格式無關,易于擴充。另外,對于網絡巾的多媒體,其對于上述技術的要求更嚴格,并且,為了實現多種媒體的同步傳輸,需要有大量的更為復雜的工作要做。
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