对计算机多媒体技术的应用与探究

刘 斌

（济南工程职业技术学院 250200）

0 前言

计算机多媒体技术已经成为现代化信息技术发展最活跃、最快的技术，是新生代电子技术竞争与发展的聚焦点。多媒体技术把计算机、声音、视频、图像、通信、文本和动画等融合于一体，凭借现代化的高速信息网，已被广泛地应用在教育、医疗、通信等各行各业，并且潜移默化地改变着人民的生活。可见，计算机多媒体技术在现代化的信息社会中处于至关重要的地位。

1 计算机多媒体技术概念

多媒体技术，就是计算机交互式综合处理多媒体信息——图形、图像文本和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。简言之，多媒体技术就是具有集成性、实时性和交互性的计算机综合处理声文图信息的技术。

1.1 多媒体技术的特点

1.1.1 计算机化

媒体信息的制作与播放的所有过程都是由计算机来进行控制的。

1.1.2 集成化

技术应用中所涉及到的设备数量和类型尽可能实现集成化。包括播放集成化、捕捉集成化、存储集成化和网络集成化等。现在，计算机多媒体技术主要包括音频、视频、图形、文字、图像、动画等，它们的存在形式都是以智能化、数字化、集成化的，也就是专业人员所称的计算机二进制数字文件。计算机多媒体技术以数字化的方式集成了各种各样的媒体，大大提高了计算机的媒体信息编辑、处理、获取、存储等的能力。

1.1.3 音频采集技术

音频采集是指把模拟信号采集生成数字信号，计算机处理之后再重现或储存到数字的介质上。DirectShow技术与VFw技术都能实现Windows上的多媒体信息采集，而DirectShow目前较流行的WDM硬件驱动模型，解决了采集设备的兼容性问题、性能差异和多媒体本身的问题。

1.1.4 数据压缩技术

多媒体是对数据、语音、图像、文本、三维动画等的处理。对视频与音频信号进行实时处理，才能得到更好的的听觉效果与视频画面质量。数字化后的音频信号与视频的数据量是庞大的，比如一幅640×480ram分辨率的真彩色（24bit／象素）视频图像，数据量为7241Mbit／帧，1000MB的硬盘只能存放1000帧未经压缩的图像。

2 计算机多媒体技术的应用与研究

在现代化的科学技术领域，计算机多媒体技术的应用逐步

扩展，从过去传统的媒体信息处理、搜集、保存、播放逐渐过渡到教育与培训中、医疗影像诊断系统、通信系统、工业领域、编著系统等，本文计算机对各领域应用的多媒体技术进行研究和分析，以提高多媒体技术的实际应用效果。

2.1 现代远程教育的技术实现

多媒体技术和网络教学在现代化的远程教育中实现了能随意地在家里工作和在单位接受教育，我国的远程教育主要集中在基础教育，目前，中国一流水平的大学如清华、北大、北京邮电大学、上海交大等已开展远程教育和网上大学的招生工作。

2.1.1 现代远程教育的计算机网络

该远程教学系统的物质基础，由接入部分、交换模块、服务器、网络管理等组成。（1）接入部分：主要是路由器，整个网络通过专线接入Internet，可以使本网用户访问Internet的资源。（2）交换模块：分支集线器、主干交换机与连接各模块的电缆组成整个的骨干网络，是连接和传输的核心。（3）服务器：负责信息的储存、发布和收集，有FTP服务器、Web服务器、DNS服务器、E-mail服务器和数据库服务器等。（4）网络管理：对网络进行监控、故障的预警、运行性能的监测以及诊断等。

2.1.2 现代远程教育的软件部分

2.1.2.1 多媒体授课系统分为课件点播系统和同步广播授课系统。

2.1.2.2 现代远程教育的师生交互工具

①共享白板：是为在Internet环境下教学的老师与学生提供文本和图形的。老师把某张图片贴进共享白板，用系统提供的特定文本输入工具与画图工具，在其图片上做说明和标记。老师一头的白板中的文字与图形通过Internet同步到其他学生一端的白板中。

②语音、视频交互：为提高师生在教学中的生动性，师生能相互看到对方的视频图象。老师可任意选择指定的学生端视频，也能同时看到多个学生端的视频，反之亦然。

③同步浏览：老师键人URL地址，然后广播到相同交流环境中的所有的学生端浏览器，让学生端的浏览器达到和老师同步显示。

④网络题库系统：根据测试目的不同提供相应的组卷策略，如相对评价组卷、智能组卷、绝对评价组卷等，老师经过网络自动组卷，然后下载使用。

2.1.2.3 现代远程教育的远程考试系统

2.1.2.4 现代远程教育的远程作业系统

老师通过该系统能了解到学生们的学习情况并得到得到反馈，还可及时发现教学过程中的问题，以便及时采取措使其修改并完善。

计算机多媒体教学课件，丰富了远程教学的内容和形式，学生们看到是音像丰寓、信息量超前、图文并茂的课堂重现。多媒体教学课件把老师的讲课内容立体地展现给学生们，多媒体教育软件则让学习转变为“我喜欢、我选择”的新型学习方法。这在一定程度上对多媒体教育软件的开发者提出要求：既要掌握详实的知识，还要用最新的多媒体技术把学生们用设计到软件中去，从而实现想学就有。

2.2 计算机多媒体在远程医疗服务中的应用

在远程医疗服务系统中，病人可以通过视频和医生进行交流，病人在家里就能得到医生的监护急救、处理和康复指导等。医生同时也能通过远程画面跟踪并掌握病人的身体变化情况，并为病人诊断、咨询。要实现远程医疗，必须实现视频数据的远程传输，微软的DirectShow是一个很好的选择，它提供了一套PC流媒体处理的解决方法，稳定可靠且具有高质量的视频通信功能。

滤器图表管理器（FilterGraph Manager）模型管理DirectShow整个的数据处理过程，参与该数据处理的功能模块是过滤器（Filter）的COM组件。各个Filter在FilterGraph中相互顺序连接，形成“流水线”的协同工作。Filter和Filter之间连接点Pin是COM对象。过滤器按功能分为变换过滤器（Transform Filters）、源过滤器（SourceFilter）和提交过滤器（RenderingFilters）三大类。源过滤器从文件、视频音频和Internet采集设备比如USB里获取源数据，把数据传输给下个过滤器。变换过滤器是处理源过滤器的数据，如音视频的压缩等。提交过滤器的功能是接收数据且把它给用户，如把数据给声卡。然后显卡就可以播放并显示，或者以数据流的方式由互联网发到远程端，或者以文件形式存储。

2.2.1 多媒体在远程医疗服务中的系统架构设计

系统的整体框架是，用普通USB摄像头采集相关的视频数据.用Iivx5.1、ICodeC对数据进行MPEG一4的编码，连到Filter把数据发送出去。另一方面，接收端则通过一个Filter接发来的数据，用DivxDecoderFilter对数据解码，然后后用VideoRenderer把解码后得到的数据播放出来。

2.2.2 多媒体在远程医疗服务中的系统技术实现

2.2.2.1 视频的采集

Capture Filter从USB采集视频数据，Filter是DirectShow提供的标准COM组件。接口方法IenumMoniker：把设备标识捆绑成成一个DirectShowFilter，然后调用IfiherGraph和AddFilter加入到FilterGraph中就能参与工作了。

2.2.2.2 视频的压缩

视频压缩采取Divx提供的开源编码Filter。把Filter编码器在程序中加入Divx，实现在VideoCompressors目录下枚举名称是”DivXPro（tm）5.1.1 Codec”的 Filter项，而后将它加入到FilterGraph中就可以了。

2.2.2.3 视频的发送

开发Filter连接到视频压缩的Filter后面获得数据，然后发送到网络远程端。Filter就是NetSender且只有一个输入的Pin。

2.2.2.4 视频的接收

视频Filter的接收是SourceFilter。解码Filter使用的是Divx提供的开源解码器，在Filter接收的后面接上解码Filter，然后接上RendererFilter就能把接收到的视频数据播放出来。

2.2.2.5 RTP的传输

视频的传输，是在UDP层上采RTP（实时传输协议）与RTCP（实时传输控制协议）。把包含有载荷标识、序号、时间戳与同步源标识符的RTP包头插入视频数据前，而后用数据报套接字在IP上传输RTP包，来改善音视频同步和连续重放效果。RTP的控制来控制实时传输控制协议RTCP，它的基本功能是用发送报告与接收报告来推测网络的服务质量。

现代化的医疗诊断技术是以现代物理技术为基础，借助计算机来对医疗影像进行重建处理与数字化。随着ItS床要求的逐步提高和多媒体技术的发展，新一代的多媒体处理功能的医疗诊断系统正在形成。

2.3 计算机多媒体技术在通信中的应用

上世纪90年代初期，计算机多媒体技术被广泛应用于通信系统中。计算机多媒体技术在通信系统中的应用，主要包括两个方面的功能：一、既对音频、视频、文本等各种信息做综合处理与编辑，同时大大提高通信系统中的信息的丰富量和多样性；二.计算机多媒体技术的应用实现了有效信息传输的瞬时性，打破了网络通信技术受地区限制的诟病，由此可见，多媒体技术在通信中的应用，逐步成为现代化信息社会进步与发展的重要里程。

计算机多媒体技术渐融于现代通信技术中，大大改善了移动互联网的内容与连接速度。目前，伴随着第三代移动通信技术（3G）的普及，一个高速的、现代化的移动互联网络（连网速度可以达到现在常用的ADSL宽带的速度）时代已来到。它彻底解除了人们在固定的地方上网的禁锢，只要有移动通信信号，人们就可以随时随地连接网上的网站，查询最新的信息。

2.4 计算机多媒体在编著系统中的应用

计算机多媒体编著系统技术主要是对影像、文字、音频、动画和图形等进行信息处理，在保证信息资料和文件的前提下，使其在不同的界面上流通，该编著系统具有信息传送、同步化与转换等功能。目前，在国内的市场上的多媒体编著系统很多，主要应用于软件出版与电子出版物的服务。

2.5 计算机多媒体在工业领域中的应用

计算机多媒体先是在PC机市场掀起风暴，目前又进军工业应用领域。计算机多媒体技术的应用在生产与销售环节中，能降低企业的生产和管理成本、提高产品的质量与性能，增强企业在社会经济市场中的竞争力。计算机多媒体技术主要是对相关信息的传输、采集、监视和存储，进行综合处理与分析，不断改进企业的工业管理方法和模式。应用计算机多媒体技术来处理多种综合信息，能使信息处理达到智能化、综合化，提高工业管理与生产的自动化水平。

3 计算机多媒体技术的发展趋势

计算机多媒体技术随着社会的进步并不断的成熟，其应用和研究必须实现发展和创新，才能真正提高技术的实际应用质量与效率。从目前科学技术的发展角度看，计算机多媒体技术的应用发展趋势主要有以下两点：

3.1 集成化发展

由于传统的计算机多媒体技术存在很多缺点，如视觉表现力比较强，缺乏听觉、嗅觉、触觉与体验的缺点，从而严重影响技术实际应用效果。今后的计算机多媒体技术应用的发展趋势，主要通过集成化技术的实际应用，达到人机交互的自然性与高效性，展现出计算机多媒体以其逼真输出为标志的虚拟现实。

3.2 网络化发展

计算机多媒体技术的网络化发展是以现代化的网络通信技术作基础，把它融到医疗、教育、通信金融、工业生产等领域。计算机多媒体技术的发展是以国际互联网、卫星通信、光纤通信、蓝牙技术为主的现代化网络技术，这是计算机多媒体技术的主要发展方向，也是信息资源全球共享能得以实现的主要方式。

计算机多媒体技术的应用与研究正处在高速发展之中，伴随着多种技术、观念的逐渐创新与发展，多媒体技术的未来将会出现耳目一新的、更丰富多彩的多媒体现象，它注定将改变人类的观念和生活方式。计算机多媒体技术在全息图像、模式识别、自然语言理解语音识别与合成以及新的传感技术上，充分利用人的书写、语音、表情姿势、动作、嗅觉和视线等各种感觉与动作通道，经过数据传输与特殊的表达方式和计算机系统进行交互，这在未来具有广阔的前景。

总之，在计算机多媒体技术的应用与研究中，必须实现逐渐向网络化、智能化数字化、集成化的转变，并不断扩展它在社会生产、教育、管理、军事、教医疗等区域的应用，全面地促进现代化科学技术的进步与发展。

4 总结

现代社会计算机相关技术的高速发展，多媒体技术在硬件和软件上都达到了成熟，但图像与音频的压缩编码规范还缺乏规范，有的压缩编码规范已公开，但有的还对外界保密，严重影响了整合音视频压缩编码。在开源的思想占社会主流、资源共享的现代的科学技术界，计算机多媒体技术应该把各种的音视频压缩技术做好整合，进一步规范媒体技术，使其更加成熟，使多媒体技术得到更好的发展。