多媒體處理的關鍵技術范文
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篇1
關鍵詞:計算機多媒體技術;多媒體技術;關鍵性技術
教學,教師在課堂上利用計算機多媒體技術可以激發學生的學習興趣,提高學生學習的主動性等等。本文將主要對計算機多媒體技術的關鍵性技術進行研究,分別從:計算機多媒體技術概述、多媒體關鍵技術研究、計算機多媒體技術關鍵技術的實際應用三個部分進行闡述[1]。
一、計算機多媒體技術概述
計算機多媒體技術是將聲音、文字、視頻、圖像、動畫等結合為一體的先進技術,它具有集成性與交互性。它能夠將數字信息通過界面顯示出來,隨著我國科技的日新月異,計算機多媒體技術也被充分賦予了時展新特點,同時具備了顯示各種形式的媒體特點[2]。計算機多媒體技術充分改變了人們獲取信息的渠道與方式,它應用范圍逐漸擴大,我國的教育教學、現代化工業生產、傳媒廣播教學等方面,都運用到了計算機多媒體技術。
二、計算機多媒體技術的應用與發展趨勢分析
多媒體技術的出現,極大地改變了人們傳統的生活方式和工作方式,無論是我們日常的工作、生活、還是娛樂都有多媒體技術的身影。尤其是隨著計算機的發展,計算機技術與多媒體技術的結合而形成的計算機多媒體技術使得多媒體技術的發展到了一個新臺階[3]。筆者認為隨著社會的進步,技術的創新,未來多媒體技術必將得到更大的發展。我們通過對計算機多媒體技術的應用進行分析闡述,就是想探索出計算機多媒體技術的發展道路,從而為計算機多媒體技術今后的應用發展提供一定的指導意義,推動多媒體技術應用持續穩步發展,這是多媒體技術發展的需要,也是社會發展的需要。
三、計算機多媒體關鍵技術研究
隨著計算機多媒體技術的廣泛應用,人們的生活方式發生了巨大的改變。我們必須加強對計算機相關技術尤其是加強對計算機多媒體關鍵技術的研究,這樣才能夠計算機多媒體技術今后的發展提供良好的建議。那么何謂計算機多媒體關鍵技術呢?計算機多媒體的關鍵技術是解決視頻、音頻信號的獲取和處理,包括多媒體數據的壓縮編碼和解碼技術以及多媒體數據的輸出技術。主要應用于通信、娛樂和計算機的融合,為解決電視數字化及高清晰度提供了切實可行的方案。
(一)視頻壓縮技術
傳統的壓縮編碼是以集合論為基本,它沒有充分考慮到接受者的主管能動性與事件本身含義[4]。因此壓縮編碼的發展是從信息論開始的一個不斷在更新完善的過程。按照信源的統計特點可以分為:預測編碼、小波編碼、矢量量化編碼[5]、轉碼編碼等方法,根據圖像傳達景物特點可以分為圖形編輯與基于內容的編輯。基于內容壓縮編碼方法是當前最先進的壓縮方法。
(二)視頻點播技術
近年來,多媒體服務范圍越來越廣泛,視頻點播技術的發展是計算機與網絡技術發展的產物,它將計算機、通信、電視等技術結合起來改變了傳統視頻點播方式,實現了人們隨意收看電視節目的想法。視頻點播技術的運用改變了傳統死板的教學模式,教師可以通過視頻點播技術讓課堂教學更加富有趣味性,調動學生學習的積極性[6]。視頻服務系統實現功能的核心是視頻服務器,視頻服務器是視頻點播技術實現的主要載體,它充分保障了視頻播放的質量。
(三)多媒體數據庫技術
多媒體信息通常都是非格式化的數據,它具有數據存儲分散、存儲對象復雜等特點。當前多媒體資料管理工作開展得不是很好,它需要良好的數據模型為基礎,利用引入封裝、對象、多態、繼承等概念來描述其對象[7]。將面向對象程序設計語言和數據庫技術充分融合起來是當前多媒體系統研發的主要方向。
(四)虛擬現實技術
虛擬現實技術是一個集成技術,它涉及到很多學科,如:計算機圖形學、傳感技術、人工智能、網絡技術等,利用計算機可以合成真三維畫面,從而達到栩栩如生的效果。虛擬現實主要是通過計算機來形成逼真實體,用戶通過感官可以充分感受到這一技術的帶來的先進性與趣味性。目前虛擬現實在航天、軍事、醫療、娛樂等方面都得到了廣泛應用。
(五)流傳媒技術
流傳媒技術的使用可以實現流式傳輸,將聲樂、動畫等通過服務器發送到給用戶,用戶不需要等到文件全部下載完成就能進行觀看,從一定程度上來看,流傳媒技術大大節省了用戶的時間,提高了效率。總之,多媒體技術將計算機技術的交互性、可視化綜合到一起,為人們的生活學習帶來了極大的方便。
(六)音頻技術
所謂“音頻技術”,主要是以電聲技術為核心內容,同時還包含了生理心理、建筑聲學、音樂藝術等相關技術[8]。它主要的技術支持是一種結合了應用聲學、聲電換能原理、電子技術等多種學科技術。它使信息的提高方式更具靈活性。
二、計算機多媒體技術關鍵技術的實際應用
隨著計算機相關技術的發展,計算機多媒體技術已經滲透到人們生活的各個領域,在現有的技術應用中,計算機多媒體技術的關鍵技術在生活中的運用最為廣泛,它轉變了人們的生活、學習方式,為人們的生活帶來許多新鮮感。
(一)多媒體教室的組建
多媒體教室的組建是計算機多媒體技術關鍵性技術的主要體現之一。在多媒體教室建設中,我們可以配置一些先進設備,如投影儀等。多媒體教室摒棄了傳統粉筆加黑板的教學方法,在一定程度上減輕了教師的工作負擔提高了課堂教學效率。不過在多媒體技術的實際運用中,教師必須明確教學主體,依然發揮主體作用,不能過度的運用多媒體技術,讓課堂教學被多媒體技術牽制[9],加強與學生之間的互動,提高教學效率與教學質量。
(二)多媒體教室的功能
多媒體教室具有許多先進功能,如:廣播教學、轉播教學、屏幕監視、遙控輔導、交互式教學、多媒體語音復讀機、網絡考場等。在進行廣播教學時,教師可以利用電腦屏幕和語音等多媒體信息向學生進行廣播。在進行廣播教學時,學生可以舉手提問,教師再為其解答,這種一問一答的方式使教學的開展更加有趣;通過轉播教學,教師可以將電腦屏幕及聲音向學生轉播,充分激發學生的學習興趣,提高學生的學習質量;屏幕監視是指教師通過電腦屏幕可以對每個學生進行實時監控,查看學生學習狀態[10],并實現遠程輔導學生;遙控輔導也是教師可以采用的教學方式,通過遙控輔導,教師可以手把手指導學生的學習,有利于學習學習效率與質量的大力提高;多媒體教室實現了交互式教學,學生能夠進行電子舉手,對于不懂的地方可以及時請教老師,促進了師生之間的良好互動;多媒體語言復讀機具有十分強大的功能,它包括:跟讀回放、和音對比、自動斷句、原文跟讀、語速調節、語音監聽、自定義教學方法等;多媒體教室還實現了網絡考場,具備成績匯總、排名、查看試卷、系統閱讀等功能,能夠快速實現成績查詢、成績匯總。
結束語
本文分別從計算機多媒體技術概述、多媒體關鍵技術研究、計算機多媒體技術關鍵技術的實際應用,三個部分對計算機多媒體技術的關鍵性技術進行了相關研究。隨著計算機技術的發展,多媒體技術已經在各大領域上都得到了廣泛應用,而計算機多媒體技術的關鍵技術在視頻點播,視頻壓縮、多媒體數據庫、流傳媒技術、以及虛擬現實技術上也都起到了至關重要的作用,迄今為止,多媒體技術的發展在我國已經取得了不小的進步,同時,多媒體技術也為人們的生活提供了很多方便,然而隨著社會的進步與創新,我們必須不斷尋找自身的不足,去探索更為先進的多媒體技術,讓我國未來多媒體技能夠獲得更大的發展,相信隨著時代的進步,多媒體技術發展一定會越來越好。
參考文獻
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[4]陳逸舟.計算機多媒體技術研究[J].信息技術與信息化,2014(06):179-180.
[5]惠紅梅.計算機多媒體技術的應用現狀分析[J].電子測試,2013(07):223-224.
[6]劉穎,王磊,郝錦峰.計算機多媒體技術的研究與發展前景分析[J].長沙鐵道學院學報(社會科學版),2013(02):195-196.
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[8]汪琳浩.計算機多媒體技術的發展趨勢與應用研究[J].計算機光盤軟件與應用,2012(10):167-168.
[9]孫濤.計算機多媒體技術的應用[J].長春理工大學學報,2011(04):191-192.
篇2
【關鍵詞】流媒體;數據壓縮/解壓縮;RTP/RTSP/RSVP;DRM
1.流媒體應用背景
隨著信息通信技術和IP技術的不斷進步,國家大力推進信息化,互聯網和寬帶通信網得到了極大的發展,流媒體技術也得到了飛速發展。流媒體技術的一個重要技術特征是將經過壓縮處理后的媒體流從服務器發送到用戶端,在網絡傳送的過程中用戶可以一邊緩存和一邊播放。
流媒體技術能夠在遠程教學、電視直播、視頻點播等具有大數據量應用的業務提供者和使用者之間,利用信息流的方式提供連續的、有嚴格時序關系的、準實時的多媒體信息傳輸服務。
2.流媒體三大關鍵技術
流媒體的三個關鍵技術包括數據壓縮/解壓縮技術、流媒體的網絡傳輸和媒體文件在流式傳輸中的版權保護問題。
2.1數據壓縮/解壓縮技術
流媒體的本質是媒體,流是媒體傳遞過程中的一表現形式。媒體的編碼本質就是音頻的編碼和視頻的編碼,然后將兩者同步傳送,形成媒體流。相比傳統的編碼方法,流媒體的關鍵在于降低文件大小,使之能減少帶寬壓力,也即是除了要做到和傳統的編碼相同的功能外,壓縮是流媒體編碼的重點考慮因素,解碼只是對編碼數據的恢復,雖然也很重要但不是技術的關鍵。視/音頻壓縮編碼技術是數字電視和交互式系統、多媒體計算機、多媒體通信中的關鍵技術,它也是流媒體技術的核心之一,它將原來不適合網絡傳輸的大體積文件轉化成可以適合網絡傳輸的小體積文件,通常稱為壓縮編碼技術。
數據的壓縮方式和圖像壓縮的JPEG格式很相像,流媒體在播放時,播放器進行實時的解壓縮。在不影響文件播放質量的前提下,會丟棄一些不必要的數據。流媒體的文件體積要比其他類型的媒體文件小的多,和傳統的聲音(WAV)以及視頻(AVI)文件相比,同樣內容的流媒體文件體積只有它們的5%左右。
2.2流媒體的網絡傳輸
流媒體壓縮編碼以后,如何在網絡上有效傳輸是另外一個需要考慮的重要問題。和WEB服務器采用的超文本傳輸協議(HyperText Tranfer Protocol,HTTP)相比,流媒體服務器采用了一些適合流媒體傳輸特性的傳輸協議。在流式傳輸的實現方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用實時傳輸協議/用戶數據報協議(RTP/UDP)來傳輸實時數據。流式傳輸的過程一般如下:
(a)用戶選擇某一流媒體服務后,WEB瀏覽器與WEB服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便將需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來。
(b)WEB瀏覽器啟動音視頻客戶程序,使用HTTP從服務器檢索相關參數并對音視頻客戶程序初始化,這些參數可能包括目錄信息、音視頻數據的編碼類型以及與音視頻檢索相關的服務器地址信息等。
(c)音視頻客戶程序及音視頻服務器運行實時流協議,以交換音視頻傳輸所需的控制信息,同時提供執行播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。
(d)音視頻服務器使用RTP/UDP協議將音視頻數據傳輸給音視頻客戶程序,一旦音視頻數據抵達客戶端,音視頻客戶程序即可播放輸出。
在網絡擁擠的情況下,沒有辦法保證流媒體文件及時有效的傳輸,單純依靠數據緩沖技術依然無法滿足順暢欣賞網絡媒體的要求。
確保流媒體文件高效快速傳輸的技術成為迫切的需求,RTP/RTCP、RTSP和RSVP這三種協議就是為了保證流媒體在Internet中高效、實時傳輸的技術體制。
2.2.1實時傳輸協議RTP與RTCP(Real-Time Control Protocol,RTCP)
RTP是用于Internet上的針對多媒體數據流的一種傳輸協議。RTP被定義為在一對一或一對多的情況下工作,其目的是提供時間信息和實現流同步。RTP通常使用UDP來傳送數據,但RTP也可以在TCP或ATM等其它協議上工作。當應用程序開始一個RTP會話時將使用兩個端口:一個給RTP,一個給RTCP。RTP本身并不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送機制,也不提供流量控制或擁塞控制,它依靠RTCP提供這些服務。RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。RTP和RTCP配合使用,以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化,因而特別適合傳送網上的實時數據。
2.2.2實時流協議RTSP(Real-Time Streaming Protocol,RTSP)
RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的,該協議定義了一對多情況下應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上,它使用TCP或RTP完成數據傳輸。HTTP與RTSP相比,HTTP傳送HTML,而RTP傳送的是多媒體數據,RTSP可以是雙向的。
2.2.3資源預訂協議RSVP協議(Resource Reserve Protocol,RSVP)
RSVP是正在開發的Internet上的資源預訂協議,使用RSVP預留一部分網絡資源(即帶寬),能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。RSVP是網絡控制協議,它使Internet應用傳輸數據流時能夠獲得特殊服務質量(QoS),RSVP是非路由協議;它同路由協議協同工作,建立與路由協議計算出路由等價的動態訪問列表。RSVP協議的兩個重要概念是流與預定。流是從發送者到一個或多個接收者的連接特征,通過IP包中"流標記"來認證。發送一個流前,發送者傳輸一個路徑信息到目的接收方,這個信息包括源IP地址、目的IP地址和一個流規格。這個流規格是由流的速率和延遲組成的,這是流的QoS需要的。接收者實現預定后,基于接收者的模式能夠實現一種分布式解決方案。
RSVP領域的發展是非常迅速的,因RSVP的預定必須建立在完全流方式的基礎上,目前的應用只是局限在測試的小Internet網絡上。
DRM數字版權管理(Digital Rights Management),是流媒體中對于版權控制的關鍵技術,它可以在一定程度上避免媒體文件被數字化后的盜版問題,DRM是解決這一問題的途徑。
3.流媒體技術在IPTV中的應用前景
流媒體技術是IPTV技術的基礎,它能夠有效地促進IPTV技術的推廣應用。目前在IPTV中的普遍使用的是MPEG-4的壓縮編碼方式,而H.264是未來的發展方向。隨著編碼技術的發展,今后各種編碼技術的走向是一致的。
傳輸技術的關鍵是如何在無質量保證的Internet上傳輸需要有保證的實時流媒體文件。在無質量保證的Internet上,疊加一些能夠保證質量的體制,以確保實時流媒體的高效穩定傳輸,主要就是RTP/RTCP,RSTP和RSVP,這三種協議是目前的主要體制,它們都是保證流媒體高質量傳輸的有效手段。
篇3
[關鍵詞] 多媒體技術 CRH5動車組 轉向架 教學軟件
中圖分類號:U266.331 文獻標識碼:A 文章編號:
前言:近幾年,我國鐵路高速化進程不斷加快,高鐵客運專線中動車組投入量不斷加大, CRH5型動車組是沈陽鐵路局運行速度為200km/h主力車型。雖然和哈大高鐵配備的CRH380相比,速度并不算快,但其轉向架的結構卻更加復雜,CRH5型動車組的轉向架由將近2000個零件組成,相比CRH380轉向架的模塊化設計,CRH5的轉向架零部件數量多,裝配關系復雜,目前我校還沒有CRH5型轉向架物理樣機,而采用傳統的教學方式向學生教授轉向架的構造知識難以達到理想的效果。
多媒體技術是一種把文本、圖像、動畫和聲音等信息合理的結合起來,并通過計算機進行綜合處理和控制,能完成交互式操作的信息技術。隨著計算機技術的不斷成熟,多媒體技術已經廣泛用于各個領域,多媒體技術在動車組轉向架構造教學軟件中的應用,將能很好的解決傳統教學方式不能直觀表達轉向架構造的難題。
1、多媒體技術特點
多媒體技術以計算機為中心,能對信息進行多通道統一獲取、存儲與合成,綜合處理控制多媒體信息,按人的要求以不同的媒體形式表現出來作用于人的不同感官。多媒體技術可以實現人對信息的主動選擇控制。以往人們讀寫方式大都采用章、節、頁的基本框架結構,循序漸進地獲取知識,而多媒體技術將借助超文本鏈接把內容更靈活、更具變化的方式呈現給讀者。當用戶給出操作命令時,相應的多媒體信息都能夠得到實時控制。用戶可以按照自己的需求、興趣、偏好和認知特點來使用信息,任取圖、文、聲等信息表現形式,并按自己的目的和認知特征重新組織信息,增加、刪除或修改節點,重新建立鏈。
2、多媒體系統開發工具
PhotoShop和3DS MAX是目前圖片處理和動畫制作最好的軟件。除此之外,還有專業級的圖形(圖像)處理軟件CorelDraw等。這幾款軟件除了有瀏覽功能外,還可進行圖形(圖像)格式、分辨率、色彩數的轉換,使用起來也特別的方便。
媒體制作工具常用的是Premiere和繪聲繪影。主要用來編輯視頻,是一種基于非線性編輯設備的視頻編輯軟件,在普通計算機上也可以制作出專業級的視頻作品。
本系統的制作采用的是基于圖標和流程的創作工具,在這類創作工具中,多媒體成分和交互隊列(事件)按結構化框架或過程組織為對象。調試方便,在復雜的航行結構中,流程圖有利于開發過程。但是當多媒體應用軟件規模很大時,圖標及分支增多,進而復雜度增大。本系統采用Authorware制作系統界面。
3、 多媒體技術在轉向架構造教學軟件中的應用
多媒體技術在教學軟件中的應用主要體現在多媒體技術的信息表達功能。多媒體軟件將動車組轉向架的構造信息借助多媒體計算機傳達給用戶,用戶通過顯示的文本來了解動車組轉向架零部件的技術參數;通過圖片能夠熟悉動車組轉向架各零部件以及它們具體的相對分布位置等;通過動畫視頻演示轉向架零部件的裝配過程,并配有詳細的操作工藝解說,使復雜的裝配關系得到清晰的表達。系統界面如下圖所示。下面介紹了系統開發中的一些關鍵技術。
系統界面
3.1 動畫制作與處理技術
動畫制作與處理在教學軟件中的主要用于轉向架的構造和裝配演示,使復雜的裝配關系得到清晰的表達,降低學校采購轉向架物理樣機的成本,同時也能降低對真實物理樣機拆裝可能引發的意外情況。
動畫制作選用3DS MAX動畫制作軟件,該軟件的動畫制作原理與電影原理一樣,動畫是由一系列圖片以足夠快的速度顯示而產生動感畫面,在制作動畫前,首先要將通過三維建模軟件Pro/e建好的轉向架模型通過接口導入3DS MAX中,然后賦予專業材質。在軟件中對模型生成虛擬裝配動畫,就要在不同的位置為轉向架添加關鍵幀,當時間到達所設的關鍵幀時,零件就會按照你預先設置的路徑運動,并形成連續動畫。動畫制作完成,要通過渲染器生成*.avi格式視頻文件。系統主要制作出了構架組成、輪對組成、一系懸掛組成等幾大部件組成以及整體的裝配動畫。通過多媒體制作軟件Premiere將動畫與聲音、文字等集成于教學軟件中。動畫非常形象地展示了動車組轉向架各個零件之間的裝配關系,系統中動畫演示如圖:
3.2 多媒體信息處理技術
多媒體信息的數據量通常要遠比其他的信息要大,這使得不管是對多媒體信息的存貯,傳輸和處理都提出更高的要求。特別是系統中裝配演示的動畫容量大,數量多,單張VCD光盤記錄不下整個檢修信息系統。因此壓縮技術非常重要。
壓縮技術指數據在傳輸前經過編碼技術進行壓縮,以減少通信的信息量,在接收端再自動解壓,對數據恢復。之所以可以對多媒體信息進行壓縮處理是因為多媒體信息中存在大量的冗余信息,如信息冗余、空間冗余、時間冗余等。通過編碼計算來消除冗余信息,在保持原有信息成分的同時減少數據總長度,實現了數據的壓縮。
視頻壓縮中使用最廣的是MPEG標準。它采用減少圖像冗余信息的壓縮算法,提供高達200:1壓縮比,聲音和圖像質量也很高。它最顯著優點就是兼容性好、壓縮比高、數據失真小。通過3DS MAX制作的裝配動畫輸出格式為*.avi的視頻文件容量較大,如CRH5動車組的動力轉向架,在沒有進行壓縮處理之前的構架裝配動畫視頻大小為1.6G,通過視頻編碼軟件選擇MPEG-4格式壓縮后容量減少到90M大小,并且完全滿足多媒體軟件的播放需求。
篇4
關鍵詞:流媒體;流式傳輸;壓縮編碼;視頻;電力運行系統
引言
在網絡上傳輸音視頻等多媒體信息,通常有下載傳輸和流式傳輸兩種方案。由于網絡帶寬有限,而音視頻的文件容量通常很大,采用下載傳輸非常耗時,傳輸延遲也很大,特別是下載傳輸無法滿足需要長時間持續傳輸(如,電力設備和線路現場監控)的應用要求。而采用流式傳輸時,音視頻信息由音視頻服務器或攝像頭向用戶計算機的連續、實時傳送,用戶可邊接收邊觀看,不僅啟動延時大大縮短,用戶也不必等待整個文件從網上全部下載才能觀看,這對現場臨控之類的音視信息傳輸,更有其獨特的優點。
一、流媒體技術簡介
流媒體是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的媒體格式,又稱流式媒體[1]。流媒體技術指將連續的影像和聲音信息通過攝像頭或者經壓縮處理后存放在網站服務器上,讓用戶無須等整個文件全部下載完畢后就可以一邊下載一邊觀看和收聽的技術[2]。流媒體技術以流的方式傳輸視頻和音頻信息,即便是網絡異常擁擠的情況下,也能傳輸清晰流暢的影音和視頻給廣大用戶,使得在網絡上觀看和傳輸影音成為現實。流式傳輸主要指通過網絡傳送多媒體的技術總稱,即將音頻或視頻等多媒體文件經過特殊的壓縮,由視頻服務器等設備向用戶計算機連續、實時或順序傳送[2]。它是流媒體的關鍵技術。
二、流媒體技術原理
(一)流媒體系統的組成
流媒體系統通常包括編碼器、服務器和播放器三個部分。每個部分之間通過特定的協議互相通信,并按照特定格式互相交換文件數據。
1.流媒體編碼器:由視頻采集卡和流媒體編碼軟件組成。流媒體采集卡負責接受音視頻數據并轉換為所需的信號形式,供編碼軟件處理;編碼軟件負責將流媒體采集卡傳送過來的信號加工并壓縮成流媒體格式。如果進行直播,還要負責將壓縮后的流媒體信號實時地傳給流媒體服務器。
2.流媒體服務器:由流媒體軟件系統的服務器部分和一臺硬件服務器組成,負責管理、存儲、分發編碼器傳來的流媒體節目。
3.流媒體終端播放器(解碼器):是流媒體系統播放軟件,用來播放音視頻節目。
(二)流媒體技術原理
1.流媒體壓縮編碼技術。流媒體文件必須制作成適合流媒體傳輸的流媒體格式文件后才能進行存儲或傳輸。
各種流媒體平臺所采用的壓縮編碼技術各不相同,主要有MPEG1、MPEG-2、MPEG-4、WindowsMediaVideo、RealMedia等。
MPEG-l和MPEG-2的壓縮率大概在20~30倍之間,用于網絡傳輸還是太低。MPEG-4的壓縮率可以超過100倍,且仍可保有非常好的音質和畫質。通常的壓縮編碼是基于一定的壓縮算法,如WindowsMedia是基于MPEG-4的離散余弦變換(DCT)算法,而RealMedia則采用小波變換算法。
2.流媒體的關鍵技術。實現流媒體的關鍵技術是流式傳輸。流式傳輸技術的四個關鍵步驟是:(1)預處理:傳輸前采用先進高效的壓縮算法,對多媒體信息進行壓縮,適合于網絡傳輸。(2)復用和解復用:傳輸前對多個信軌進行復用,在用戶端再解復用,還原成原始形態。(3)打包和解包:流媒體打包后發送到網絡傳輸;在接收端依照包序列號重排序并解包。(4)后處理:在解包后對數據進行特殊處理,如圖形霧化,回音抵消等。
在流式傳輸過程中,由于受網絡自身特性影響,會出現“時延抖動”,可能嚴重影響傳輸質量。
降低時延抖動產生的影響,可從以下兩方面著手:一是對現有網絡進行改造,如,用IPV6技術對視頻數據的網絡傳輸質量控制等技術進行改進。二是采用緩存機制,在數據包輸出前對時延抖動進行吸收,即接收端收到數據包之后,不立即播放,而是將它暫時存儲在緩存中,直到預定的播放時間到來,再將緩存中存儲的數據包進行規則播放,從而將時延抖動減少到最低。
此外,流式傳輸的實現需要合適的傳輸協議。支持流式傳輸的常用網絡協議有:(1)實時傳輸協議RTP(RealtimeTransportProtocol)。這是Internet多媒體數據流的一種傳輸協議,提供端到端的傳送服務,實現流的同步,但只能工作在一對一或一對多的傳輸情況下。(2)實時傳輸控制協議RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)。它和RTP一起提供多媒體數據流量控制和擁塞控制服務。(3)實時流式協議RTSP(Real-timeStreamingProtoco1)。它定義了一對多的應用程序,解決通過IP網絡有效地傳送多媒體數據的問題。(4)Internet資源預訂協議RSVP(ResourceReserveProtoco1),用于預留網絡帶寬。(5)MIME(MultipurposeInternetMailExtensions)協議,用于識別流媒體類型。
3.流媒體的實現。首先,通過高效壓縮算法讓大容量的多媒體數據適合流式傳輸;其次,通過流媒體服務器修改MIME標志;最后,通過支持流式傳輸的實時網絡協議傳輸數據流。
以RealMedia為例:第一,采用視頻捕獲裝置對事件進行錄制;第二,適當編輯獲取的內容,然后利用視頻編輯硬件和軟件數字化處理編輯的內容;第三,數字化的視頻和音頻內容被編碼為流媒體格式;第四,將媒體文件或實況數據流保存在安裝了流媒體服務器軟件的宿主計算機上;第五,用戶點擊網頁請求視頻流等;第六,宿主服務器通過網絡向用戶發送音視頻流數據;第七,用戶利用媒體播放程序進行進退、回放、觀看。
三、流媒體技術在電力運行中的特殊應用
2008年初,中國南方遭受了歷史罕見的冰雪災害。其中湖南省郴州市出現了連續近一個月的低溫雨雪冰凍天氣,電力、林業、通訊遭受毀滅性重創。全市數十年電力建設成果一朝被毀,郴州一度成為電力“孤島”。回頭來看,除了電力線路建設等級偏低、對極端性天氣與氣候條件的監測預報水平還不高等原因之外,架設在人煙稀少的高山峻嶺的電力線路以及電力設備,因為無人值守也不便巡查,不能及時發現災害,也是一個非常重要的原因。
要形象直觀、動態實時地監控高山險地的關鍵線路和設備情況,特別是災害發生和發展情況,在流媒體技術迅速發展的今天,已成為可能。最粗略的技術設想是在關鍵地區的高壓鐵塔或設備機房安裝特殊的攝像頭,借助流媒體傳輸技術和無線或有線網絡技術,連續傳送電力線路和電力設備運行情況的實時圖像或聲音。
除了防災抗災監控,流媒體技術在電力系統防盜、電力變電站的無人值守等方面也有廣泛的應用前景。近幾年,電力線路和電力設施被偷盜和破壞的事件頻頻發生,據國家發改委副主任張國寶透露,在事件發生最嚴重的2005年,國家電網公司的電力設施遭受外力破壞的事件數量為12554起,10千伏及以上變壓器遭受外力破壞2400多臺,倒桿(塔)300多基,丟失、受損輸電導線4000多公里、電力電纜200多公里,通信線路70多公里,塔材近5萬件,110千伏及以上輸電線路因外力破壞引起的線路跳閘達779次[6]。由于電力和群眾生活、企業生產密切相關,如果電力設施遭遇破壞,就會造成大面積停電,后果不堪設想。2003年美加“8·14”和2005年莫斯科“5·25”這兩起大面積停電事故,就是很好的警示案例。
福安市位于閩北山區,山高人少,線路漫長,地勢復雜,每年要多次遭受冰雪、臺風等惡劣氣象的危害,電力線路的運行巡查和電力變電站的人值守始終是一個老大難問題。如果能利用流媒體技術,只要配備一組攝像頭加一套流媒體網絡管理系統,就能在及時甚至實時監控到災害性天氣對電力線路和電力設備的影響進程和危害發展程度,為防災抗災提供有效的技術支持,并在艱苦地段對電力變電站實現無人或半無人值守。
結束語
流媒體是眾多寬帶業務的基礎平臺,也是一種新型的數據信息載體,是網絡技術同視音頻技術的有機結合。隨著互聯網的發展,流媒體技術不僅在社會生活中有著廣泛的應用前景,而且在電力運行等各個行業都可以發揮特殊的不可替代的作用。
參考文獻:
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關鍵詞 多媒體 多媒體技術 構成
一、相關概念
1.多媒體
對多媒體的定義目前還沒有統一的標準,但通過對各種定義的分析,筆者認為可以這樣進行定義:多媒體是融合兩種或兩種以上的媒體的一種人機交互式信息交流和傳播媒體。在這個定義中我們應明確以下幾點:
從功能上看,多媒體是信息交流和傳播的媒體,與電視、報紙等所具有的傳媒功能相當。
從運行程序上看,多媒體是人與機器的交互。機器主要是指計算機,抑或是有微處理器控制的其他終端設備。在運行程序中,多媒體和計算機或其他終端設備實現了“交互”,對信息進行處理,這是其他媒體所不能完全具有的。
從處理形式上看,多媒體信息都以數字形式而呈現,不是以模擬信號的形式進行存儲和傳輸。
從構成種類上看,凡文字、圖片、聲音、動畫、圖形等只要是兩種以上的媒體進行整合便構成了多媒體。
2.多媒體技術
多媒體依托于計算機而成為了一項嶄新的技術,其應用領域逐漸廣泛,多媒體技術主要有以下方面:音頻和視頻處理技術、數據處理技術、軟件開發技術、通信技術、超文本和超媒體。
多媒體技術實質上就是運用多媒體的技術,通過采用計算機技術對文字、圖片、動畫等媒體進行整合,讓它構建起邏輯連接,并能對它們進行獲取、編碼、處理、存儲和展示。多媒體技術就是將文、圖、聲、像等和計算機交互使用而集合在一起的一項媒體技術。多媒體技術有三大特點:
(1)信息載體的多樣性。多媒體使用的載體其實就是計算機,這就決定了它的多樣性。多媒體是把計算機所能處理的信息空間進行拓展,不再單純的局限于數值、文本。計算機所帶來的信息,并不能被人的大腦所全部接受,只有通過轉換后方能達到更高的接受水平。多媒體其實就是將計算機處理的信息更多樣化、更直觀化地呈現出來。
(2)信息載體的集成性。由于多媒體是對文、圖、聲、像進行綜合處理的技術,使之具有了集成性,集成性也可以成為綜合性,主要表現在信息的集成和設備的集成兩個方面。
對信息集成而言,集成是對多種信息進行整合的過程,將多個單一的媒體信息進行組織后,使之以并生的形式呈現。如教學中常用的幻燈片,同時能進行文字和圖片的展示,其實就是對文字信息和圖片信息進行整合,讓文字和圖片同時呈現在接受者面前。對設備集成而言,硬件設備需要能進行高速運轉及并行的CPU系統,存儲設備需要適合媒體的輸入與輸出;軟件設備需要保證對媒體信息進行系統管理和應用。
(3)信息載體的交互性。信息媒體的交互性是多媒體技術的標志特征,這一特性使人們對信息的獲取和使用由被動轉向主動,交互性讓信息更加的直觀、形象,使信息的保留時間得到延長,更利于獲取和使用。
交互性時多媒體技術區別于其他技術的特點,特別是在教學中,人機回話使得多媒體的功能得到了充分的體現。
二、多媒體的構成
多媒體是計算機和視頻技術的結合,實際上它是兩個媒體;聲音和圖像,或者用現在的術語:音響和電視。多媒體本身有兩個方面,和所有現代技術一樣它是由硬件和軟件,或機器和思想混合組成。一般的多媒體系統由如下四個部分的內容組成:即多媒體硬件系統、多媒體操作系統、媒體處理系統工具和用戶應用軟件。
1.多媒體硬件系統
多媒體硬件系統包括計算機硬件、聲音/視頻處理器、多種媒體輸入/輸出設備及信號轉換裝置、通信傳輸設備及接口裝置等。其中,最重要的是根據多媒體技術標準而研制生成的多媒體信息處理芯片和板卡、光盤驅動器等。
2.多媒體操作系統
多媒體操作系統或稱為多媒體核心系統(Multimedia kernel system),具有實時任務調度、多媒體數據轉換和同步控制對多媒體設備的驅動和控制,以及圖形用戶界面管理等。
3.媒體處理系統工具
媒體處理系統工具或稱為多媒體系統開發工具軟件,是如編輯制作的工具powertpoint和photoshop等,多媒體系統重要組成部分。
4.用戶應用軟件
用戶應用軟件根據多媒體系統終端用戶要求而定制的應用軟件或面向某一領域的用戶應用軟件系統,它是面向大規模用戶的系統產品,如演示軟件、游戲等。
三、總結
本文就多媒體和多媒體技術做了簡單的介紹,多媒體和多媒體技術的應用已成為科學研究的重點,同時也是我們生活中所必不可少的知識。我們只有正確認識多媒體和多媒體技術以及多媒體的構成,才能更有效的進行學習和研究。
參考文獻:
[1]蔣大林,趙慧玲.多媒體技術及應用[J].現代電信科技,1994(05)
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關鍵詞:柴油機裝配;可視化技術;實現;
中圖分類號:TB4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-01-00-01
引言
柴油機裝配是產品生命周期當中的重要環節,這和其產品的性能以及質量等相關的因素有著緊密的聯系。當前的柴油機裝配工藝通常還是在二維圖紙的支持下進行,在可視化方面的效果不是很好。所以三維可視化技術的應用就對實際的裝配效果有著很大的改觀,這也將會是今后在這一領域的重要發展趨勢。
一、可視化裝配技術內涵及功能分析
(一)可視化裝配技術內涵分析
可視化裝配技術是虛擬現實技術在裝配領域的應用,針對可視化裝配技術的主要概念至今沒有統一標準,對其進行的解釋也多種多樣。根據美國的相關學者對可視化裝配技術的定義是不需要產品以及支撐過程的物理實現,在可視化以及分析和先驗模型等手段作用下,然后通過計算機工具進行安排及輔助,從而對和裝配的過程決策就是可視化裝配技術[1]。可視化裝配技術在當前的柴油機裝配領域發揮了重要的作用,在工作效率上有了大幅度提升。
(二)可視化裝配技術功能分析
可視化裝配技術是新型的技術,在新技術的支持下所以也有著諸多的先進功能,這一技術能夠進行實物產品的數字化再現,也就是生成產品數字模型,這其中就包含著諸多內容,有產品結構明細表以及功能模型等。另外還有沖突檢測功能,這一功能主要是組成產品及各個級別的裝配體零件實行集合上的干涉檢查;再者就是生成裝配序列及路徑功能,這主要體現在產品建模及排除沖突當中,所生成優化裝配序列及路徑,對實際當中的裝配時間有了大幅度減少,從而提高了裝配的效率。通過對可視化裝配技術的實際功能應用,能夠將柴油機裝配的零件設計進行虛擬化的呈現以及設計,同時也能夠進行相應的裝配檢驗并適當的修改,對裝配的效率及準確性有了很大程度的提高,并對開發設計成本得到了有效降低[2]。
二、柴油機裝配工藝可視化關鍵技術及實現
(一)柴油機裝配工藝可視化關鍵技術分析
將柴油機裝配體的層次進行規劃好之后,就需要進行研究怎樣應用Pro/E進可視化裝配模型的構建,這就需要按照相應的操作流程進行實施。首要要能夠提取模塊并定義成裝配組件,然后裝配約束定義,再進行初步生成裝配模型,接著對裝配模型加以分析,最后裝配模型。在裝配工藝規劃技術層面主要有裝配單元劃分以及確定裝配基準和定位方法,選擇保證準確度及互換性、裝配協調工藝方法等。在實際的工序過程中主要是裝配前準備工作以及零、組件的定位等。在基于知識的求解裝配順序方法上比較多,例如比較常見的專家系統和事例經驗推理等,柴油機的裝配工藝相對來說比較成熟,此次對其的研究主要是參照裝配工藝卡片順序進行有序裝配,以及基于拆卸法的求解裝配順序方法結合進行實現裝配過程動畫[3]。采取Inventor表達視圖模塊能夠很好實現基于拆卸法的拆卸過程動畫效果。
另外還有CAD系統間數據轉換技術,在這一技術上主要有幾種不同類型的使用方法,也就是開發中間的數據格式轉換以及利用國際圖形數據交換標準轉換,還有就是對CAD系統二次開發以及二者共享地層數據庫。其中在Pro/E當中的裝配完成產品部件只需存儲時另存相應格式就能夠在inventor當中被打開應用。只有在可視化實體及零件和部件數據被轉換,其它的文本及線框等不能夠進行轉換處理。另外還有產品結構樹和工藝結構樹數據動態管理技術,其在產品設計階段生成是企業進行CAPP輔助工藝規劃,以及實現ERP管理生產計劃的重要依據。在構造產品結構樹當中,每個節點都對應一個產品及零部件,節點分為中間節點以及頂層節點和底層節點,每個繼電都有其屬性[4]。
(二)柴油機裝配工藝可視化關鍵技術實現探究
柴油機裝配工藝可視化關鍵技術的實現要通過設計才能進行有效的實施,首先在總體設計方面要對可視化系統目標要求和面向對象進行設計系統功能模塊。系統功能確定為熟悉柴油機原理和構造并對柴油機裝配工藝能夠掌握,在這一過程中不僅要能夠對知識系統得到兼顧,同時也要能夠對交互性得到滿足。
合成是多媒體產品制作的核心環節,其主要是將多媒體素材集成在一起,然后做成具有著交互性以及操作靈活和視聽效果好的多媒體作品。首先是對柴油機裝配而對界面設計,包括對話設計以及數據輸入界面設計等,還要能夠考慮多媒體作品結構及內容要求。
任何程序都要經過調試以及修改才能完成,故此調試就是設計的重要內容。然后將裝配完成的部件和總裝配模型轉換到Autodesk Inventor當中,通過這一軟件視圖表達模型制作裝配順序動畫,并將其生成*.avi格式的三維動畫視頻,Pro/Engineer和Inventor都配有國際標準STEP數據交換接口,故此這就能夠無障礙實現三維模型轉換。
再者就是通過其他的一些軟件綜合設計裝配工藝可視化系統,使得系統能夠具有良好交互性及對界面的操作簡便化。在將柴油機裝配工藝可視化裝配完成后,通過檢測之后進行打包處理[5]。這樣在生成裝配動畫過程中,就能夠進行以便加以演示柴油機動態裝配過程,一邊提示裝配的工藝內容,可通過自身的選擇需求濟寧內容的研究,這樣在交互性方面能夠得到充分的體現。
三、結語
總而言之,針對柴油機裝配可視化技術的實際應用實現還有諸多的優化空間,為能夠對產品裝配問題得到更好的解決,裝配工藝的可視化將會是今后的重要研究方向。這一工藝是對產品的質量決定的重要環節,所以加強這一領域的理論研究能夠對實際起到重要指導作用。
參考文獻:
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【關鍵詞】4G 移動通信 關鍵技術 發展
3G移動通信技術已經在全球范圍內普及,3G移動通信的應用發展,促進了4G網絡的誕生。目前,4G移動通信技術的發展得到了社會各界的關注,4G移動通信將比3G更快、更準、更安全,提升了用戶的體驗感受。在移動通信全球普及的今天,4G通信技術是繼3G之后又一次成功創舉。
一、移動通信的發展
20世紀中后期,1G移動通信系統誕生并且迅速發展,當時的1G通信網絡系統主要是北美的AMPS、N-AMPS,英國的TACS,日本的JTA,和北歐的NMT等系統。1G移動通信雖然在當時創下輝煌記錄,但本身存在保密性差、內存有限等缺陷,很快被2G移動通信所替代。
1G誕生后的10年間,全球各界專家都在研制1G的升級版,解決1G移動通信的自身缺陷問題。2G主要特點為兩類,歐洲的TDMA和GSM和美國的CDMA的IS95系統,2G移動通信被稱為數字通信系統。
2G的普及應用使數據業務量也不斷增加,對多媒體業務的需求直線增加,用戶的2G移動通信網絡已經不能滿足用戶的需求。因此,第三代移動通信技術3G網絡進入人們的生活。并且很快代替了2G網絡,3G網絡由WCDMA、TD-SCDMA、cdma2000和WiMAX所帶領。TD-SCDMA是我國自主研發的一項技術,目前仍然有用戶在使用此項技術。
3G網絡的出現將移動通信推向了一個前所未有的,帶給用戶多元化的體驗,但是由于3G網絡的傳輸速度會控制在2Mb/s以內,將很大程度上控制數據傳輸速度,為解決這一問題,人們研制出4G移動通信。
4G移動通信具有和1G通信相同的重要點,是移動通信的一項重大革命,4G不僅能夠提供更優質的通話質量、更快的數據傳輸速度以及更多元化的用戶體驗。
二、4G移動的關鍵技術
4G的核心技術屬于OFDM,這是一種多載波調制技術,將信息分成無數通道,將高速數據通信轉換成低速的分層數據流,之后調制到子信道傳輸的過程。
2.1軟件無線電技術(SDR)
軟件無線電技術是經過一個通用的硬件平臺將硬件功能單遠通過軟件加載的方式去實現各種各樣的一個通信系統中的開放式結構,將系統間的連接無縫對接。SDR技術是數字信息處理技術,以通信為基礎,并且能夠適應產品發展的多樣化需求。
2.2智能天線技術(SA)
SA技術能夠保證信息之間的互擾情況,而且能夠自動跟蹤、調節數字波束。SA技術還會增強信號功率,將通過科學計算的方法讓各個天線單元信號幅度和位置保持最佳狀態。
2.3多輸入多輸出技術(MIMO)
MIMO技術使4G系統的空間容量增加,并且能夠有效降低無線信道的衰弱,主要控制空分復用與分集、預編碼和波束成型幾個方面。
2.4基于lP的核心網絡
4G網絡離不開IP網絡,因為IP網絡可以為4G提供終端的IP服務,并且具有網絡間的兼容性。能夠允許各種空中接口接入,為4G網絡提供絕對開放的結構。
2.5多用戶檢測技術
多用戶檢測技術是利用各種信息、信號的處理方法,將用戶所需的所有和備用信號都作為有用信號使用,將用戶信號相連,做到最全面聯合檢測。
篇8
關鍵詞:嵌入式系統;遠程監控系統;網絡傳輸;圖像采集
中圖分類號:TP274.2
在日常的生活中,通常都是通過眼睛來傳遞信息,百分之九十以上的信息量都來自視覺。但人的眼睛要受到生理結構的一些限制,在很多方面受到距離和信息量的限制。新時代以來,通訊技術和半導體技術的廣泛應用,電子在獲取信息的方面的技術逐漸的成熟起來,電子設備被迅速地應用到獲取圖像信息的領域上來,這一技術的代表就是電子眼的廣泛應用。電子眼能夠代替人眼,并且能夠克服很多不利的自然因素,高質量的獲取圖像資料,并且能夠做到采集和傳輸的穩定性。
電子眼技術的迅速發展給人類帶來了新的獲取視覺信息的途徑,具有很重要的現實意義。電子眼的使用中,可以利用遠程的傳輸技術,克服人眼在距離上不利的因素,給人們的生活的帶來了極大地改善和方便。人們可以在辦公室實現遠程的操控,并且能夠準確及時的獲取信息,隨著現代網絡和媒體技術的不斷發展,遠程傳輸技術也變得容易起來,圖像的遠程傳輸必將在未來獲取信息方面占據重要地位,并且大大的減少人力資源的浪費,同時也能做到人力所不能做到的事情。
在遠程圖像采集和傳輸發展的過程中,嵌入式技術的出現和成熟,無疑是圖像采集和傳輸的一場革命,在嵌入式技術的基礎上,圖像的采集和傳輸有了更強的穩定性,同時在成本上也大大的降低,以下就基于嵌入式技術的圖像采集和傳輸做出研究,分析國內外現狀,并系統的總結嵌入式技術的要點和關鍵技術。
1 圖像信息的采集和傳輸發展現狀
圖像采集是伴隨著監控系統發展而發展的,并在圖像采集的歷史中主要是在監控系統中的使用。視頻監控系統已經歷了三個階段:
第一代是本地模擬視頻監控。它采用全模擬視頻信號,保存錄像帶形式來記錄信息。模擬顯示裝置的技術落后,從而產生視頻信號的傳輸距離受到限制、圖像質量不佳等問題。點對點的方式監視現場,布線工作量非常的大。模擬視頻信號的網絡結構系統[1]的主要特點是單一的、單向的信息收集網絡,不具備媒體特有的功能,所以即使這個系統現在已經發展到一個較高水平的,也沒有太多潛力可挖,而且其局限性依然存在,不能以滿足圖像采集和傳輸的更高要求,因此數字化是必由之路。
第二代基于PC的遠程視頻監控出現在20世紀90年代后期。該系統是第一模擬音頻麥克風和攝像機捕獲的視頻信號轉換成數字信號[2],利用特殊的壓縮卡將數字信號的壓縮處理,通過網絡向終端傳輸,用電腦控制端使用一個專用PC傳輸,解壓提取數據卡后,遙控器就能夠再現圖像和聲音。它具有傳輸距離遠、圖像質量好、節能和低成本的數據。然而,基于PC的多媒體監控系統,還存在體積大、功耗高、實時性不高、穩定性差,成本高、擴展性差等很多問題。
隨著近兩年的遠程監控系統中的多媒體監控系統要求各個領域越來越多地使用也越來越高,操作簡單,實時,可靠,多功能發展,數字化,經濟實用的多媒體監控系統和設計受到越來越多的關注者人們。應運而生的嵌入式遠程監控系統基于多媒體技術。這是第三代基于多媒體的遠程監控嵌入式技術。與基于PC的多媒體監控系統,基于嵌入式多媒體技術的遠程監控系統具有體積小,安裝方便。因此,基于嵌入式多媒體技術的遠程監控系統,必然有應用和發展的良好前景,而不是目前廣泛使用的基于PC的多媒體遠程監控系統將成為必然趨勢。
2 嵌入式開發和狀態
進入20世紀90年代以來,嵌入式技術全面展開,目前的發展方向已經成為一種常見的通信和消費類產品。在通信領域,數字技術正在全面取代模擬技術。在廣播電視領域,美國已經從模擬電視開始向數字電視過渡,歐洲的DVB(數字電視廣播)技術已在全球大多數國家推廣。數字音頻廣播已進入商用階段。軟件、集成電路和新型元器件在產業發展的越來越重要的作用。以上所有產品跟嵌入式系統技術是分不開的。在個人領域中,嵌入式產品將主要被用來作為個人移動的數據處理工具和通信軟件。由于嵌入式設備具有自然的人機界面,多媒體界面給人很大的親和力。在手寫文字輸入、語音撥號、發送和接收電子郵件和彩色圖形圖像方面已取得初步成效。
3 嵌入式系統
3.1 定義和嵌入式系統的分類
目前,各種嵌入式系統的存在的定義,但沒有一個定義是全面的和非常準確的。下面給定的兩個合理的定義比較:
從技術角度定義:被定義為中心以計算機技術、硬件和軟件的可定制,以適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統;從的角度定義系統:一個嵌入式系統是設計用來執行復雜的硬件和軟件功能,并緊密地耦合到計算機系統。這些條款體現嵌入式系統是一個比較完整的體系,由嵌入式系統已知的通常。嵌入式系統中可以同時存在多個嵌入式系統。在正常情況下,根據歷史,性質,普遍性要求,嵌入式系統可以被定義為:“嵌入對象系統的專用計算機系統”“嵌入”,“特異性”和“計算機系統”是嵌入式系統的三個基本要素。
3.2 關鍵技術的嵌入式系統設計
(1)嵌入式操作系統
早期的許多嵌入式系統根本就沒有操作系統,只不過有一個控制環而已。對很簡單的嵌入系統來說,這可能已經足夠。不過,隨著嵌入式系統在復雜性上的增長,一個操作系統顯得重要起來。沒有操作系統的支持,將使軟件復雜度大幅增加且變得極不合理。隨著硬件的發展,嵌入式系統的應用領域日益擴大,提供的應用功能也越來越復雜,當初的控制程序被隨之逐步加入了許多功能,而這些功能有很多是可以由操作系統來提供的。這很自然地會讓人聯想到應該為嵌入式系統做一個嵌入式操作系統。由于應用的需要和硬件條件的限制,嵌入式操作系統一般都注重占用空間小和效率高等特點。其實,嵌入式系統并不是一個新生的事物,從八十年代起,國際上就有一些組織、公司,開始進行商用嵌入式系統和專用操作系統的研發。在嵌入式系統的設計過程中,涉及許多技術的發展和方法是從通常的基于PC的軟件開發方法的不同。這些不同的項目和計劃,最終會影響到環境和塑造的最終產品。這些不同的關鍵技術主要表現在以下幾個方面:
(2)嵌入系統內核的發展
這包括硬件和操作系統軟件內核的選擇。基于實用功能的嵌入式系統內核來實現內核的穩定性,以確保最大限度地提高系統的內核函數的工作效率,以減少冗余配置,讓整個嵌入式系統設計趨于最優化。
(3)嵌入式系統的開發過程
由于嵌入式開發板的資源有限,不可能運行開發板開發和調試工具。因此,通常在嵌入式開發過程中,利用主機和目標機點的作用:在主機運行編譯、連接、計算機處理過程,目標是在硬件平臺上運行的嵌入式軟件。該應用程序必須先轉換到目標機器的二進制代碼運行。這一過程包括三個步驟:編譯、鏈接、定址。
(4)嵌入式平臺移植軟件
大多數嵌入式開發人員的軟件開發模式的選擇是在PC上編寫軟件,然后移植軟件。如果在PC上編寫軟件,要注意軟件的可移植性,選擇具有高可移植性的編程語言(如C++),調用操作系統功能盡量少。
(5)嵌入式系統的高效存儲
嵌入式系統下要實現高速數據存儲,數據的高速傳輸是嵌入式系統最根本的特性,高速傳輸下對于數據的控制也是系統的關鍵。嵌入式系統的傳送以CPU為控制中心,再提供源地址和目的地址的情況下實現對數據本質的判斷,來實現數據的傳送。在這種情況下,CPU在每個字節的數據傳輸中都要執行很多條命令,因此數據的存儲就會變慢,在嵌入式Linux系統中,利用RAID技術[3]實現數據存儲的分塊實現存儲的加快,這樣就可以在CPU不介入的情況下完成數據的高速傳送,大大的提高數據的傳送速度,提高存儲效率。
4 圖像采集和傳輸的主要模式
基于遠程系統建設模式的圖像采集和B/S的傳輸,結合前面整個系統的模型的軟件框架。在最初引進boa和CGI,移植的詳細描述和C語言編寫的編程語言來完成,以實現圖像遠程實時動態顯示嵌入式服務器boa和CGI腳本突出的基礎瀏覽器,最終完成了互動和瀏覽器的遠程視頻傳輸系統。
圖像的基于GPRS無線遠程傳輸系統是利用單片機組成的數據傳輸系統,通過GPRS網絡完成遠程數據的無線傳輸,即在傳統的單片機數據采集系統中增加支持數據通信業務的GPRS模塊,并為其分配一個獨立的SIM卡,結合單片機系統通過串行通信接口,實現數據的遠程無線傳輸。傳輸終端可以是PC機,也可以是移動電話或移動終端。近年來,隨著無線網絡的快速發展,尤其是在成熟的應用GPRS網絡技術,實現了數據的無線遠程通信,給圖像傳輸帶來了福音。
5 總結與展望
本文將嵌入式技術用于圖像的遠程采集傳輸之上,實現了基于嵌入式系統的圖像采集。提出的兩種傳輸方式經過改善都可以應用于多種環境場合,在監控等諸多領域都有重要的顯示意義。隨著社會的發展,越來越多的領域將涉及圖像的遠程采集,無論是基于有線還是無線的傳輸方式。同時,基于嵌入式Linux操作系統的應用有很多,圖像遠程采集系統的研究是比較有現實意義的方向。隨著嵌入式處理器性能的提高和Linux操俸系統的逐步普及,相信這方面的研究會有更廣闊的發展空聞。
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關鍵詞:多媒體 多媒體技術 定義 特點
一、定義
1、多媒體
對多媒體的定義目前還沒有統一的標準,但通過對各種定義的分析,筆者認為可以這樣進行定義:多媒體是融合兩種或兩種以上的媒體的一種人機交互式信息交流和傳播媒體。在這個定義中我們應明確以下幾點:
(1)從功能上看,多媒體是信息交流和傳播的媒體,與電視、報紙等所具有的傳媒功能相當。
(2)從運行程序上看,多媒體是人與機器的交互。機器主要是指計算機,抑或是有微處理器控制的其他終端設備。在運行程序中,多媒體和計算機或其他終端設備實現了“交互”,對信息進行處理,這是其他媒體所不能完全具有的。
(3)從處理形式上看,多媒體信息都以數字形式而呈現,不是以模擬信號的形式進行存儲和傳輸。
(4)從構成種類上看,凡文字、圖片、聲音、動畫、圖形等只要是兩種以上的媒體進行整合便構成了多媒體。
2、多媒體技術
多媒體技術實質上就是運用多媒體的技術,通過采用計算機技術對文字、圖片、動畫等媒體進行整合,讓它構建起邏輯連接,并能對它們進行獲取、編碼、處理、存儲和展示。
由于多媒體依靠計算機或其他終端進行信息處理的的技術,使它具有了以下特點:
(1)信息載體的多樣性
多媒體使用的載體其實就是計算機,這就決定了它的多樣性。多媒體是把計算機所能處理的信息空間進行拓展,不再單純的局限于數值、文本。計算機所帶來的信息,并不能被人的大腦所全部接受,只有通過轉換后方能達到更高的接受水平。多媒體其實就是將計算機處理的信息更多樣化、更直觀化地呈現出來。
(2)信息載體的集成性
由于多媒體是對文、圖、聲、像進行綜合處理的技術,使之具有了集成性,集成性也可以成為綜合性,主要表現在信息的集成和設備的集成兩個方面。對信息集成而言,集成是對多種信息進行整合的過程,將多個單一的媒體信息進行組織后,使之以并生的形式呈現。如教學中常用的幻燈片,同時能進行文字和圖片的展示,其實就是對文字信息和圖片信息進行整合,讓文字和圖片同時呈現在接受者面前。對設備集成而言,硬件設備需要能進行高速運轉及并行的CPU系統,存儲設備需要適合媒體的輸入與輸出;軟件設備需要保證對媒體信息進行系統管理和應用。
(3)信息載體的交互性
信息媒體的交互性是多媒體技術的標志特征,這一特性使人們對信息的獲取和使用由被動轉向主動,交互性讓信息更加的直觀、形象,使信息的保留時間得到延長,更利于獲取和使用。
交互性時多媒體技術區別于其他技術的特點,特別是在教學中,人機回話使得多媒體的功能得到了充分的體現。
二、多媒體的構成
由于多媒體是所處理的對象主要是生意和圖像信息,而由聲音和圖像信息的特點所決定,多媒體的構成應包括:
1、計算機:包括個人的計算機或是工作站。
2、視聽接口:聲卡、視頻卡、圖像處理卡和多功能處理卡等。
3、輸入設備:話筒、攝影機、掃描儀等。
4、輸出設備:耳機、顯示器、合成器等。
5、存儲設備:光盤、U盤、硬盤等。
6、應用軟件:系統軟件(windows等)、開發工具包括創作軟件工具和編輯工具,如編輯制作的工具powertpoint和photoshop等。應用軟件是多媒體硬件平臺和創作工具上開發的應用工具,如演示軟件、游戲等。
三、多媒體技術簡介
多媒體依托于計算機而成為了一項嶄新的技術,其應用領域逐漸廣泛,先做以下多媒體技術的簡要介紹:
1、音頻、視頻處理
這是多媒體計算機系統中常見的表現形式,多媒體技術通過計算機或者其他處理系統,對音頻和視頻進行處理,以直觀的方式呈現。
2、數據處理
在多媒體計算機的處理過程中,傳輸和處理文、圖、聲、像等信息需要占用大量的空間,這就需要對信息進行壓縮和解壓,而這也正是多媒體運行系統中的關鍵,只有對信息能進行高效的壓縮和解壓,方能為信息的處理帶來便捷化。
3、軟件開發
多媒體的使用需要軟件進行支撐,這也促進了軟件技術的發展。在多媒體操作系統上有很多的開發工具,如flash、3D Studio等,他們為使用者提供了對圖像、聲音、視頻等多種媒體進行便捷、制作、合成的功能。
4、通信技術
多媒體技術最主要的目的就是要加速和方便信息的交流,因此,多媒體技術書通信技術的關鍵技術之一。多媒體通信技術是通信技術、計算機技術和電視技術的相互滲透、相互影響的結果。目前,隨著信息技術的發展,電子通信基本上走上了數字化道路,這也正是多媒體作用于通信技術的表現。
5、超文本和超媒體
篇10
摘要:在高速的現代化生活中,旅游已經被越來越重視,并成為生活中不可或缺的一部分。隨著信息技術的迅猛發展,虛擬旅游作為一種基于虛擬現實的新型旅游方式,不斷的打破了傳統旅游的觀念。虛擬旅游的發展依托與計算機相關技術的應用和發展。本文主要介紹了虛擬旅游中應用的幾個關鍵技術。
關鍵詞:虛擬旅游 關鍵技術 現實旅游 虛擬現實、
1 概述
旅游在現代生活中被“平民化”了,(Urry,1990),已經被普遍接受和實踐的生活方式,旅游產品也成為了大眾化的消費品。由于微電子技術、計算機技術、網絡技術和多媒體技術的迅速發展,以及PC的普及,虛擬現實技術(Virtual Reality)逐步進入了人們的生活中,在計算機和互聯網上,人類為自己的現實生活開辟了一個新的領域,這個領域是與人類現實生活的物質、精神世界同時并存這的一個新的世界——虛擬世界,并成為了現代人的一個重要的生活空間。旅游的“空間”也可以不在局限于現實的世界中,旅游者還可以在“虛擬世界”中實現自己在現實中無法實現的旅游愿望。虛擬現實技術和旅游的一種結合體“虛擬旅游”正逐漸的影響著傳統的旅游方式,改變的人類的旅游觀念。
“虛擬旅游”技術的發展離不開計算機相關技術的支持,它所需要的主要計算機技術有虛擬現實技術、GIS技術及多媒體技術等。
2 虛擬旅游的關鍵技術
2.1 虛擬現實技術(Virtual Reality)
虛擬現實技術是在20世紀80年代,由Jaron Lanier提出了“虛擬現實(簡稱VR)”的觀點,讓用戶可以置身于計算機所表示的三維空間環境中,通過眼、手、耳或特殊的空間三維裝置在這個環境中"環游",創造出一種"親臨其境"的感覺,該技術在20世紀末達到了發展的高峰。虛擬現實又稱靈境技術、塞伯空間,是以浸沒感、交互性和構想行為基本特征的計算機高級人機界面,是一系列高端技術的整合,該技術集成了計算機仿真技術、圖形技術、顯示技術、傳感技術、網絡并行處理等技術,它在多維信息空間上創建一個虛擬信息環境,能使用戶具有身臨其境的沉浸感,具有與環境完善的交互作用能力,并有助于啟發構思,是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。它能夠利用計算機生成一個三維虛擬環境,在這個環境中,人們有著同真實世界一樣的視覺、聽覺、觸覺等感覺,并且可以與其他人在同一個虛擬環境下進行交流,產生一種身臨其境的感覺。
2.1.1 虛擬現實技術的基本特征
① 沉浸性
沉浸性(臨場感)是指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該使用戶難以分辨真假,使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中,如同在現實世界中的感覺一樣。
② 交互性
交互性是指用戶對虛擬環境內的物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)。例如用戶可以用手直接取虛擬環境中的物體,這時手應該有觸摸感,并可以感覺物體的重量,場景中被取的物體也立刻能夠隨著手的移動而移動。
③ 構想性
構想是指用戶沉浸在多維信息空間中,依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識,發揮主觀能動性,尋求解答方式,形成新的概念。
2.1.2 虛擬現實技術的分類
根據建模和繪制的方式不同,可以將虛擬現實技術分為圖形虛擬現實技術和圖像虛擬現實技術:
①圖形虛擬現實技術
圖形虛擬現實技術主要是通過測量、激光雷達、實景照片等各種數據獲取方式,運用計算機圖形學,使用點、線、面等基礎圖形創建一個三維虛擬場景,接著進行材質、紋理、光照、聲音等提高該虛擬場景真實感的工作,最后通過感知設備在虛擬環境中完成漫游和交互。該技術不同于三維動畫技術,該技術彌補了三維動畫中對于場景瀏覽路線和瀏覽速度的限制以及只能被動觀察等缺點,允許用戶操縱其場景中的物體。
②圖像虛擬現實技術
圖像虛擬現實技術即360全景技術,通過運用專業相機(魚眼鏡頭和廣角鏡頭)捕捉同一個場景的多張圖片,使用軟件將所有圖片拼接成一副連續的全景圖像,將多幅全景圖像利用專門的全景播放器進行播放,形成一個全景空間,這樣就將平面的照片轉變成360度全景景觀,在利用Wwbgis、JAVA等技術相結合等方式實現全景旅游的動態交互和漫游。與圖形虛擬現實技術相比,全景虛擬現實技術有著更強的真實感,開發成本低、周期短、文件小都是圖形虛擬技術不具備的,但是虛擬景觀是固定不變的,所以漫游的過程單調枯燥。
2.2 GIS技術
GIS是對空間數據進行采集、整理、編輯、分析并采用空間模型分析的方法,提供多種動態信息,為地理信息研究和動態決策服務。在虛擬旅游中,利用GIS技術對旅游景點的地理信息進行采集、分析,并建立完整的空間數據庫,為旅游者提供實時的、準確的旅游信息,使三維模型、二維矢量數據、影像、DEM完美的結合在一起,讓虛擬旅游不僅僅是可視,還要有效。
2.3 多媒體技術
多媒體技術包括信息學、心理學、美學、傳播學等眾多學科,它是為虛擬旅游的表現力而服務。將文字、圖片、動畫、影像、聲音等多種多媒體信息與虛擬現實技術結合起來,建立邏輯關系和人機交互等功能。多媒體技術具有信息載體的多樣性、多媒體的交互性、集成性、數字化、實時性的特點,用充滿活力、動感的方式,帶給旅游者生動的觀賞效果。
3 總結
虛擬旅游作為旅游與計算機技術相結合的新生事物,它的存在和發展是與現代生活和人類需求相一致的,符合現代旅游的發展趨勢。虛擬旅游的發展從萌芽到日漸成熟已經走過了很長的一段風雨歷程,而這個領域具有巨大的潛力和廣闊的應用前景。而虛擬旅游需要依托與計算機相關技術(虛擬現實技術、GIS技術、多媒體技術)的發展而進步。客觀而論,目前虛擬旅游相關技術還沒有達到我們所期望的“使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中,如同在現實世界中的感覺一樣”,但是我們相信隨著計算機技術和網絡技術的飛速發展,計算機3D運算能力和網絡帶寬大大提高,虛擬旅游將會成為人類生活不可或缺的一部分。
參考文獻:
[1]孫芳芳.虛擬現實技術在旅游業的應用 [J].江西科學,2007(3):314-317.