数字电视与图像通信技术的发展教学内容
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《数字媒体技术导论》教案课程名称:数字媒体技术教学章节:第1章 数字媒体技术概论教学目的:了解媒体、数字媒体的内涵及特性,了解数字媒体研究及应用开发的概况。
教学重点:了解媒体的概念、特性及分类。
掌握数字媒体的定义、传播模式及其特性。
指导数字媒体技术的研究及应用开发领域。
教学难点:数字媒体特性及传播模式教学器具:教学课件。
教学课时:2学时授课教师:孙清伟教学内容:章节概要:第一章 数字媒体技术概论1.1 媒体及特性1.1.1媒体概念1.1.2媒体特性1.2 数字媒体及特性1.2.1数字媒体概念1.2.2数字媒体特性1.2.3数字媒体传播模式1.3 数字媒体技术的研究领域1.3.1数字媒体内容产业1.3.2数字媒体技术发展趋势1.3.3数字媒体技术研究领域1.3.4数字媒体应用领域主要内容媒体概念及特性 数字媒体及特性 媒 体媒体特性媒体分类数字媒体数字媒体特性数字媒体的研究领域 数字媒体内容产业数字媒体技术发展趋势数字媒体技术研究领域数字媒体传播模式数字媒体应用1.1 媒体及特性➢媒体,有时候也被称媒介或媒质。
➢媒体包括多种含义。
➢媒体是一种工具,包括信息和信息载体两个基本要素。
➢一张光盘不能称为媒体,只有记录了信息,并可进行信息传播时才称为媒体。
1.1.1媒体概念媒体的英文单词是medium,源于拉丁文的medius,其含义是中介、中间的意思,常用复数形式media。
同时,媒体又是信息交流和传播的载体。
媒体包括两层含义:(1)传递信息的载体,称为媒介,是由人类发明创造的记录和表述信息的抽象载体,也称为逻辑载体,如文字、符号、图形、编码等。
(2)存储信息的实体,称为媒质,如纸、磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。
载体包括实物载体、或由人类发明创造的承载信息的实体,也称为物理媒体。
媒体分类媒体依据信息划分具有不同表现形式。
➢按照人的感觉,媒体可分为视觉媒体、听觉媒体等;➢按照信息的表现形式,媒体可分为语言媒体、文字媒体、音乐媒体、图形媒体、动画媒体和视频媒体等;➢按照信息的种类,媒体可分为新闻媒体、科技信息媒体、生活媒体等。
数字媒体技术专业学习课程有哪些数字媒体技术学习课程一年级在英国,本科阶段学习学制三年,而中国本科阶段学制为四年。
因此,对于已获得相应学时、证书的学生,在我校可以直接升入二年级进行专业学习;大多数学生则是进入一年级学习,包括众多有吸引力的课程,语言课程以及专业学习相关的核心技能学习。
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毕业生从事的主要是与数字媒体技术相关的影视、娱乐游戏、出版、图书、新闻等文化媒体行业,以及国家机关、高等院校、电视台及其他数字媒体软件开发和产品设计制作企业。
在广播电视、广告制作等信息传媒领域从事多媒体信息的采集、编辑等方面的技术工作以及多媒体产品的开发与制作工作。
在企事业单位、学校从事计算机网络、教学多媒体信息系统的运行、管理与维护工作;音视频设备的操作与维护工作。
数字媒体技术就业方向1.平面设计方向。
这个是最简单的,也挺好就业但长期来看做这个工资不高。
2.二维动画制作方向。
这个方向相对来说也是比较简单因为不涉及到太多代码的部分,不过也需要一定c基础,学好了真的挺吃香的,可以进影视动漫公司,待遇也不错。
3.三维动画制作。
这个是未来动画产业发展的一个重要趋势,不过就目前来说三维动画市场还是比不过二维,所以这个方向的竞争力和二维一样,不过三维动画的人才需求量是越来越多的,对于这个方向青大开设的课程有3Dmax和maya,想干3D动画方向的话。
多媒体通信技术基础多媒体通信技术是现代通信技术的重要组成部分,它涉及到音频、视频、图像等多种媒体的传输和处理。
随着数字技术的不断发展,多媒体通信技术得以不断完善,应用范围也越来越广泛。
本文将从多媒体通信技术的基础知识、传输方式、压缩编码、网络传输、应用等方面进行介绍。
1.音频、视频、图像的定义和特性。
音频是指声音信号,通常是指人耳可听到的频率范围内的声音信号。
视频是指图像和声音的组合,在电视、电影、电视会议等领域广泛应用。
图像一般指静态的、无声的图像。
2.数字媒体的表示方法。
数字媒体使用二进制编码表示,通常采用的编码方式有PCM、MPEG、JPEG等。
3.媒体的处理方法。
对于音频、视频、图像等媒体,在传输、存储、处理时需要进行适当的处理。
包括采样、量化、编码、解码等。
4.多媒体的同步。
多媒体由多种媒体组成,在传输过程中需要协调处理不同的媒体,保证音频、视频、图像等媒体的同步。
多媒体通信技术的传输方式通常有以下几种:1.基于IP的传输。
利用TCP/IP网络传输音频、视频、图像等多媒体数据,主要用于视频会议、流媒体传输等。
3.红外线无线传输。
利用红外线无线传输音频、视频、图像等多媒体数据,主要应用于移动设备、家庭娱乐等领域。
对于音频、视频、图像等媒体数据,需要进行压缩编码以便于传输和存储。
常用的压缩编码标准有:1.音频压缩编码。
常用的音频压缩编码标准包括MP3、AAC、WMA等。
多媒体通信技术需要在网络环境下进行传输,因此网络传输的可靠性和传输质量是关键。
1.网络传输的可靠性。
网络传输常常受到网络拥塞、数据丢失等问题的影响,因此需要采用适当的传输控制协议和错误控制机制保证传输的可靠性。
2.网络传输的传输质量。
音频、视频等媒体数据对传输质量的要求比较高,需要保持低的延迟、抖动和丢包率。
多媒体通信技术广泛应用于各个领域,如:1.视频会议。
多媒体通信技术已经成为现代视频会议的基础,使得远程会议变得更加方便和实用。
浅谈多媒体通信技术多媒体通信技术是现代通信领域中的一种重要技术,它将音频、视频、图像等多种媒体信息进行数字化处理,并通过网络进行传输和交流。
本文将简要介绍多媒体通信技术的基本概念、关键技术和发展趋势。
一、基本概念1.1 多媒体多媒体是指将文字、图像、音频、视频等多种信息载体进行整合,以计算机技术为载体,实现信息传递和交流的一种技术。
1.2 多媒体通信多媒体通信是指在通信过程中,发送方和接收方通过网络进行多种媒体信息的传输和交流。
1.3 多媒体通信系统多媒体通信系统是由发送端、传输网络和接收端组成的整体,用于实现多媒体信息的传输和交流。
二、关键技术2.1 数字信号处理数字信号处理技术是多媒体通信技术的基础,通过对信号的采样、量化、编码等处理,实现信号的数字化。
2.2 数据压缩数据压缩技术是为了减小传输带宽和存储空间,对数字化后的媒体数据进行压缩。
常见的压缩标准有H.264、MP3等。
2.3 网络传输网络传输技术是多媒体通信技术的核心,主要包括TCP/IP、UDP等协议,用于实现多媒体数据的传输。
2.4 编解码技术编解码技术是将数字化的媒体数据进行编码和解码,以便在接收端还原出原始的媒体信息。
三、发展趋势1.高清化:随着技术的进步,多媒体通信逐渐从标清走向高清,提供更清晰、更逼真的视听体验。
2.实时性:5G等新一代通信技术的发展,将进一步提高多媒体通信的实时性,降低延迟。
3.智能化:人工智能技术的融入,使得多媒体通信系统能够实现智能推荐、智能翻译等功能。
4.融合化:多媒体通信技术与其他技术的融合,如物联网、云计算等,将拓展其应用场景。
总之,多媒体通信技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色,它的发展趋势也反映出我国科技实力的不断提升。
在未来,多媒体通信技术将进一步改变人们的生活和工作方式,为人类带来更高效、更便捷的沟通体验。
四、应用场景4.1 视频通话视频通话是多媒体通信技术的一种典型应用,通过网络实现音视频数据的传输,让用户能够在不同地点进行实时沟通。
数字化通信的教案一、教学目标本次课程旨在使学生了解数字化通信的基础概念、基础技术以及实际应用,掌握数字化通信的基本原理和方法,了解数字化通信技术在现代通信系统中的重要性以及应用场景,进一步提高学生的计算机网络知识和素养,为今后的工作和学习打下坚实的基础。
具体教学目标如下:1. 掌握数字化通信的基础概念和基础技术,包括模拟信号和数字信号的特点和区别,以及数字信号的波特率、调制方式、频分多路复用等知识点。
2. 了解数字化通信技术在现代通信系统中的重要性和广泛应用,包括数字电话、数字电视、数字广播、互联网等方面的应用。
3. 掌握数字化通信的基本原理和方法,包括数字信号编码、调制、信道编码等技术,以及误码率、信呼噪比等评价指标。
4. 了解数字通信中的主要问题和挑战,比如信号干扰、多径效应、误码率等问题,以及数字信号调试和校准的方法与技巧。
件工具,例如信号发生器、频谱分析仪、数字示波器、模拟电话机、数字通信软件等。
二、教学内容1. 数字化通信的概念和历史2. 模拟信号和数字信号3. 数字信号的波特率、调制方式、频分多路复用4. 数字电话、数字电视、数字广播、互联网等数字通信技术的应用5. 数字化通信的基本原理和方法6. 数字信号编码、调制、信道编码等技术7. 误码率、信呼噪比等评价指标8. 数字通信中的主要问题和挑战,以及数字信号调试和校准的方法与技巧件工具,例如信号发生器、频谱分析仪、数字示波器、模拟电话机、数字通信软件等。
三、教学步骤1. 导入环节引领学生了解数字化通信的基础概念和历史,提高学生对课程的兴趣和探究欲望。
2. 理论讲解讲述模拟信号和数字信号的特点和区别,接着介绍数字信号的波特率、调制方式、频分多路复用等知识点,讲解数字通信中常见的编码、调制、解调和信道编码技术,以及误码率、信呼噪比等评价指标。
3. 实例分析将数字化通信技术应用于数字电话、数字电视、数字广播、互联网等领域,分别以实际案例引导学生认识数字化通信技术的广泛应用,帮助学生对所学知识有更具体的了解和应用。
第1章绪论1.1 数字电视与图像通信技术的发展视频图像信息是自然界景象经摄像机等摄取或投影后在某种介质上的二维或三维的表达。
照片、传真及各种图片是静止图像,而电视视频信号或电影等记录的主要是活动图像。
无论是静止图像还是活动图像,在传输或通信时均首先通过扫描将图像信息变换成一定格式的视频图像信号,然后经图像处理、图像信源编码、信道编码及调制后发送出去,在接收端经相反的过程将图像信息恢复出来,从而实现通信的目的。
从20世纪40年代黑白电视到50年代的彩色电视,模拟电视走过了四五十年漫长的道路。
随着科学技术的进步,对电视信号进行模拟处理和传输已越来越不能满足人们对电视信号高质量、高清晰度及多功能的要求。
那么,解决这一问题的根本途径是什么?经过多年来的研究得出的结论是:利用数字电视技术对电视信号进行处理和传输与模拟电视技术相比具有无可比拟的优越性。
从1837年莫尔斯发明电报机,1895年马可尼成功进行了无线电报实验,到1995年11月发布低数码率视频编码的H.263建议,可视电话与会议电视已成为重要的通信手段,图像通信也得到快速发展。
1.1.1 模拟电视及其数字处理模拟电视信号是指幅度及时间均连续变化的电视信号,NTSC、PAL、SECAM三大电视制式均是对模拟电视信号进行模拟处理和传输的体制。
为了节省传输带宽,红(R)、绿(G)、蓝(B)模拟电视信号先组成一个亮度信号和两个色差信号,然后使色差信号对某副载波进行调制,调制后的色度信号再和亮度信号混合后变成全电视信号进行传输。
为了能在接收端分离亮度信号和色度信号,可以在色差信号对副载波进行调制时将其频谱分布和亮度信号的频谱实现频谱交错。
由于模拟梳状滤波器梳状特性较差,且亮度与色度的能量在高频谱部分不可避免地重叠在一起,以致在接收机中亮度和色度信号不能进行完善的分离,亮度、色度之间的串扰甚为严重,这是造成图像质量下降的重要原因之一。
隔行扫描是三大制式的共同特点,它原本是提高清晰度、减少带宽的有效方法,但正是因为隔行扫描引起了行间闪烁与爬行现象。
且由于帧频与场频太低,使电视图像出现了大面积闪烁,而且每帧行数太少,使行结构粗糙。
模拟电视制式已不能满足人们对电视图像质量越来越高的要求。
电视信号的数字化早在1948年就提出来了。
在20世纪70~80年代,科学家们已经研制出各种数字电视设备,如数字帧同步机、数字制式转换器、数字录像机和数字降噪器等,但这仅仅是模拟海洋中的一个个“数字孤岛”。
之后又实现了在电视台内的数字电视处理与传输,除了信号源及发射端外,在电视台内几乎实现了全数字的处理。
数字分量等手段的采用大大提高了电视台节目的制作质量,但遗憾的是,电视台内的数字电视信号还需要转换成模拟电视信号才能进行调制发射。
接收机接收到的仍是模拟电视信号。
为了克服上述两个缺点,可以在不改变原来制式的情况下,在电视接收机内利用数字处理技术以提高接收机电视图像质量,这就是所谓的改良清晰度电视(IDTV)。
其方法是:在接收机内将视频检波后的全电视信号进行数字化,然后对数字视频信号进行数字处理,利用数字梳状滤波器构成数字的亮色分离电路,大大提高亮色分离的性能,将亮色之间的串扰降低到人眼难以察觉的程度。
隔行扫描所引起的行间闪烁与爬行现象、帧频太低所引起的大面积闪烁以及每帧行数太少引起的行结构粗糙等现象可以用倍行及倍场的方法加以改善。
倍行即使行频增加一倍,倍场即使场频增加一倍。
倍行、倍场处理后,每帧行数增加了一倍,行结构不再粗糙;场频增加了一倍,从50Hz增加到100Hz,消除了大面积闪烁、行间闪烁与爬行现象,改善了图像质量。
而倍行及倍场处理也只有使用数字处理技术才能实现。
在电视接收机内用数字处理代替模拟处理,图像质量的改善是有限的。
于是人们希望在电视发射端进行改进以达到进一步提高图像质量的目的。
20世纪80年代后期西欧及日本相继研制了称为EDTV的新一代电视系统,即增强清晰度电视。
西欧的PAL-PLUS及日本的EDTV-1等增强清晰度电视相继开播,图像质量又有了明显的改善。
但真正的全数字电视系统在20世纪90年代中期才正式开播,从此就进入了全数字电视时代。
1.1.2 数字电视系统及数字电视发展进程1982年,国际无线电咨询委员会(CCIR)通过了601号建议,确定以分量编码4:2:2标准作为电视演播室数字编码的国际标准。
601号建议规定,亮度信号和色度信号的取样频率分别为13.5MHz及6.75MHz,每一像素量化为8bit。
符合601号建议的数字电视信号的总码率为216Mb/s,要传送这样高码率的数字电视信号至少需要几十MHz带宽的信道,这是不可行的。
但当我们采用图像与声音压缩编码技术及数字传输技术后,就能在一路模拟电视频道(8MHz)中传送4~6路数字标准清晰度电视的节目。
如图1.1所示为数字电视系统方框图,图中左半部为发送端,数字的视频信号、数字的伴音信号及数据信号经压缩编码后使数码率压缩几十倍,大大提高了传输的有效性;接着进行信道编码,加入各种纠错编码,以提高传输的可靠性;最后进行数字调制,以提高信道的频谱利用率。
该数字电视信号经发射机发送出去,在接收端由调谐器接收,经数字解调、信道解码及解调复用器后,分别通过视频、伴音及数据的压缩解码,恢复出原来的数字电视信号。
数字的视频及伴音信号经数字/模拟(D/A)变换器变换成模拟电视信号后,即可在显示终端看到图像(某些显示终端如PDP,可直接进行数字显示)并听到伴音。
图1.1中接收端一侧的大方框内所包含的部分即为数字电视综合接收解码器(IRD)或称数字电视接收机顶盒。
1982年以后,随着CCIR601电视信号数字化标准及CCIR656接口规范的出台,迅速开启了电视台内设备数字化的热潮,时基校正器、帧同步机、制式转换器等电视台内几乎所有的设备都被数字设备代替,因此大大提高了节目制作及播出的质量。
但最后这些数字信号仍需要被编码成模拟的CVBS信号(复合全电视信号)并经调制后由发射机发送出去。
在接收机中,电视信号数字化后可以进行数字的亮色分离、数字彩色解码、数字的轮廓增强、数字的降噪及画中画等操作(以ITT公司的DIGIT2000为代表),使电视的图像质量得到显著提高。
但这些改进仍停留在模拟电视的范畴内,只是把模拟信号进行了数字处理,改善了一些图像质量。
图1.1 数字电视系统方框图受日本在1985年播出模拟HDTV的推动,欧美各国开始研制全数字的电视系统。
但模拟信号数字化后,数据量很大,按601标准4:2:2取样8bit量化后的数码率达到216Mb/s。
这么高的数码率,存储、实时传输与处理都是不现实的。
于是从20世纪80年代开始,图像与声音压缩编码技术成了数字电视研究发展的核心课题。
从1988年的会议电视H.261、标准1991年的JPEG静止图像压缩编码标准到1991年开始制订的MPEG-1、MPEG-2运动图像压缩编码标淮,数码率实现了压缩50倍而图像质量看不出明显失真的效果,这使得数字电视广播成为可能。
20世纪80年代末及90年代初世界各国先后成功研制出了全数字的电视系统,主要有美国的ATSC及欧洲的DVB数字电视广播系统。
1995年欧美开通了卫星及有线数字电视广播,1998年开通了地面数字电视广播。
2003年日本开播了ISDB-T数字电视系统。
我国也在1999年国庆50周年时成功地试播了自行研制的HDTV地面数字电视系统;2002年开始全国各地相继开播了有线及卫星数字电视广播;2006年8月我国颁布了地面数字电视国家标准;2008年1月1日,地面数字电视在北京开播,数字地面高清频道相继播出。
新媒体的发展也取得突破,网络电视(IP TV)、手机电视等发展迅速。
2008年6月9日,我国成功地发射第一颗直播卫星“中星9号”。
2008年8月期间,我国成功举办了北京奥运会,广播影视服务奥运取得了圆满成功,数字高清晰度电视、移动多媒体广播电视、互联网广播电视等新手段的应用,丰富了科技奥运的内涵,成为了北京奥运会的亮点。
目前,我国已建成世界上覆盖人口最多,无线、有线、卫星、互联网等多种技术手段并用,中央与地方、城市与农村、国内与国外并重的规模庞大的广播影视网络。
从2007年3月1日起,美国出产的电视机抛弃传统的模拟信号,转为只接收数字信号。
因此,从全世界范围来看,数字取代模拟已成为大势所趋。
美国和英国已分别宣布要在2009年及2010年全部转为数字电视广播信号,中国也计划在2015年停播模拟电视广播信号。
1.1.3 图像通信的发展图像通信是现代通信技术的主要研究内容,它的发展与计算机多媒体技术及数字电视技术相辅相成。
传真、可视图文(Videotex)、图文电视(Teletext)、静止图像通信、可视电话和会议电视等均是图像通信的内容。
美国贝尔实验室早在1927年就进行了可视电话的实验。
1964年,贝尔公司在纽约世界博览会上展出了世界上第一部可视电话(Picture phone I),直到1984年国际电报电话咨询委员会(CCITT,即现在的ITU-T)才制订出首个会议电视及可视电话H.100系列建议。
1996年5月ITU-T批准了H.320会议电视系统,对会议电视系统的性能指标、压缩算法、信息结构、控制命令及组建会议电视网的原则等作了完整的规定,随后又公布了H.324建议、H.323建议和H.310建议等。
这些建议的发表大大推动了可视电话及会议电视的发展及商品化。
近几年发展起来的高清晰会议电视提供的9倍CIF的高清晰图像带来了视觉的新体验,其色彩更加鲜明逼真,运动更加清晰流畅。
无论是哪种数字电视广播及现代图像通信的方式,其核心技术——图像与声音压缩编码技术仍是开发的重点。
为适应网络电视、移动视频、交互电视等的要求,在图像压缩编码上H.264(MPEG-4第10部分)的压缩效率比MPEG-4(第2部分)提高了一倍多。
我国开发的具有自主知识产权的A VS标准已在卫星及网络传输上得到应用。
除了压缩编码外,还必须大力研究信道编码(纠错编码)、先进的数字调制技术、数字版权(DRM)及条件接收(CA)技术等。
随着通信网络技术即信息高速公路基础设施技术的飞速发展,原来的电信网、有线电视网及计算机网这三大网络有合一的趋势,数字电视信号及图像通信信号所产生的数字码流可以在这三大网络中进行传输、交换。
人们可以通过信息高速公路收看世界上任一电视台播放的电视节目(只要向这一电视台发送一个点播信息即可),还可以根据需要收看不同清晰度电视的节目(所付费用不同)。
可以和世界各地任何地方的人们“面对面”地进行通话或召开电视会议讨论某一重大决策。
数字电视和图像通信已经没有什么本质上的区别,两者达到了实质性融合,人类已经进入了多媒体信息时代。