第八章多媒体信息的输入与输出-课件

1．数据量巨大 2．媒体种类增多 3．查询复杂化 4．事务处理时间长 5．版本控制
பைடு நூலகம்
8.4 多媒体数据管理
多媒体数据自完成之初就应建立完善 的管理体系。目前已有的管理方法大致有 以下几种。
1．文件管理系统 2．常规数据库管理系统 3．超文本和超媒体 4．多媒体数据库管理系统
8.7 现有关系数据库对多媒体的支持
第8章 多媒体系统的数据管理
8.1 多媒体数据的制作 8.2 多媒体数据及其数据库 8.4 多媒体数据管理 8.7 现有关系数据库对多媒体的支持
多媒体系统的一个特点是数据量庞
大且数据类型复杂。因而多媒体应用中 的一个关键技术是多媒体数据的管理， 其中包括对文本、音频、图像、动画等 多种数据的管理。对多媒体数据实现合 理而高效的管理还为了达到数据共享、 存取方便这一目的。多媒体数据的获取、 转换、传输、存储的费用都相当高，高 效地管理和维护也为降低费用、提高数 据利用率打下基础。
8.1 多媒体数据的制作
多媒体数据的种类繁多，这就决 定了多媒体数据制作技术的多样性。 它比起传统意义上的数据制作在手段 上和方法上都有很大不同。
1．图像数据制作 2．音频数据的制作 3．文本数据的制作 4．动画数据的制作
8.2 多媒体数据及其数据库
多媒体数据对数据库的影响综 合起来可以归纳为以下几个方面。
1．Informix公司的Informix-online 2．Sybase公司的Intermedia Architecture 3．Oracle公司的Media Server 4．Borland公司的Paradox
5．Microsoft公司的FoxPro 2.5

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二
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8.1 主机与外设的连接
计算机组成原理
1. 程序查询方式
这种方式控制简单，但外设和主机不能同时 工作，各外设之间也不能同时工作，系统效率很 低，因此，仅适用于外设的数目不多，对I/O处理 的实时要求不那么高，CPU的操作任务比较单一， 并不很忙的情况。
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二
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8.1 主机与外设的连接
计算机组成原理
(5) 传递控制命令和状态信息
当CPU要启动某一外设时，通过接口中的控 制命令寄存器向外设发出启动命令；当外设准备 就绪时，则有状态信息送回接口中的状态寄存器， 为CPU 提供反馈信息，告诉CPU，I/O设备已经 具备和CPU交换数据的条件。当外设向CPU提出 中断请求和DMA请求时，CPU也有相应的响应信 号反馈给外设。
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二
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8.1 主机与外设的连接
计算机组成原理
2.
程序中断在信息交换方式中处于最重要的地 位，它不仅允许主机和外设同时并行工作，并且 允许一台主机管理多台外设。但是完成一次程序 中断需要许多辅助操作，可能使CPU应接不暇； 另外，对于一些高速外设，由于信息交换是成批 的，如果处理不及时，可能会造成信息丢失，因 此，它主要适用于中、低速外设。
任意两个连续的8位端口可作为1个16位端口 处理；四个连续的8位端口可作为1个32位端口处 理。因此，I/O地址空间最多能提供64K个8位端 口、32K个16位端口、16K个32位端口或总容量 不超过64KB的不同端口的组合。
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二
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8.1 主机与外设的连接
计算机组成原理
80x86的专用I/O指令IN和OUT有直接寻址和 间接寻址两种类型。直接寻址I/O端口的寻址范围 为00～FFH，至多为256个端口地址。这时程序 可以指定：

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➢多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统是在个人计算机
基础上，增加各种多媒体输入和输出设备及 其接口卡。
多媒体计算机硬件配置的基本要求是：
• 功能强大的CPU和内存储器； • 可高分辨率处理图像的视频显示卡和显示设备；
• 声/像输入设备：光驱、话筒、扫描仪、录音机 和摄像机等。
• 声/像输出设备：音频卡、刻录光驱、投影仪和 打印机等。
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• 功能卡：电视卡、视频采集卡、视频输出 卡、网卡和VCD压缩卡等。
• 软件支持：音响、视频和通信信息以及实 时、多任务处理软件。 MPC标准对多媒体技术的发展和普及起到 了重要的推动作用。
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2. 多媒体
多媒体是文本、图形、图像、音频、视频和 和动画等“多重媒体”的集合。多媒体信息从 时效上可分为两大类：
静态媒体：包括文本、图形和图像。
动态媒体：包括音频、视频和动画。
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3. 多媒体信息的类型
• 文本（Text）：是计算机中基本的信息表示方 式，包含数字、字母、符号和汉字。以文本文 件形式存储。可用文字处理软件（如记事本和 Word等）对文本进行编辑，也可对文本进行 识别、翻译和发声等操作。
第8章 多媒体技术基础
本章主要内容：
多媒体技术的基本概念 多媒体计算机系统的组成 多媒体信息的数字化 多媒体素材的制作
1
8.1 多媒体技术概述 8.2 多媒体计算机系统 8.3 音频信息 8.4 图形与图像信息 8.5 视频信息 8.6 动画 8.7 多媒体数据压缩技术 8.8 多媒体素材处理
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通信技术（电话、传真） 广播技术（广播、电视）
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第11章 多媒体信息的输入与输出
11.2 音频卡
11.2.3 音频卡的结构与性能
2. 混合信号处理器（混音器）
混合信号处理器（Mixer）芯片内置数模混音器，可以 对以下音频源进行混合：数字化声音（DAC）、调频FM 合成音乐（FM）、CD-Audio音频（CD-ROM）、线路 输入（AUX）、话筒输入（MIC）、PC扬声器输出（SPK ）。可以选择输入一个声源或将几个不同声源进行混合采 集或播放。
第11章 多媒体信息的输入与输出
11.1 显示卡
11.1.3 显示卡的结构与性能
5.总线接口
显示卡总体上是一种板卡总线结构方式。对外部而言 显示卡要通过总线接口与计算机主板连接进行相互间的数 据交换，对内部而言它将板卡总线作为图形加速芯片、显 示存储器、显示控制器等卡内部件的数据传输通道，因此， 板卡总线或总线接口的传输速率是决定显示卡总体效能的 重要因素。
第11章 多媒体信息的输入与输出
11.1 显示卡
11.1.3 显示卡的结构与性能
3. RAMDAC
RAMDAC是“ Random Access Memory Digital to Analog Converter”的缩写，即随机存储数/模转换器。 它主要用于将显示存储器中输出的串行图形数据实时地转 换为显示器所能接受的R、G、B模拟信号，发送到显示器 并显示出来。
2．显示信息的控制 显示卡发送到显示器的输出信号除含有模拟视频信号 外还含有许多控制信号。
第11章 多媒体信息的输入与输出
11.1 显示卡
11.1.1 显示卡的作用
3. 对图形函数进行加速 现在普遍使用的显示卡都已经是图形加速卡，它拥有
自己的图形函数加速器，能够提供图形函数的计算能力。

列
H.320标准包括视频、音频的压缩和解压缩、静
标 准
止图像、多点会议以及加密等特性。
H.320标准分为五个部分：通用系统、音频、多
点会议、加密和数据传送等，目前包括15个标准。
3.视频会议系统的标准
H.323是为在局域网、广域网上运行多媒体系统 而设计的。
H.323
H.323描述了将实时的语音、图像数据传输到
信功能； 桌面视频会议系统 会议室型视频会议系统
多点视频会议系统 ：允许三个或三个以上不同地点 的参加者同时参与会议。
2.视频会议系统的结构
视频会议系统根据所用传输网络的不同，各组成 部件以及所遵循的协议有所不同，但系统结构基本上 是一致的，主要由以下几部分组成：
视频会议终端 多点控制器（MCU） 传输网络（信道） 系统控制部分
4.多媒体数据对数据库设计的影响
数据库的组织和存储 媒体种类的增加增加了数据处理的困难 数据库的多解查询问题 用户接口的支持 处理长事务增多 多媒体数据库对服务质量的要求 多媒体数据管理还要考虑版本控制的问题 多媒体信息的分布所带来的巨大影响
5.多媒体数据库的功能要求
能表示和处理各种媒体类型的数据； 能反映和管理各种媒体数据的特性，或各种媒体数据 之间的空间或时间的关联 ； 能满足媒体数据独立性 ； 具有数据操作功能 ； 具有网络功能； 具有开放功能； 提供事务和版本管理功能；
换机一样，按用户的要求完成信息的转换。
多 点
MCU的主要组成部分是：
控
网络接口单元
制
数据处理器
单
呼叫控制单元
控制处理器
元
多路复用和解复用单元
密钥分发器
音频、视频处理器
呼叫控制处理器

端口地址译码电路对地址总线上的外设地址进行译 码，用以决定是否选中设备自身。
供选电路由于接口的功能和结构有很大的区别，因 此各接口电路中可能选择使用中断控制逻辑、定时 器、计数器、移位器等器件。
h
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第8章 输入输出系统
二、I/O接口的组成
I/O接口组成框图
数据总 线
CPU
WR RD M/IO INTR
2、外设的分类
3 、外设的编址方式
h
3
1、外设的特点
第8章 输入输出系统
外设具有工作速度差异大、结构原理差异大、 时序独立、异步性明显等特点，处理的信息从 数据格式到逻辑时序一般不可能直接与CPU兼 容。
计算机与I/O设备间的连接与信息交换不能直 接进行，而必须设计一个“接口电路”作为两 者之间的桥梁，使CPU和外设协调工作，这种 I/O接口电路又叫“I/O适配器”（I/O Adapter）。
h
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第8章 输入输出系统
二、外设与CPU的连接
外设接口通过总线与CPU连接。
CPU
接口
……
接口
DB AB CB
主存
外设
外设
CPU访问外设的实质是访问外设接口中的寄存器(端口)。
相比存储器的访问，CPU访问外设的过程是完全等同的， 不同的是所发送的读写信号有区别。
h
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三、I/O指令格式
第8章 输入输出系统
第8章 输入输出系统
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第8章 输入输出系统
一、I/O接口的功能
I/O接口的功能如下：
实现数据缓冲 执行CPU的命令 返回外设的状态 设备选择。 实现数据格式的转换 实现信号的转换 中断管理功能
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Code Modulation，PCM） – 比特率：单位时间内的二进制数据量。在相同
的编码格式下，比特率越大音质就越好 比特率=采样频率×量化位数×声道数（无压缩）
模拟信号
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采样
量化
0111000111000 编码成数字信号
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8.2.1 数字音频的基本知识
4. 音频压缩
– 无损压缩：对未压缩音频进行没有任何信息 损失的压缩机制。
2. JPEG格式：高效率的有损压缩，具有24位 的颜色深度，支持RGB等多种颜色模式
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压缩比依次为 2.6:1、15:1、 23:1、46:1、
144:1 32
8.3.2 数字图像的文件格式
3. TIFF格式：支持多种压缩方案、多种颜色深 度、RGB等多种颜色模式，能提供专业级印 刷质量的图像
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8.1.2 主要的多媒体元素
4. 视频：根据视觉暂留原理，如果连续的图 像变化达到每秒24帧（frame）画面以上时， 人眼无法辨别单幅的静态画面，而产生一 种平滑连续的视觉效果，这种连续的画面 叫做视频，也称为动态图像或活动影像
– 直接采集真实图像构成其中的画面 – 视频文件。
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8.4.1 数字视频的基本知识
1. 模拟视频和数字视频
– 模拟视频
• 视频信号的产生、存储、处理、重放、传送、接 收等过程中均采用模拟信号
• 抗干扰性差，远距离传输会使图像清晰度降低， 大量复制会使图像对比度产生畸变
– 数字视频
• 视频信号的产生、存储、处理、重放、传送、接 收等过程中均采用数字信号
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8.1.3 多媒体计算机系统

1280（列）×1024（行）×24（颜色深度）/8×30（帧 /S）×60（S）≈6.6 GB
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8.3.5 数据压缩技术
数据压缩是通过编码技术来实现降低数据存储时所需要 的空间,需要使用时,再进行解压缩。根据对压缩后的数 据进行解压缩后是否能准确地恢复压缩前的数据来分类, 压缩有无损和有损压缩两类。
4．视频文件
视频捕捉卡用于处理视频信息,它可以从一个源设备（如录像机） 中接收标准的模拟录像信息,从而获得视频信息,然后再将其变成数 字信号。
5．多媒体编辑工具
获取多种媒体（图形、图像、文本、音频、视频和动画等）后,就 可应用多媒体编辑软件制作多媒体应用软件。
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8.3 多媒体信息的数字化和压缩 技术
衡量数据压缩技术好坏的指标主要有以下4个： （1）压缩比要大。如5：1,100：1
压缩比=压缩前的存储量/压缩后的存储量 （2）复原效果要好,要尽可能恢复原始数据。 （3）速度要快,即压缩和解压缩的速度,尤其是解压 缩的速度更为重要,因为解压缩是实时的。 （4）开销要小,实现压缩的软、硬件开销要小。
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8.1.1 多媒体技术的概念
多媒体技术是指以计算机为手段来获取、处理、存储和表现多媒体的 一种综合性技术。其中“获取”包括采样、扫描和读文件等,是将信息输 入到计算机里；“处理”包括编辑、创作；“存储”包括记录和存盘；“ 表现”包括播放、显示和写文件等,是将信息输出。
多媒体计算机是指计算机综合处理多种媒体信息,使多种信息建立逻 辑连接,集成为一个系统并具有交互性。因此,多媒体计算机具有信息载 体多样性、集成性和交互性的特点。把一台普通计算机变成多媒体计算机 的关键是要解决视频、音频信号的获取和多媒体数据压缩编码和解码的问 题。