多媒体数据的压缩与传输技术

1.3 多媒体的关键技术

在开发多媒体应用系统中，要使多媒体系统能交互地综合处理和传输数字化的声音、文字、图像信息，实现面向三维图形、立体声音、彩色全屏幕运动画面的技术处理和传播的效果，它的关键技术是要进行数据压缩、数据解压缩、生产专用芯片、解决大容量信息存储等问题。

1.3.1 视频音频数据压缩／解压缩技术

研制多媒体计算机需要解决的关键问题之一是要使计算机能适时地综合处理声、文、图信息。由于数字化的图像、声音等媒体数据量非常大，致使在目前流行的计算机产品，特别是微机系列上开展多媒体应用难以实现。例如，未经压缩的视频图像处理时的数据量每秒约28MB，播放一分钟立体声音乐也需要100MB存储空间。视频与音频信号不仅需要较大的存储空间，还要求传输速度快。因此，既要对数据进行压缩和解压缩的实时处理，又要进行快速传输处理。这对目前的微机来说无法胜任。因此，必须对多媒体信息进行实时压缩和解压缩。如果不经过数据压缩，实时处理数字化的较长的声音和多帧图像信息所需要的存储容量、传输率和计算速度都是目前PC机难以达到的和不经济实用的。数据压缩技术的发展大大推动了多媒体技术的发展。

目前的研究结果表明，选用合适的数据压缩技术，有可能将字符数据量压缩到原来的1/2左右，语音数据量压缩到原来的1/2~1/10，图像数据量压缩到原来的1/2~1/60。数据压缩理论的研究已有40多年的历史，技术日趋成熟。如今已有压缩编码／解压缩编码的国际标准JPEG和MPEG，并且已经产生了各种各样针对不同用途的压缩算法、压缩手段和实现这些算法的大规模集成电路和计算机软件。

1.3.2 多媒体专用芯片技术

专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。因为，要实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和播放处理，需要大量的快速计算。而实现图像的许多特殊效果 (如改变比例、淡入淡出、马赛克等)、图形的处理(图形的生成和绘制等)、语音信号处理(抑制噪声、滤波)等等，也都需要较快的运算和处理速度。因此只有采用专用芯片，才能取得满意的效果。

医学信息２００８年１１月第２ｌ卷第１１期Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｎ０ｖ　２００８．Ｖ０１．２１．Ｎ０．１１　３．电子药历系统在药学监护中的运用　３．１建立药历资料库　药历是临床药师的专业资料库，就象医师通过病历记录　患者治疗过程一样，药师通过药历的建立和应用，从临床药　学的观点出发来了解患者治疗的相关情况，积极主动地配合　医师开展工作，更加合理有效地服务于患者。　３．２建立ＳＯＡＰ药历管理系统　目前药历以输入形式分类可以分为手１二药历（包括在计　算机上手工输入各类信息再打印输出）和电脑化药历（要用　到数据库管理）两种。药历的结构模式也很多，并没有一个标　准。在国内运用比较广泛还是ＳＯＡＰ模式１３１及其衍生出来的　相关模式。本院正是在卫生部临床药师培训计划的教学药历　的基础上建立了基于ＨＩＳ的电脑化ＳＯＡＰ药历管理系统。　３．３建立基于医院信息系统的电子药历　可以从ＨＩＳ中直接调用患者基本资料、主述及客观诊断　要点、包括相关医学检验、检查项目报告等，也可以实时显示　治疗过程中出现的新情况及相关诊疗记录。减轻了药师的工　作量，方便临床药师专业工作的开展。　３＿４通过系统提高药品管理　通过电子药历系统，对临床药品使用情况进行统计分　析，为提高医院药品宏观管理水平提供技术支持。　４小结　本电子药历系统与医院信息系统无缝结合，采用了常用　的ＳＯＡＰ模式，可生成药历坐标图，直观、方便、实用，可扩展　性强，值得推广。　参考文献：　【１】Ｍａ￣ｌｙ　ＲＢ，Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍ．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ　ａ　ｏｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　ｃａｒｅ　ｄａｔａｂａｓｅ　［Ｊ】．Ｊ　Ａｍ　Ｐｈａｒｍ　Ａｓｓａｃ．１９９６．ＮＳ３６（１）：６０　【２］仲明远，吴笑春，李馨，等．药历图辅助选用抗感染药物ｆＪ１中国临床　药理学与治疗学，２０００，５（２）：１６６—１６８　［３】朱珠，丛骆骆，李大魁，等．临床药师的必备资料一药历【Ｊ］．中国药学　杂志，２００１，３６（１０）：７０６．　编辑／任鸿兰　ＸＭＬ压缩技术在医用嵌入式系统数据传输中的应用　杨涛，丁小丽，周金海　（南京中医药大学信息技术学院，江苏南京２１００４６））　摘要：随着网络和嵌入式系统的发展．医用嵌入式计算机设备走进了医务工作者的日常工作，其中Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅ以其跨操作系　统、编程语言等优势，被广泛的应用到医学信息领域。ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅ最具争议的方面是使用的ＳＯＡＰ消息格式ＸＭＬ冗长，对于　嵌入式Ｉｎｔｅｒｎｅｔ信息系统存储空间小、网络传输慢的特点似乎不太适应。根据平台的差异性分析、采用合适的压缩算法来改善　ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅ的传输性能，可以大大提高医用嵌入式系统的性能　关键词：ＸＭＬ压缩；Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅ；Ｓｏａｐ；嵌入式系统　中图分类号：ＴＰ３１１　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｉｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＸＭＬ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｙａｎｇ　ｔａｏ，Ｄｉｎｇ　Ｘｉａｏ－ｌｉ，Ｚｈｏｕ　Ｊｉｎ－ｈａｉ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗｅｂ　ａｎｄ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍ，ｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　Ｓｔｅｐｐｅｄ　ｉｎｔｏ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ｗｏｒｋｅｒｓ　Ｄａｙ—　ｔｏ—ｄａｙ　ｗｏｒｋ．Ｗｅｂ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ｉｎ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｈａｓ　ｎｏｔｈｉｎｇ　ｔｏ　ｄｏ　ｗｉｔｈ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｌａｎｇｕａｇｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　Ｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙ　ｏｆ　ｗｅｂ　ｓｅｒｖｉｅｅ　ｉｓ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　ｏｆ　ＸＭＬ，ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ａｄａｐｔ　ｏｆ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　收稿日期：２００８—０８—０２　基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目资助（ＮＯ．０１１０４２００７０００）　通讯作者：周金海（１９５８～），高级工程师，硕导，主要研究方向为医药信息工程、人工智能。

第1页 共4页 多媒体技术 第二讲 多媒体数据压缩技术（第1—2节）课堂笔记及练习题

主 题： 第二讲 多媒体数据压缩技术（第1—2节）

学习时间： 4月4日--4月10日

内 容：

第二讲 多媒体数据压缩技术

第一节 多媒体数据和信息转换

一、多媒体间的信息转换

为了便于交流信息，需要对不同的媒体信息进行转换。下表是部分媒体之间的转换关系。

转换 位图图像 图形 语音 音乐 文本 视频 数值

位图图像 － ＊

映射 ？ ？ ＊

映射 ＊

冻结 ？

图形 ＊＊

轮廓或理解 － ＊

波形 ＊

乐谱 ＊

矢量化 ？ ＊

图形化

语音 ？ ＿ ＊

波形 ＊

语音合成 ？ ＊

合成

音乐 ？ ＊＊

识别 ＿ ＊

音乐合成 ？ ？

文本 ＊＊

文字识别 ＊

识别 ＊

语音识别 ＊

转换 － ？ ＊

符号化

视频 ＊

序列化 ＊

序列化 ？ ？ ？ － ？

数值 ＊

计算 ＊＊

识别 ？ ＊

转换 ？ －

说明：＊易＊＊较困难＊＊＊很困难

二、多媒体数据文件格式

多媒体文件的格式很多，下表介绍常用文件格式的特点和应用场合。

文件类型 后缀 应用场合 特点

文本文件 txt 办公软件 文件小，可被所有的软件识别

图形文件 wmf 办公软件 矢量文件，文件小，可反复修改

图形文件 dxf 工程绘图 矢量文件，可用于工程图形交换数据

图像文件 bmp 数据交换或少量使用 可被大部分软件识别,占用磁盘空间大，信息无损失，编辑方便

图像文件 jpg 图幅大，变化平缓的图像 压缩比大，图像边缘失真明显

图像文件 gif 图幅大，变化锐利的图像 压缩比大

声音文件 wav Windows桌面 可被大部分软件识别,占用磁盘空间大，编辑方便

声音文件 mp3 较长的音乐和录音 压缩比大,失真小

《农业网络信息》２００６年第８期　研究与开发　多媒体数据的压缩原理及技术　杨晓蓉，赵维夷　（中国农业科学院农业信息研究所，北京１０００８１）　摘要：随着互联网的普及，人们对信息的需求尤其是多媒体信息的需求日益增长。为保障大容量的多媒体数据在互联网　上的有效传输，必须对多媒体数据进行压缩处理。针对多媒体数据在空闻、时间、结构、视觉、知识等方面所产生的冗余，利　用有损压缩和无损压缩方法，对图像、音频、视频等多媒体数据进行压缩，形成联合图像专家组ＪＰＥＧ、运动图像专家组　ＭＰＥＧ、Ｈ．３２０视频编码算法等常用压缩标准。　关键词：多媒体；数据压缩；有损压缩；无损压缩；压缩标准　中圈分类号：ＴＰ３７　文献标识码：Ａ　文章编码：１６７２－６２５１（２００６　Ｊ０８－００２９—０４　Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｐｒｉｎｄｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｄａｔａ　ＹＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｒｏｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｗｅｉ－ｙｉ　（Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｒｉｎｇ　１０００８１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ　ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｍｅｔ，ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｋｅｅｐ　ｒｉｓｉｎｇ．Ｔｏ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｌａ学ｃａｐａｃｉｔｙ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｄａｔａ　ｔｏ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｍｅｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｅ　ｍｕｓｔ　ｃｏｍｐｒｅｓｓ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｄａｔａ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒ￣ｌｕｎｄａｎｃｙ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ，ｔｉｍｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　ｄａｔａ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｍ—　ａｇｅｓ，ａｕｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ。ｖｉｄｅｏ　ａｒｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｌｏｓｓｌｅｓｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｏｆ　ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ　ａｎｄ　８０　ｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ；Ｄａｔａ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ；，Ｌｏｓｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；Ｌｅｓｓｌｅｓｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；Ｄａｔａ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ　１　引言　在以计算机与网络通信为基础的信息时代．人们　所指的多媒体大多是基于计算机技术的数字化多媒　体．是由多种不同类型的媒体综合组成的。通常包括文　字、图表、静止或活动图像、声音和视频。由于多媒体数　据一般具有大数据量的特点。需要占用巨大的存储空　间。其巨大的数据量令计算机的存储设备和数据处理　能力捉襟见肘。在数字化网络上传输需要很高的带宽　提供点到点通信。单纯用增加存储器容量、通信信道的　带宽以及计算机的运算速度等办法是不现实的。因此，　必须对这些多媒体信息进行数据压缩。使之适应计算　机的数据处理能力和网络的数据传输速率，同时尽可　能保证其视听质量满足人们的要求。　近年来。在图像、视频、音频信号的处理算法和体　系结构方面有了很大的进展。使用适当的压缩技术可　以有效地减少数据存储容量。如果以每秒比特数计算，　则语音、音乐、活动图像和ＨＤＴＶ等数据的压缩所需数　收稿日期：２００６一Ｏ４—１７　作者简介：杨晓蓉（１９７０－），女，硕士，副研究员，研究方向：信息网络。　据率ｉ　岘表１。　裹１数据压缩率对照裹