簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]多媒體數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)模型；面向?qū)ο?；分布式?shù)據(jù)庫

1多媒體數(shù)據(jù)模型

多媒體數(shù)據(jù)模型主要采用文件系統(tǒng)管理方式、擴(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的方式。

1.1文件系統(tǒng)管理方式

多媒體資料是以文件的形式在計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)的，所以用各種操作系統(tǒng)的文件管理功能就可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)管理。Windows的文件管理器或資源管理器不僅能實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)管理，而且還能實(shí)現(xiàn)有些圖文資料的修改，演播一些影像資料。為了方便用戶瀏覽多媒體資料，出現(xiàn)很多的圖形、圖象瀏覽工具軟件。有些在Windows95下的瀏覽軟件還和資源管理器結(jié)合起來，如ACDSee工具軟件不僅可瀏覽BMP、GIF、JPEG、PCX、Photo－CD、PNG、TGA、TIFF and WMF 格式的圖像，而且還具備資源管理器的查詢、刪除、復(fù)制等功能。如多功能影像處理及管理軟件ImagePals，是在Windows 上影像工具軟件，ImagePals提供了電子相簿（Album）、影像編輯（Image Editor）和屏幕捕捉（Screen Capture）等功能，此外還具有視窗及CD瀏覽器等。電子相?。ˋlbum）是一個(gè)很具特色的應(yīng)用程序，能對(duì)文件進(jìn)行迅速、可視性的管理。文件系統(tǒng)方式存儲(chǔ)簡單，當(dāng)多媒體資料較少時(shí)，瀏覽查詢還能接受，但演播的資料格式受到限制，最主要的是當(dāng)多媒體資料的數(shù)量和種類相當(dāng)多時(shí)，查詢和演播就不方便了。

1.2擴(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式

數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)是為了解決文件管理數(shù)據(jù)的不足，同樣，為了解決管理多媒體數(shù)據(jù)，人們很容易地會(huì)想到使用數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型建立在嚴(yán)格的關(guān)系代數(shù)的基礎(chǔ)上的，解決了數(shù)據(jù)管理的許多問題，目前基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)仍然是主流技術(shù)。但是平坦化的數(shù)據(jù)類型不適于表達(dá)復(fù)雜的多媒體信息，文本、聲音、圖像這些非格式化的數(shù)據(jù)是關(guān)系模型無法處理的；簡單化的關(guān)系也會(huì)破壞媒體實(shí)體的復(fù)雜聯(lián)系，豐富的語義性超過了關(guān)系模型的表示能力。出于保護(hù)原有投資和市場的考慮，全球幾家大的數(shù)據(jù)庫公司都已將原有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品加以擴(kuò)充，使之在一定程度上能支持多媒體的應(yīng)用。用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)多媒體資料的方法一般是：

1.2.1用專用字段存放全部多媒體文件；

1.2.2多媒體資料分段存放在不同字段中，播放時(shí)再重新構(gòu)建；

1.2.3文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，多媒體資料以文件系統(tǒng)存放，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存放媒體類型、應(yīng)用程序名、媒體屬性、關(guān)鍵詞等。

1.3面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的方式

關(guān)系數(shù)據(jù)庫在事物管理方面獲得了巨大的成功，它主要是處理格式化的數(shù)據(jù)及文本信息。由于多媒體信息是非格式化的數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)具有對(duì)象復(fù)雜、存儲(chǔ)分散和時(shí)空同步等特點(diǎn)，所以盡管關(guān)系數(shù)據(jù)庫非常簡單有效，但用其管理多媒體資料仍不太盡如人意。而面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫是指對(duì)象的集合、對(duì)象的行為、狀態(tài)和聯(lián)系是以面向數(shù)據(jù)模型來定義的。面向?qū)ο蟮母拍钍切乱淮鷶?shù)據(jù)庫應(yīng)用所需的強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)模型的良好基礎(chǔ)。面向?qū)ο蟮姆椒ㄗ钸m合于描述復(fù)雜對(duì)象，通過引入封裝、繼承、對(duì)象、類等概念，可以有效地描述各種對(duì)象及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。多媒體資料可以自然地用面向?qū)ο蠓椒ㄋ枋?，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的復(fù)雜對(duì)象管理能力正好對(duì)處理非格式多媒體數(shù)據(jù)有益；根據(jù)對(duì)象的標(biāo)識(shí)符的導(dǎo)航存取能力有利于對(duì)相關(guān)信息的快速存?。环庋b和面向?qū)ο缶幊谈拍钣譃楦咝к浖拈_發(fā)提供了支持。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫方法是將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言與數(shù)據(jù)庫技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，是開發(fā)的多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要方向。

為高效管理多媒體數(shù)據(jù)，基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)逐漸演變到多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用面向?qū)ο蟮母拍顢U(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫。用面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言擴(kuò)展基本關(guān)系類型，使其支持復(fù)雜對(duì)象，并對(duì)關(guān)系模型提供的操作加以擴(kuò)充，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢管理多媒體資料。

2 數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮

由于多媒體信息，如聲音、圖像目前國際上的壓縮標(biāo)準(zhǔn)有：

JPEG(Joint Photographic Experts Group)，是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)聯(lián)合制定的。適合于連續(xù)色調(diào)、多級(jí)灰度、彩色或單色靜止圖像的國際標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)貼于

MPEG(Moving Picture Experts Group)，是ISO／IEC委員會(huì)的第11172號(hào)標(biāo)準(zhǔn)草案，包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)三部分。MPEG要考慮到音頻和視頻的同步，聯(lián)合壓縮后產(chǎn)生一個(gè)電視質(zhì)量的視頻和音頻、壓縮形式的位速為1.5Mbps的單一流。

P×64，是CCITT的H．261號(hào)建議，P為可變參數(shù)，取值范圍是1～30。該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是可視電話和電視會(huì)議，它可以覆蓋整個(gè)ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))信道。當(dāng)P=1或2時(shí)，只支持每秒幀數(shù)較少的視頻電話，P＞6時(shí)可支持電視會(huì)議。

P×64標(biāo)準(zhǔn)和MPEG標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)有許多共同之處，但P×64標(biāo)準(zhǔn)是為適應(yīng)各種通道容量的傳輸，而MPEG標(biāo)準(zhǔn)是用狹窄的頻帶實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像畫面和高保真的聲音傳送。

3 多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理和存取方法

如何有效地按照多媒體數(shù)據(jù)的特性去存取多媒體數(shù)據(jù)呢？利用常規(guī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理多媒體數(shù)據(jù)已經(jīng)不能適應(yīng)了，基于內(nèi)容的多媒體信息檢索研究應(yīng)運(yùn)而生。它支持其他多媒體信息技術(shù)，如超媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。多媒體內(nèi)容的處理分為三大部分：內(nèi)容獲取、內(nèi)容描述和內(nèi)容操縱。也可將其看成是內(nèi)容處理的三個(gè)步驟，即先對(duì)原始媒體進(jìn)行處理，提取內(nèi)容，然后用標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)它們進(jìn)行描述，以支持各種內(nèi)容的操縱。

內(nèi)容獲取(Populating) 通過對(duì)各種內(nèi)容的分析和處理而獲得媒體內(nèi)容的過程。多媒體數(shù)據(jù)具有時(shí)空特性，內(nèi)容的一個(gè)重要成分是空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)。內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化(Structuring)就是分割(Segmenting)出圖像對(duì)象、視頻的時(shí)間結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)對(duì)象，以及這些對(duì)象之間的關(guān)系。特征抽取(Extraction)就是提取顯著的區(qū)分特征和人的視覺(Visual)、聽覺(Auditory)方面的感知特征來表示媒體和媒體對(duì)象的性質(zhì)。

----內(nèi)容描述(Description) 描述在以上過程中獲取的內(nèi)容。目前，MPEG-7專家組正在制定多媒體內(nèi)容描述標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)主要采用描述子(Descriptor) 和描述模式(Scheme) 來分別描述媒體的特性及其關(guān)系。

----內(nèi)容操縱(Manipulating) 針對(duì)內(nèi)容的用戶操作和應(yīng)用。有許多這方面的名詞和術(shù)語。查詢(Query)是面向用戶的術(shù)語，多用于數(shù)據(jù)庫操作。檢索 (Retrieval) 是在索引(Index)支持下的快速信息獲取方式。搜索(Search)常用于Internet的搜索引擎，含有搜尋的意思，又有在大規(guī)模信息庫中搜尋信息的含義。

摘要(Summarization， Excerpt)對(duì)多媒體中的時(shí)基媒體(如視頻和音頻)是一種特殊的操作。我們熟知文獻(xiàn)摘要的含義，在內(nèi)容技術(shù)支持下，也可以對(duì)視頻和音頻媒體進(jìn)行摘要，獲得一目了然的全局視圖和概要。同樣，用戶可以通過瀏覽(Browsing) 操作，線性或非線性地存取結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容。另外，基于內(nèi)容的技術(shù)不僅僅用在多媒體信息的檢索和搜索方面，檢索僅僅是信息存取的一個(gè)方面。過濾(Filtering)就是與檢索相反的一種信息存取方式。用過濾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)個(gè)人化的信息服務(wù)。

4 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)物。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是具有管理分布數(shù)據(jù)庫功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫是由分布于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)庫組成的集合，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)(一般在系統(tǒng)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)稱為結(jié)點(diǎn)node)具有獨(dú)立處理的能力(稱為本地自治)，可執(zhí)行局部應(yīng)用，同時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)也能執(zhí)行全局應(yīng)用。所謂局部應(yīng)用即僅對(duì)本結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應(yīng)用。所謂全局應(yīng)用(或分布應(yīng)用)是指對(duì)兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應(yīng)用。支持全局應(yīng)用的系統(tǒng)才能稱為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。對(duì)用戶來說，一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)邏輯上看如同集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，用戶可在任何一個(gè)場地執(zhí)行全局應(yīng)用。分布式數(shù)據(jù)庫具有如下特點(diǎn)：

4.1本地自治(Local Autonomy)；

4.2不依靠一個(gè)中心站點(diǎn)；

4.3能連續(xù)操作；它也是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。

第2篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】多媒體技術(shù) 教學(xué)課件 探索研究

一、什么是多計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)教學(xué)

計(jì)算機(jī)多媒體就是利用現(xiàn)代科技的影音技術(shù)，將學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容通過PPT圖片、影像、動(dòng)畫和語言等功能，生動(dòng)有趣的將課本知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前。[1]尤其是對(duì)于一些抽象難懂的重點(diǎn)知識(shí)，利用動(dòng)畫、視頻等技術(shù)可以形象的展示其內(nèi)在結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理，將靜止的課本知識(shí)動(dòng)態(tài)立體的呈現(xiàn)出來，便于教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”。比如物理中的“分子運(yùn)動(dòng)”，生物學(xué)中的“染色體的分裂”等概念的理解，教師就可以輕松的借助多媒體的技術(shù)，生動(dòng)形象的讓學(xué)生理解概念，即突破了教學(xué)的重點(diǎn)，又很好的激發(fā)了學(xué)生的興趣，豐富了我們的課堂教學(xué)。

二、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在課件教學(xué)中存在的問題

盡管計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)給課件教學(xué)帶來一股春風(fēng)，但是其存在的問題也是顯而易見的。主要有以下幾方面：

（一）老教師備課負(fù)擔(dān)加重。

多媒體需要教師現(xiàn)將所要講解的知識(shí)儲(chǔ)存在電腦里，需要時(shí)間來進(jìn)行編排和制作，加重了老師的負(fù)擔(dān)。在教學(xué)中，一些老教師對(duì)多媒體計(jì)算機(jī)的了解甚少，許多的圖標(biāo)不能準(zhǔn)確、快速的找到位置，對(duì)于課堂操作也不是非常熟練，就是使的有些老師在課下辛苦弄的課件，由于自己的不熟練而造成課堂的尷尬，阻礙了課堂的教學(xué)。面對(duì)這種情況，教師需要花費(fèi)一段時(shí)間來對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)鉆研，花費(fèi)了老師的不少精力。

（二）新教師對(duì)多媒體的依賴。

計(jì)算機(jī)多媒體只是課堂教學(xué)的輔助手段，不可能替代老師的講解?？墒窃S多新教師只看到多媒體教學(xué)的多樣化，能夠化難為易、簡化教程的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其產(chǎn)生了依賴性，認(rèn)為只需要將多媒體文件做好，就可以將知識(shí)點(diǎn)都交給多媒體來講，潛意識(shí)里替代了教師的工作。這種交流使得課堂變?yōu)榱藢W(xué)生與機(jī)器的交流，沒有了師生之間情感的交流。新鮮感過后，學(xué)生便開始厭倦、枯燥，失去了學(xué)習(xí)的興趣。教師也遠(yuǎn)離了學(xué)生的心靈，課堂失去了原有的生機(jī)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)造成很大的負(fù)面影響。

（三）多媒體技術(shù)華而不實(shí)。

生動(dòng)形象的動(dòng)畫場面吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了學(xué)生的興趣。在教學(xué)中，學(xué)生只是被亮麗的色彩和動(dòng)畫所吸引，而沒有注意到老師想要表達(dá)的內(nèi)在含義，忽略了對(duì)知識(shí)的深入理解和探究，學(xué)生只是盲目的跟著“多媒體”在動(dòng)。有些教師為了追求教學(xué)課件的華麗，刻意的使用色彩亮麗的畫面，而與所要講述的內(nèi)容有所偏頗，從而失去了多媒體所固有的顯示重難點(diǎn)的優(yōu)勢，只把課件變?yōu)榱艘粓觥叭A麗的演出”，沒有真正的起到教學(xué)效果。多媒體教學(xué)作為輔助教學(xué)的課件，應(yīng)把內(nèi)容放到第一位，切實(shí)解決教學(xué)中的問題才是最重要的核心。

三、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在課件教學(xué)策略研究

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在課堂中的引用，是為了彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，從而打造我們的高效課堂。只要我們深入研究，就能夠很好的揚(yáng)長避短，有效的發(fā)揮多媒體帶來的優(yōu)勢。

（一）建立情境，激發(fā)興趣。

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，是最好的老師。抽象難懂的課本知識(shí)，使學(xué)生感到恐懼和厭煩，在“應(yīng)試教育”的重壓下，老師和家長對(duì)成績的重視遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)學(xué)生心理的關(guān)懷，逐漸的使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣。面對(duì)這樣的情況，教師要深入的研究教輔材料，細(xì)致的挖掘課本中有效的信息，借用多媒體來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓靜止的教科書會(huì)“說話”，從而建立生動(dòng)形象的課堂情境，將學(xué)生順利的帶入學(xué)習(xí)的狀態(tài)上來，突出知識(shí)的重難點(diǎn)，切實(shí)有效的幫助學(xué)生的理解，建立學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，實(shí)現(xiàn)自我的突破與創(chuàng)新，逐步的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

（二）突出重點(diǎn)，生動(dòng)具體。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，書本上的重點(diǎn)難點(diǎn)，只能靠老師在臺(tái)上不斷的講解，反復(fù)的強(qiáng)調(diào)；學(xué)生通過自己的想象來對(duì)抽象的知識(shí)進(jìn)行理解，容易給學(xué)生開小差的機(jī)會(huì)，形成不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這樣使得老師講得累，學(xué)生聽得生澀難懂，逐漸的使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)失去了信心，產(chǎn)生自卑的心理。而計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的引入，可以有效的解決這一問題，將學(xué)生所要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，結(jié)合試驗(yàn)或動(dòng)手教學(xué)，將重點(diǎn)知識(shí)制作成有趣的圖形、動(dòng)畫或表格的形式，由簡入繁、由易到難的給學(xué)生展示知識(shí)內(nèi)容，使學(xué)生跟著課堂的節(jié)拍，在層層遞進(jìn)中突破對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解，輕松自如的掌握課本知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。

（三）輕松學(xué)習(xí)，減輕壓力。

新的課程改革注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，學(xué)生對(duì)課本內(nèi)容的學(xué)習(xí)使的沒有了太多的時(shí)間用來探究，無疑加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。在教學(xué)中，多媒體有時(shí)可以代替“板書”的作用，將知識(shí)有條理的展示給學(xué)生，省去了一部分時(shí)間，這樣就可以給學(xué)生預(yù)留出探究的空間，使學(xué)生能夠直觀的對(duì)待知識(shí)，發(fā)現(xiàn)授課過程中問題，根據(jù)自己的認(rèn)知水平，對(duì)問題進(jìn)行思考、分析、推理、歸納和演繹，從而提高了學(xué)生解決問題的能力。對(duì)于學(xué)生而言，多媒體的使用擴(kuò)大了課堂的容量，增強(qiáng)了知識(shí)之間的靈活性，使學(xué)習(xí)脫離了“死記硬背”，而有了更多的時(shí)間來理解應(yīng)用，提高學(xué)生的綜合能力。對(duì)于教師而言，多媒體可以生動(dòng)形象的再現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，所有的原理變得“一目了然”，省卻了許多的講解，大大的改善教師面對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)如何講解而一籌莫展的困境。減輕了老師在教學(xué)上的壓力，使教學(xué)環(huán)境有一個(gè)輕松歡樂的氛圍。

四、結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與課件教學(xué)之間的關(guān)聯(lián)是相輔相成的，在教學(xué)過程中起著不可忽視的推動(dòng)作用。在教學(xué)中，只要我們深入的來解多媒體所帶來的便利，靈活的掌握各種教學(xué)模式，使多種方式相結(jié)合，將多媒體的有點(diǎn)發(fā)揮到極致，實(shí)現(xiàn)“拿來主義”，就能夠讓多媒體很好的為課堂服務(wù)，為學(xué)生的發(fā)展服務(wù)，真正有效的稱為課堂上那一抹亮麗的色彩。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

論文摘 要：數(shù)字圖書館的迅猛發(fā)展使得多媒體信息資源的組織與管理成為數(shù)字圖書館發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性問題，而多媒體信息檢索技術(shù)也就成為數(shù)字圖書館中的核心技術(shù)，因而在數(shù)字圖書館中引入基于內(nèi)容的多媒體檢索技術(shù)成為了必要。

1 基于內(nèi)容的多媒體檢索原理

傳統(tǒng)的多媒體檢索技術(shù)，主要是通過對(duì)多媒體進(jìn)行人工分析，對(duì)多媒體物理特征和內(nèi)容特征進(jìn)行文字著錄或標(biāo)引，建立類似于文本文獻(xiàn)的標(biāo)引著錄數(shù)據(jù)庫，并通過檢索這些數(shù)據(jù)庫以獲得多媒體編號(hào)，進(jìn)而利用這些編號(hào)索取實(shí)際多媒體。這種檢索技術(shù)存在不足：①特征不具有代表性，帶有主觀性；②人工處理速度慢；③特征信息得不到充分利用；④結(jié)果信息提取慢?；诖嗽蛴斜匾芯炕趦?nèi)容特征的檢索(CBR，Content-Based Retrieval ) ，克服傳統(tǒng)檢索方法的不足，提高多媒體檢索效率。CBR是指直接根據(jù)描述媒體對(duì)象內(nèi)容的各種特征(如圖像顏色，紋理，形狀等)進(jìn)行檢索，它能從數(shù)據(jù)庫中查找到具有指定特征或含有特定內(nèi)容的圖像(包括視頻片段)，區(qū)別于傳統(tǒng)的基于關(guān)鍵字的檢索手段，融合了多媒體理解、模式識(shí)別等技術(shù)。一般說來，基于內(nèi)容的圖像信息檢索主要是根據(jù)圖像的顏色、紋理、形狀開展；而對(duì)視頻信息檢索主要通過對(duì)視頻分割、視頻聚類、關(guān)鍵幀抽取、運(yùn)動(dòng)特性抽取、最后完成視頻檢索。數(shù)字圖書館擁有海量多媒體信息資源，只有充分利用基于內(nèi)容的多媒體檢索技術(shù)，才能挖掘海量資源庫中的信息資源，為廣大讀者服務(wù)。

2 基于內(nèi)容的多媒體檢索分類及檢索方法

根據(jù)檢索對(duì)象的不同，基于內(nèi)容的多媒體檢索又可以分為基于內(nèi)容的文本檢索、基于內(nèi)容的圖像檢索、基于內(nèi)容的視頻檢索和基于內(nèi)容的音頻檢索四種檢索。

2.1 文本檢索

基于內(nèi)容的文本檢索是涉及文檔內(nèi)容查詢的檢索技術(shù)。其檢索模型的構(gòu)造是基于內(nèi)容文本信息檢索的核心技術(shù)，包含3個(gè)方面的內(nèi)容：文檔與用戶查詢的表示、查詢匹配策略和匹配結(jié)果的相關(guān)度表示。典型的文本檢索模型又分為布爾模型、向量空間模型和概率模型3種。

2.1.1 布爾模型(Boolean Model)

該模型將文檔中的特征簡單地表示成二元變量，某特征詞出現(xiàn)則為1，否則標(biāo)識(shí)為0。文檔的相似度則基于布爾量進(jìn)行計(jì)算。該模型有點(diǎn)是簡單、速度快，缺點(diǎn)是不夠精確，不能反映不同“項(xiàng)目”對(duì)一個(gè)文檔的重要程度的差異。后來陸續(xù)有學(xué)者針對(duì)布爾模型不足，提出改進(jìn)算法即擴(kuò)展的布爾模型。

2.1.2 向量空間模型(Vector Space Model，VSM)

該模型也稱為詞袋(Bag of Words，BOW)表示法，該表示法有一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)，即文章中詞條出現(xiàn)的先后次序是無關(guān)緊要的，個(gè)特征詞對(duì)應(yīng)特征空間的一維，將文本表示成歐氏空間的一個(gè)向量。該模型思想是將文檔D(Document)看作是由一定代表性的特征項(xiàng)組成；而特征項(xiàng)t（Term）是指出現(xiàn)在文檔中能夠代表文檔性質(zhì)的基本語言單（如字、詞等），也就是通常所指的檢索詞。這樣一個(gè)文檔D就可以表示為D(t-1，t-2，…，t-n)，t-i（I=1，2，…n）表示文檔的一個(gè)特征項(xiàng)。

2.1.3 概率模型(Probablistic Model)

該模型考慮詞項(xiàng)、文檔之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，依據(jù)關(guān)聯(lián)信息計(jì)算文檔類別歸屬大小，據(jù)此推算文檔類別。

布爾模型和向量空間模型都將文檔表示詞條視為相互獨(dú)立的項(xiàng)，忽略了表示詞條間的關(guān)聯(lián)性。概率模型則考慮到詞條、文檔間的內(nèi)在聯(lián)系，利用詞條間和詞條與文檔之間的概率依賴性進(jìn)行信息檢索。其中二值獨(dú)立檢索模型（BIR）是一種實(shí)現(xiàn)簡單且效果很好的概率檢索模型。概率推理網(wǎng)絡(luò)是一種新型的檢索模型，它模擬人腦的推理思維模式，將文檔內(nèi)容與用戶查詢匹配的過程轉(zhuǎn)化為一個(gè)從文檔到查詢的推理過程。

2.2 圖像檢索

基于內(nèi)容的圖像信息檢索主要根據(jù)圖像的特征進(jìn)行，一般地，圖像特征包括:①圖像的畫面內(nèi)容特征(如圖像顏色分布、紋理結(jié)構(gòu)、形狀等) ；②圖像的主題對(duì)象特征(如圖像所描述的人、車、建筑等) ；③圖像的著錄特征(如作者、時(shí)間、地點(diǎn)等) ；④圖像的移動(dòng)和組合特征(如影象中的場景) 。目前對(duì)圖像內(nèi)容檢索研究比較多的是基于圖像的顏色、紋理、形狀等特征開展的，下面重點(diǎn)論述此三方面的檢索。

2.2.1 基于顏色特征的圖像檢索

顏色是一種重要的視覺信息屬性，在圖像索引與檢索中是一種很有用的特征。相對(duì)于其他特征，顏色特征非常穩(wěn)定，具有對(duì)旋轉(zhuǎn)、平移、尺度變化、各種形變不敏感特性，而且顏色特征計(jì)算簡單。因此，顏色特征成為現(xiàn)有檢索系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的特征。較早從事顏色特征進(jìn)行圖像檢索的方法是直方圖，通過統(tǒng)計(jì)各不同灰度值的圖像像素?cái)?shù)量，達(dá)到對(duì)圖像的信息描述。

2.2.2 基于紋理特征的圖像檢索

紋理描述了圖像或圖像區(qū)域所對(duì)應(yīng)的景物的表面性質(zhì)。包括表面結(jié)構(gòu)組織及其與周圍環(huán)境關(guān)系的許多重要信息，紋理特征是一種統(tǒng)計(jì)特征，具有旋轉(zhuǎn)不變性，并具有較強(qiáng)的抗噪音能力。一般地，體現(xiàn)圖像紋理特征的具體指標(biāo)有均勻度、對(duì)比度、方向，其中均勻度反映紋理的尺寸，對(duì)比度反映紋理清晰度，方向反映實(shí)體是否有規(guī)則的方向性。

2.2.3 基于形狀特征的圖像檢索

基于形狀檢索基本上是從形狀的輪廓特征和形狀的區(qū)域特征來建立圖像的索引，主要有形狀輪廓特征和形狀區(qū)域特征兩重描述。形狀輪廓特征主要包括：直線段描述、樣條擬合曲線、傅立葉描述子、內(nèi)角直方圖、高斯參數(shù)曲線等。而形狀區(qū)域特征主要包括：形狀的無關(guān)矩、區(qū)域的面積、形狀的縱橫比等。

2.3 視頻檢索

視頻檢索實(shí)際上屬于圖像的檢索。視頻除了具有一般靜態(tài)圖像的特征外，還具有動(dòng)態(tài)性，如鏡頭運(yùn)動(dòng)的變化、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的大小變化、視頻目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡等，所以視頻又稱動(dòng)態(tài)圖像，是一組圖像按時(shí)間的有序連續(xù)表現(xiàn)，它的表示與圖像序列、時(shí)間關(guān)系有關(guān)。視頻數(shù)據(jù)可用幕、場景、鏡頭、幀等描述。視頻序列主要有鏡頭組成；鏡頭由一系列連續(xù)的幀組成；幀是一幅靜態(tài)的圖像，是組成視頻的最小單位；場景含有多個(gè)鏡頭；幕是由一系列的相關(guān)場景組成，表示以完整的事件。視頻檢索的前提是需要利用可視化特征視頻數(shù)據(jù)建立有效的索引。

2.4 音頻檢索

音頻就是對(duì)聲音數(shù)字化后得到的結(jié)果。音頻一般采用音量、音調(diào)、音強(qiáng)、帶寬、音長和音色等屬性來描述。其中音量、音調(diào)、音強(qiáng)、帶寬和音長等屬性易于通過技術(shù)手段進(jìn)行量化建模，而對(duì)音色的處理卻相對(duì)復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行分析和捕捉較為困難。音頻檢索同視頻檢索相類似，音頻特征隨時(shí)間而動(dòng)態(tài)變化，分析時(shí)計(jì)算不同時(shí)間段的聲波信號(hào)的波形，并將波形的均值、方差和自相關(guān)系數(shù)等記錄在波形數(shù)據(jù)庫中。對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、幀抽取后，運(yùn)用方差分析等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)音調(diào)、音量、音強(qiáng)等音頻特征進(jìn)行量化，并在音頻數(shù)據(jù)庫中記錄這些量化值，形成索引樹，在檢索時(shí)可以利用這些特征進(jìn)行示例和指定特征查詢。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：4G通信；關(guān)鍵技術(shù)；智能天線；特點(diǎn)

1 4G通信的簡述

1.1 4G通信的定義

4G是第四代通訊技術(shù)的簡稱，G是generation（一代）的簡稱。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。而在用戶最為關(guān)注的價(jià)格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)在價(jià)格方面不相上下，而且計(jì)費(fèi)方式更加靈活機(jī)動(dòng)，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。

1.2 4G通信的特點(diǎn)

（1）傳輸速率更快。4G系統(tǒng)的目標(biāo)速率對(duì)于大范圍高速移動(dòng)用戶（250km/11）數(shù)據(jù)速率為2Mbi“s，對(duì)于中速移動(dòng)用戶（60 knl，}1）數(shù)據(jù)速率為20Mbi魄，對(duì)于低速移動(dòng)用戶（室內(nèi)或步行者）數(shù)據(jù)速率為100Mbi洮；

（2）信道帶寬更寬。研究未來4G信道的帶寬將達(dá)到100MHz或更高，而3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬在5～20MHz之間；

（3）系統(tǒng)容量更大。將采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如空分多址技術(shù)等）來極大地提高系統(tǒng)的容量，以滿足未來大信息量的需求；

（4）智能性更高。4G系統(tǒng)的智能性更高，它將能自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配，處理變化的業(yè)務(wù)流和適應(yīng)不同的信道環(huán)境，使得系統(tǒng)兼容性更高，4G網(wǎng)絡(luò)中的智能處理器將能夠處理節(jié)點(diǎn)故障或基站超載，4G通信終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作也將智能化；

（5）實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信。4G系統(tǒng)能提供包括語音、數(shù)據(jù)、影像等無線多媒體通信服務(wù)，大量信息透過寬頻信道傳輸，讓用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)接入到系統(tǒng)中；

（6）業(yè)務(wù)的多樣性。在未來的全球通信中，人們所需的是多媒體通信，因此個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播和娛樂等各行業(yè)將會(huì)結(jié)合成一個(gè)整體，提供給用戶更廣泛的服務(wù)與應(yīng)用。

2 4G移動(dòng)通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 OFDM

OFDM即正交頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上OFDM是MCM Mullti-CarrierModulation，多載波調(diào)制的一種，OFDM技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：可以消除或減小信號(hào)波形間的干擾，對(duì)多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；抗衰落能力強(qiáng)；抗碼間干擾（ISl）能力強(qiáng)。

2.2 智能天線（SA）與多人多出天線（MIMO）技術(shù)

智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)，智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量，其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)來實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的接收和發(fā)射，同時(shí)通過基帶數(shù)字信號(hào)處理器，對(duì)各個(gè)天線鏈路上接收到的信號(hào)按一定算法進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)上行波束賦形，目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。

2.3 編碼調(diào)制技術(shù)

LTE上行調(diào)制方式主要采用位移BPSK（π/2-shift BPSK），QPSK和16QAM，下行主要采用QPSK，16QAM和64QAM，上行采用位移BPSK技術(shù)可以進(jìn)一步降低DFT-S-OFDM的峰均比，此外，可以通過頻域?yàn)V波、選擇性映射（SLM）、部分傳輸序列（PTS）等技術(shù)進(jìn)一步降低系統(tǒng)峰均比，在信道編碼方面，LTE采用Turbo碼，Turbo碼采用了一種并行級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，將卷積碼和隨機(jī)交織器巧妙地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)編碼的思想，譯碼采用軟輸入軟輸出（SISO）迭帶譯碼算法，每個(gè)分量譯碼器都有三種不同類型的軟輸人：信息比特、校驗(yàn)信息、先驗(yàn)信息，各分量譯碼器之間插入交織器，構(gòu)成迭代譯碼結(jié)構(gòu)，使得譯碼器的輸出比特逼近最大似然。

2.4 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上，利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號(hào)的基帶處理等等，即整個(gè)無線電臺(tái)從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成，軟件無線電的核心技術(shù)是用寬頻帶的無線接收機(jī)來代替原來的窄帶接收機(jī)，將寬帶模數(shù)變換器（A，D）及數(shù)模變換器（D，A）盡可能地靠近射頻天線，建立一個(gè)具有“A/D―DSP_D，A”模型的開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，從而使無線電的各種功能模塊盡可能多的采用可編程軟件來實(shí)現(xiàn)，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統(tǒng)?？傊?，軟件無線電是一種以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)、以數(shù)字信號(hào)處理為核心、以微電子技術(shù)為支持的基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)，在4G眾多關(guān)鍵技術(shù)中，軟件無線電技術(shù)是通向未來4G的橋梁，它不僅能降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，還更易于開發(fā)系列型產(chǎn)品，此外，它還減少了硅芯片的使用量，從而降低了運(yùn)算器件的價(jià)格，其開放的結(jié)構(gòu)也會(huì)允許多方運(yùn)營的介入。

3 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代通信時(shí)代已經(jīng)步入4G時(shí)代，而且我國也已經(jīng)頒發(fā)了4G牌照，因此，必須重視4G通信的中的關(guān)鍵技術(shù)，使其能夠更好地為人民服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

第5篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；虛擬現(xiàn)實(shí)；跟蹤注冊(cè)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）28-6411-04

2013年央視春晚早已經(jīng)落下帷幕，其科技感和觀賞性十足的舞臺(tái)效果讓億萬觀眾有一個(gè)全新的體驗(yàn)，其中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等3D互動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，使舞臺(tái)空間變化、意象環(huán)境等呈現(xiàn)在電視屏幕上，給電視觀眾帶來了前所未有的視覺沖擊。如圖1所示，為李玉剛的《嫦娥》，舞臺(tái)里面的瓊樓玉宇皆是通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)——Virtual Reality，簡稱VR）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)分支，由于它將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的文本信息、圖像、虛擬3D模型、視頻或場景等實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的疊加到用戶所感知的真實(shí)世界中，在虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境之間搭起一個(gè)橋梁，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界信息的增強(qiáng)，提高用戶對(duì)真實(shí)世界的感知能力[1]。

1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的橋梁，是現(xiàn)實(shí)世界力量的延伸，同時(shí)，也對(duì)虛擬世界進(jìn)行補(bǔ)充，不至于迷失于虛擬世界。如圖2所示為1994年P(guān)aul Milgram和Fumio Kishino提出的虛擬現(xiàn)實(shí)連續(xù)體[2]。該圖相當(dāng)于一個(gè)坐標(biāo)軸，軸最左側(cè)表示真實(shí)世界，最右側(cè)表示虛擬環(huán)境，混合實(shí)境連接了真實(shí)世界和虛擬環(huán)境，其中混合實(shí)境又分為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和擴(kuò)增虛境，偏向于虛擬環(huán)境部分的為擴(kuò)增虛境，而偏向于真實(shí)世界部分的則定義為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。由此可見，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互和三維注冊(cè)的特點(diǎn)[3]。

1） 虛實(shí)結(jié)合

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不同于虛擬現(xiàn)實(shí)，它沒有完全取代現(xiàn)實(shí)環(huán)境，相反它比較依賴現(xiàn)實(shí)世界，它的存在就是為現(xiàn)實(shí)服務(wù)的。如圖3所示為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)典型應(yīng)用，通過移動(dòng)設(shè)備攝像頭對(duì)準(zhǔn)《靈魂戰(zhàn)車》的電影海報(bào)，pad顯示屏上就會(huì)顯示該部電影的精彩預(yù)告。這種便是將虛擬信息應(yīng)用到真實(shí)世界中，二者疊加成一個(gè)畫面，不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。

2） 實(shí)時(shí)交互

實(shí)時(shí)交互是指用戶能夠通過現(xiàn)實(shí)世界的信息比較及時(shí)的得到相應(yīng)的反饋信息。因?yàn)樵鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)需要迅速識(shí)別現(xiàn)實(shí)世界的事物，在設(shè)備中進(jìn)行迅速合成，并通過傳感技術(shù)將混合信息傳達(dá)給用戶，這樣才能實(shí)現(xiàn)所見即能所知的效果[4]。如《靈魂戰(zhàn)車》的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電影海報(bào)，通過pad攝像頭對(duì)準(zhǔn)，即刻就能呈現(xiàn)出精彩片段；2013春晚上所呈現(xiàn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果，實(shí)現(xiàn)了虛擬影像與真實(shí)場景的同步傳播。

3） 三維注冊(cè)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中需要通過實(shí)時(shí)跟蹤攝像機(jī)姿態(tài)，實(shí)時(shí)計(jì)算出攝像機(jī)影像位置及角度，定位出虛擬圖像于真實(shí)場景中的注冊(cè)位置，以實(shí)現(xiàn)虛擬世界與真實(shí)世界更自然的融合[5]。比如圖3所示的例子需要檢測需要“增強(qiáng)”的物體特征點(diǎn)以及輪廓，跟蹤物體特征點(diǎn)并生成坐標(biāo)信息，即識(shí)別出海報(bào)的內(nèi)容和在攝像頭中的位置。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)必須經(jīng)過三維注冊(cè)才能識(shí)別，它不是對(duì)任何一個(gè)物體都能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的。

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)要完成虛實(shí)的疊加并呈現(xiàn)給用戶，首先需要通過相機(jī)獲取真實(shí)場景信息，然后傳輸?shù)皆O(shè)備對(duì)真實(shí)場景和相機(jī)相對(duì)位置進(jìn)行分析，最后將獲得的虛擬信息與真實(shí)場景融合。如圖4所示為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)架構(gòu)圖，在該過程中涉及到跟蹤注冊(cè)技術(shù)、虛擬物體生成技術(shù)和顯示技術(shù)[6]。

1） 跟蹤注冊(cè)技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)虛擬信息和真實(shí)場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實(shí)環(huán)境在三維空間位置中進(jìn)行“配準(zhǔn)”，即注冊(cè)。而移動(dòng)設(shè)備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對(duì)應(yīng)，這就需要通過跟蹤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。跟蹤注冊(cè)技術(shù)首先檢測需要“增強(qiáng)”的物體特征點(diǎn)以及輪廓，跟蹤物體特征點(diǎn)并生成二維或三維坐標(biāo)信息，例如在谷歌眼鏡要顯示某一物體的信息需要識(shí)別出該物體的特征點(diǎn)和輪廓。跟蹤注冊(cè)技術(shù)的好壞直接決定著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的成功與否，常用的跟蹤注冊(cè)方法有四種：基于硬件的跟蹤注冊(cè)、基于機(jī)器視覺、基于無線網(wǎng)絡(luò)的和混合跟蹤注冊(cè)技術(shù)。

2） 虛擬物體生成技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)，所以在準(zhǔn)確的跟蹤注冊(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，要提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的效果，還需要保證所生成的虛擬物體真實(shí)感和實(shí)時(shí)性強(qiáng)。如谷歌眼鏡推出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，在用戶觀測到一個(gè)物體后，鏡片上就能迅速呈現(xiàn)該物體的相關(guān)信息；再如《靈魂戰(zhàn)車》增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電影海報(bào)，當(dāng)Pad攝像頭對(duì)準(zhǔn)該海報(bào)時(shí)，顯示設(shè)備上就能立即呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的精彩片段。因此真實(shí)感和實(shí)時(shí)性是虛擬物體生成的兩個(gè)最主要的性能判斷標(biāo)準(zhǔn)。

3） 顯示技術(shù)

典型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用除了上述的技術(shù)外，還依賴于設(shè)備的顯示技術(shù)，為了達(dá)到逼真的虛實(shí)融合的展示效果，高效率的顯示技術(shù)和顯示設(shè)備是必不可少的。目前，應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件顯示設(shè)備，除了一般的PC機(jī)顯示屏幕外，用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的還有頭戴式可視設(shè)備（Head Mount Display），即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中廣泛應(yīng)用的穿透式HMD。根據(jù)具體的實(shí)現(xiàn)原理又劃分為兩大類，分別是基于光學(xué)原理的穿透式HMD（Optical See-through HMD）和基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD（Video See-through HMD）[7]。

3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的國內(nèi)外現(xiàn)狀

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展過程中應(yīng)運(yùn)而生的，它的誕生一方面是應(yīng)運(yùn)了時(shí)代的發(fā)展，另一方面是為了彌補(bǔ)虛擬現(xiàn)實(shí)完全脫離現(xiàn)實(shí)而獨(dú)自呈現(xiàn)的不足。自1990年波音公司的研究員Thomas Caudell[8]創(chuàng)造增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以來，越來越多的研究所、高校以及企業(yè)都開始對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)展開大量的研究，并取得了一定的科研成果。

目前，哥倫比亞大學(xué)的Steve Feiner團(tuán)隊(duì)使用AR制造了一套激光打印機(jī)維修系統(tǒng)，用戶戴上這套系統(tǒng)就能通過系統(tǒng)中的操作指示對(duì)打印機(jī)進(jìn)行維護(hù)，如去下紙托盤等，如圖5所示。

而較早提出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念的波音公司正在利用該技術(shù)幫助技術(shù)人員安裝組成飛機(jī)電路系統(tǒng)的線束，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)出一套數(shù)字化的操作流程，取代巨大的實(shí)體布局板來制作線束，從而節(jié)省開間和開支。如果這項(xiàng)技術(shù)能成功運(yùn)用到工廠中，將會(huì)帶來巨大的收益。如圖6所示，為延時(shí)波音的線束制作系統(tǒng)。2012年4月4日，谷歌正式對(duì)外公布了谷歌眼鏡的產(chǎn)品計(jì)劃，這款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品具有智能手機(jī)所能提供的各類服務(wù)，鏡片具有微型顯示屏的功能，其可將信息傳送至鏡片，并且允許可穿戴用戶通過聲音控制收發(fā)信息。另外，在著名打印機(jī)生產(chǎn)商愛普生的協(xié)助下，創(chuàng)業(yè)公司Meta也開發(fā)出了一款現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)眼鏡。它主要借助獨(dú)特的雙手立體空間手勢識(shí)別功能，搭載了愛普生生產(chǎn)的Moverio BT-100可穿戴式雙眼顯示器，并在設(shè)備頂端配備了低延遲的三維攝像機(jī)。雖然這款設(shè)備扔處于原型研發(fā)階段，但該設(shè)備有望給增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備領(lǐng)域帶來革命性的影響[9]。

相對(duì)發(fā)達(dá)國家來說，我國的虛擬現(xiàn)實(shí)起步較晚，大概在20年代90年代初，這樣增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相對(duì)也晚于別的國家。但是近年來，我國政府和科學(xué)界都給予高度重視，并制定了相應(yīng)的科研進(jìn)展計(jì)劃，不斷追趕先進(jìn)技術(shù)。各大高校對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也展開了研究并取得了一定進(jìn)展。華中科技大學(xué)對(duì)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的遙操作關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一種基于視覺的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)方法和基于實(shí)時(shí)定標(biāo)策略的虛實(shí)配準(zhǔn)方法，設(shè)計(jì)了一種基于標(biāo)示角點(diǎn)與全局單應(yīng)性矩陣相結(jié)合的三維注冊(cè)方法；上海交通大學(xué)提出了空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)流水線概念；浙江大學(xué)以基于定位標(biāo)記的視頻檢測為基礎(chǔ)，從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的陰影生成方法和光線檢測算法入手，提出以場景管理為核心的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件框架ARSGF。除此之外，我國在很多方面都開始采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從2012春晚開始，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開始更多的應(yīng)用于媒體界，這使得媒體節(jié)目更具有觀賞性。

另外，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)熱度日益升高，應(yīng)用開發(fā)者開始圍繞大平臺(tái)開發(fā)出滿足用戶需求的應(yīng)用，日益豐富著各大平臺(tái)的App Store。目前小型手持式移動(dòng)設(shè)備（掌上電腦PDA、智能手機(jī)）的興起為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了嶄新的發(fā)展平臺(tái)。五維時(shí)空推出了一款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的娛樂互動(dòng)移動(dòng)社區(qū)——OSEE游戲[10]，用戶進(jìn)入OSEE世界后，基于真實(shí)的位置信息，可以了解周邊正在發(fā)生的新鮮事，分享別人心情，同時(shí)也可以將自己的心情感言和隨拍分享給其他朋友，而這一切都在現(xiàn)實(shí)場景中，給用戶一個(gè)全新的視覺感受。

4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為虛擬現(xiàn)實(shí)的一個(gè)補(bǔ)充發(fā)展充分利用了虛擬現(xiàn)實(shí)的優(yōu)勢，近年來成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。它綜合了計(jì)算機(jī)圖形、多媒體、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、融合顯示等多門學(xué)科，在文化遺產(chǎn)保護(hù)、醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)維修、多媒體傳播等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。

1） 在媒體娛樂方面的應(yīng)用

自2012年開始將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)搬到春晚中，其在電視節(jié)目中的應(yīng)用越來越多，一方面能讓節(jié)目更有觀賞性，使單調(diào)的畫面變得豐富多彩，另一方面也能節(jié)約成本，比較豐富的畫面通過虛擬合成便能實(shí)現(xiàn)，避免了很多現(xiàn)實(shí)物體制作的成本。網(wǎng)絡(luò)上熱門轉(zhuǎn)播的“真人水果忍者”視頻中，一位蒙面的“忍者哥”在攝像頭前，他通過各種肢體運(yùn)動(dòng)切從屏幕上飛來的水果。該游戲就充分利用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使得游戲更具有娛樂性。

2） 在工業(yè)醫(yī)療中的應(yīng)用

通過各種硬件設(shè)備的輔助能夠?qū)C(jī)器不易看到的部分顯示給用戶，包括機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、零件圖等。醫(yī)生可以利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，準(zhǔn)確的進(jìn)行手術(shù)部位定位。

3） 在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用

將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于博物館展覽中，采用虛實(shí)結(jié)合的方式，將被動(dòng)式的參觀方式轉(zhuǎn)變成互動(dòng)式的多感官參觀方式，使得博物館展覽更直觀形象，充分發(fā)揮其存在的作用。對(duì)于一些已經(jīng)損壞的文物，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使其再現(xiàn)。

4） 在教育培訓(xùn)中的應(yīng)用

通過移動(dòng)設(shè)備掃描紙質(zhì)課本上的圖片，顯示器上就能呈現(xiàn)多姿多彩的動(dòng)態(tài)圖，方便孩子們對(duì)抽象事物的理解。在一些培訓(xùn)項(xiàng)目中，被培訓(xùn)者坐在屏幕前，手動(dòng)操作顯示器前的手柄，屏幕上的物體就會(huì)有相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。

5 結(jié)論

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)正在充分發(fā)揮其重要作用，雖然尚有許多亟待解決的技術(shù)問題，比如如何實(shí)現(xiàn)虛實(shí)物體精準(zhǔn)實(shí)時(shí)疊加，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題將會(huì)逐一被解決，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將會(huì)為人類的智能擴(kuò)展提供強(qiáng)有力的手段，對(duì)生產(chǎn)方式和社會(huì)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān) 鍵 詞：數(shù)字技術(shù)　藝術(shù)設(shè)計(jì)　教學(xué)資料庫

今天，以數(shù)字信息技術(shù)為平臺(tái)的教育模式正在形成，這對(duì)人類的知識(shí)傳授產(chǎn)生了巨大的影響，也使高等教育的教學(xué)發(fā)生了變化。

為適應(yīng)信息化的發(fā)展，我們?cè)谒囆g(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中導(dǎo)入了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。而建設(shè)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫是教學(xué)中采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)工作和基本要素。

一、建設(shè)藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)資料庫的必要性

信息技術(shù)迅猛發(fā)展使藝術(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和手段發(fā)生了巨大變化，對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)教育的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面滲透。全新的教學(xué)服務(wù)設(shè)備使教學(xué)的方式、內(nèi)容和教學(xué)管理發(fā)生了質(zhì)的變化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，改變了學(xué)生獲取知識(shí)、交流信息的方式。這些為建設(shè)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫提供了很好的條件。

藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)有其特點(diǎn)。主要表現(xiàn)為：理論教學(xué)和能力訓(xùn)練的專業(yè)性很強(qiáng)，講究實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力。教師在教學(xué)過程中，經(jīng)常需要借助于各種不同的資料來幫助教學(xué)。尤其是這幾年，在藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)中已大量使用多媒體技術(shù)，廣泛采用多媒體教學(xué)。但應(yīng)用中也存在不足：一是多媒體教學(xué)課件往往是由教員個(gè)人結(jié)合備課自行開發(fā)的，不易共享、不規(guī)范，質(zhì)量得不到保證，內(nèi)容不全、無法涵蓋一個(gè)專業(yè)的全部教學(xué)內(nèi)容。二是這些教學(xué)軟件、課件一般都具有相對(duì)獨(dú)立性，自成體系。不同的教師無法根據(jù)自己的課程、結(jié)合自己的教學(xué)特點(diǎn)應(yīng)用于不同的教學(xué)場景中。所以，就必須開發(fā)建設(shè)高質(zhì)量的、可以共享的教學(xué)資料庫。

教學(xué)資料庫的建設(shè)是教學(xué)信息化建設(shè)的核心和基礎(chǔ)，建設(shè)好教學(xué)資料庫就找到了在信息化時(shí)代教學(xué)手段與教學(xué)內(nèi)容改革相一致的途徑。因此我們要把教學(xué)資料庫的建設(shè)作為教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

教學(xué)資料庫也是教學(xué)管理的需要。教學(xué)資料庫有利于課程大綱、教學(xué)日歷等教學(xué)文件的管理；有利于學(xué)生學(xué)習(xí)情況的管理和信息的反饋；也為加強(qiáng)教學(xué)檢查和教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控提供了條件。

二、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫的組成

藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫是本專業(yè)教學(xué)資料的集合，它包括大量的知識(shí)、信息素材，供師生在教學(xué)過程中任意組合、調(diào)用。教學(xué)資料庫中保存的是本學(xué)科的一個(gè)個(gè)教學(xué)資料“標(biāo)準(zhǔn)件”或知識(shí)、信息“元素”；而且資料庫中的素材內(nèi)容全面、豐富，基本涵蓋本專業(yè)的主要教學(xué)內(nèi)容。師生在教學(xué)過程中，可以根據(jù)自己的需要和創(chuàng)意，調(diào)用或“引用”這些知識(shí)、信息“元素”。

教學(xué)資料庫系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把學(xué)生用機(jī)、教師授課用機(jī)、教研室用機(jī)、多媒體用機(jī)、教學(xué)管理用機(jī)等連到一起。教學(xué)資料庫安裝在服務(wù)器中，主要包括下面內(nèi)容：

1.教學(xué)基本資料庫：該庫是以知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)、按一定檢索和分類規(guī)則組織素材資料，包括教學(xué)大綱、電子教案、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、參考資料等。以圖片、動(dòng)畫、視頻、音頻、文本等形式儲(chǔ)存。所儲(chǔ)存的是本專業(yè)中的知識(shí)信息素材，是有關(guān)專業(yè)知識(shí)的集合。分門別類，對(duì)知識(shí)信息加以整理、加工，再存儲(chǔ)在資料庫中。資料庫具有可擴(kuò)充性，教師將自己收集、加工的素材方便地添加到資料庫中。教學(xué)基本資料庫資料的來源主要有以下幾個(gè)部分：a 將現(xiàn)有教學(xué)的素材重新分離、整理、還原，或按指定格式重新整理、存儲(chǔ)；b 將現(xiàn)有紙張載體的資料進(jìn)行數(shù)字化處理（掃描、拍照或錄入等）；c 從軟件公司和出版社發(fā)行的各種素材光盤中查找、收集、整理出與專業(yè)有關(guān)的各種資料；d 從互聯(lián)網(wǎng)下載藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)的信息資源。

2.課程資料庫：該庫主要是為課堂教學(xué)服務(wù)，根據(jù)課堂教學(xué)的需要提供授課所需的資料。以《電腦效果圖》課程為例，其資料庫包括：觀摩作品、示范作品、學(xué)生優(yōu)秀作品、模型庫、材質(zhì)庫、設(shè)計(jì)制作過程與技巧等。課程資料庫的擴(kuò)充與維護(hù)由擔(dān)任本課程的教師負(fù)責(zé)。

3.學(xué)生資料庫：該庫主要保存學(xué)生作業(yè)，任課教師負(fù)責(zé)整理和保存。

為保證教學(xué)資料庫正常工作，要有專人負(fù)責(zé)定期對(duì)教學(xué)資料庫進(jìn)行整理，刪除累贅部分、補(bǔ)充欠缺材料，并調(diào)整好資料庫的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。

三、藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫應(yīng)用實(shí)踐

藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫是在邊建設(shè)邊使用中逐步建立起來的。在教學(xué)資料庫的應(yīng)用方面，教師主要開展下列工作：

1.教師課前根據(jù)自己的需要，調(diào)用、組合教學(xué)基本資料庫中的素材，完成具有個(gè)性化的電子教案，并具備網(wǎng)上教學(xué)功能。教師在制作電子教案的同時(shí)，收集、整理出與專業(yè)有關(guān)的各種資料補(bǔ)充到資料庫中。

2.利用資料庫中的素材，相關(guān)教師共同參與開發(fā)各門課程的課件。課件可以作為教學(xué)的“基準(zhǔn)教材”，既可以供學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程時(shí)調(diào)用，也可以供教師編撰該門課程的電子教案時(shí)參考。將與該門課程相關(guān)的資料（如：觀摩作品、示范作品、學(xué)生優(yōu)秀作品、制作過程與技巧等）進(jìn)行整理入庫，從而形成課程資料庫。

3.開展多向互動(dòng)的授課。即學(xué)生與計(jì)算機(jī)的互動(dòng)，學(xué)生與老師的互動(dòng)，學(xué)生與學(xué)生的互動(dòng)。

4.整理和保存好學(xué)生作業(yè)，對(duì)作業(yè)進(jìn)行評(píng)定。

學(xué)生應(yīng)用教學(xué)資料庫的主要工作：

1.學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)下載、瀏覽課程教學(xué)大綱、電子教案、觀摩作品、示范作品、學(xué)生優(yōu)秀作品等。

2.老師、同學(xué)多向互動(dòng)，協(xié)同學(xué)習(xí)，共同探索。

3.學(xué)生資料庫使學(xué)生的學(xué)習(xí)與作業(yè)具有一定的連續(xù)性。如：數(shù)碼圖形圖像設(shè)計(jì)課程的作業(yè)可在二維形態(tài)構(gòu)成和圖形設(shè)計(jì)課程中使用；而二維形態(tài)構(gòu)成和圖形設(shè)計(jì)課程的作業(yè)又可作為卡通設(shè)計(jì)、標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)。

以上是藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫建設(shè)的一些實(shí)踐。時(shí)代在不斷發(fā)展，應(yīng)用在不斷拓展，技術(shù)在不斷進(jìn)步，因此，設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資料庫建設(shè)只是開始，還有大量的工作要做。

參考文獻(xiàn)

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[3]張偉遠(yuǎn).研究范例：對(duì)網(wǎng)上教學(xué)的研究．中國遠(yuǎn)程教育[J].2004（2）

第7篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：塑料光纖　光纖　光纜　光通訊 POF

一、前言

自從業(yè)界開創(chuàng)了光纖通訊技術(shù)以來，大至歸納，光纖通訊比傳統(tǒng)的電銅通訊有3大優(yōu)點(diǎn)：一是通信容量大；二是抗電磁干擾、保密性能較好；三是重量輕，并可節(jié)省大量的銅，如鋪設(shè)1000公里長的8芯光纜比鋪設(shè)同樣長度的8芯電纜可節(jié)省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經(jīng)問世就受到通信業(yè)界的歡迎，帶來了通訊領(lǐng)域的革命以及一輪投資發(fā)展熱潮。

盡管玻璃光纖具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，但它有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是強(qiáng)度低，抗撓曲性能差，而且抗輻射性能也不好。因此，近20多年來，業(yè)界一直沒有停止過對(duì)光纖其他材料的代用研發(fā)，其中對(duì)塑料光纖的研發(fā)是目前業(yè)界最為感興趣的研究領(lǐng)域之一，目前已經(jīng)取得較大進(jìn)展，已經(jīng)有商用產(chǎn)品面世，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車、CD播放機(jī)、工業(yè)電子系統(tǒng)、小型光盤系統(tǒng)和個(gè)人計(jì)算機(jī)中。今后還會(huì)有許多領(lǐng)域?qū)⑹褂盟芰瞎饫w，諸如傳感器、光子晶體光纖等。

二、塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)

塑料光纖與玻璃光纖相比，雖透光性差一些，光損耗較大，初期一般為300分貝／公里，傳輸光帶狹窄(限于可見光區(qū))，被認(rèn)為難以適應(yīng)多媒體通信網(wǎng)的需要，但它具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、抗輻照、易加工、并能制成大直徑(1～3毫米，以增大受光角度，擴(kuò)大使用范圍)等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以備受青睞。此外，光通過塑料光纖的中心部分的直徑約為1毫米，比玻璃光纖大100倍，與纖維之間的連接及與個(gè)人機(jī)等終端裝置的連接都十分容易。因此塑料光纖安裝費(fèi)用很低，安裝時(shí)采用十分簡單的對(duì)準(zhǔn)連接插頭即可，這種插頭可用現(xiàn)有的技術(shù)生產(chǎn)。

三、塑料光纖產(chǎn)品研發(fā)簡述

塑料光纖的研究始于二十世紀(jì)60年代。1968年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。1974年日本三菱人造絲公司以PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發(fā)出塑料光纖，其光損耗為3500dB/km，難以用于通信。

80年代日本的一些大企業(yè)和大學(xué)對(duì)低損耗塑料光纖的制備進(jìn)行了大量的研究。1980年三菱公司以高純MMA單體聚合PMMA，使塑料光纖損耗下降到100-200dB/km。1983年NTT公司開始用氘取代PMMA中的H原子，使最低光損耗可達(dá)到20dB/km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。

近幾年來，歐日等國的公司對(duì)塑料光纖的研制取得了重要的進(jìn)展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9分貝／公里。其工作波長已擴(kuò)展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實(shí)用水平。美國研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優(yōu)異的抗輻照性能。此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內(nèi)以每秒3兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內(nèi)的跳躍方式來達(dá)到較高的傳輸速度?，F(xiàn)在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)等。

就目前塑料光纖生產(chǎn)量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產(chǎn)者，然而卻是歐洲推動(dòng)了塑料光纖新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)并建立了光纖檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業(yè)發(fā)展的重要階段，在這段時(shí)間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗(yàn)和測量的新發(fā)展方針。世界上第一個(gè)專用塑料光纖應(yīng)用中心(POFAC)在德國Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經(jīng)研制成功了多媒體總線系統(tǒng)MOST(24Mbit/s)，并且有幾家轎車制造商已把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國寶馬公司(BMW)在其新的7個(gè)系列產(chǎn)品中開創(chuàng)了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學(xué)術(shù)交流會(huì)和歐洲光纖通信會(huì)議同時(shí)在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國汽車工業(yè)不僅推動(dòng)了塑料光纖的應(yīng)用，而且也推動(dòng)了塑料光纖檢驗(yàn)和測量標(biāo)準(zhǔn)的建立。

日本也建立了塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)歐洲共同體是無效的。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只給出了一種型號(hào)塑料光纖的標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長。該標(biāo)準(zhǔn)沒有提及在塑料光纖中的不同激勵(lì)光條件，也沒有規(guī)定必須在塑料光纖內(nèi)形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗(yàn)方法因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)瑞利散射而不適于檢驗(yàn)塑料光纖，現(xiàn)在市場上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗(yàn)塑料光纖的儀器。

德國工程師學(xué)會(huì)和電子工程學(xué)會(huì)研究小組已經(jīng)詳細(xì)規(guī)定了塑料光纖數(shù)值孔徑、衰減、傳輸和機(jī)械特性以及環(huán)境和壽命的測量方法。塑料光纖檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的建立必將促進(jìn)國際塑料光纖貿(mào)易的發(fā)展，并消除貿(mào)易中的誤解。

日本對(duì)塑料光纖的應(yīng)用十分重視，早在幾年前，NEC、富士通、住友電器工業(yè)公司等45家光通信、多媒體產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家就聯(lián)合宣布，將共同實(shí)現(xiàn)已在日本開發(fā)成功的塑料光纖的實(shí)用化。塑料光纖的成本低廉，被認(rèn)為是將多媒體引進(jìn)到家庭的關(guān)鍵技術(shù)，隨后一些生產(chǎn)廠家就著手建立生產(chǎn)線。?

1986年，日本F富士通公司以PC為纖芯材料開發(fā)出SI型耐熱POF，耐熱溫度可達(dá)135攝氏度，衰減達(dá)450dB/km；

1990年，日本慶應(yīng)大學(xué)的小池助教授開發(fā)成功折射率漸變型的塑料光纖，芯材為含氟PMMA、包層為含氟，用界面凝膠技術(shù)制造。該塑料光纖衰減在60db/km以下，光源650-1300nm，100m帶寬3GHz，傳輸速率10Gb/s，超過了GI型石英光纖，并被廣泛認(rèn)為是高速多媒體時(shí)代光纖入戶的新型光通信媒介；

1996年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎(chǔ)建立極低成本的用戶網(wǎng)ATM物理層；1997年，日本NEC公司進(jìn)行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗(yàn)。

在2000年OFC會(huì)議上，日本ASAHI GLASS公司報(bào)道了氟化梯度塑料光纖衰減系數(shù)在850nm為41dB/km，在1300nm為33dB/km，帶寬已達(dá)100MHz.km。用這種光纖成功地進(jìn)行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗(yàn)和70攝氏度長期熱老化試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為氟化梯度塑料光纖完全能滿足短距離的通信使用要求。

從塑料光纖的研究發(fā)展來看，塑料光纖的研究重點(diǎn)主要集中在以下三個(gè)方面：

1.降低光損耗；

2.提高帶寬（由SI型轉(zhuǎn)為GI型）；

3.提高耐熱性。（聚碳酸酯（PC）、硅樹脂、交聯(lián)丙烯酸和共聚物可使耐熱性提高到125-150攝氏度）

塑料光纖在衰減與帶寬方面的最新實(shí)用進(jìn)展為：日本ASAHI GLASS公司2000年7月稱，該公司實(shí)施慶應(yīng)大學(xué)的GI-POF技術(shù)商品化，采用全氟化聚合物CYTOP制造GI光纖，命名為GI-GOF，商品名為Lucina，衰減速率3Gb/s，帶寬大于200MHz.km。

塑料光纖在耐熱性方面的最新實(shí)用進(jìn)展為：日本JSR與旭化株式會(huì)社聯(lián)合發(fā)展耐熱透明樹脂ARTON（norbornene，冰片烯）制造的SI-POF，耐熱170攝氏度，預(yù)計(jì)2001年上半年即可供應(yīng)汽車市場。

四、塑料光纖產(chǎn)品的研發(fā)要點(diǎn)

1．光纖結(jié)構(gòu)

塑料光纖顧名思義，即構(gòu)成光纖的芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50／125μm和62.5／125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達(dá)200－1000μm，其接續(xù)時(shí)可使用不帶光纖定位套筒的便宜注塑塑料連接器，即便是光纖接續(xù)中芯對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生±30μm偏差都不會(huì)影響耦合損耗。正是塑料光纖結(jié)構(gòu)賦予了其施工快捷，接續(xù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音；

2．光纖材料

塑料光纖材料選擇時(shí)，人們應(yīng)重點(diǎn)解決的問題是材料的本身衰減要低、色散要小、化穩(wěn)性要好、制造簡單、價(jià)格低廉等。

選作塑料光纖芯材有：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚碳酸酯、氟化聚甲基丙烯酸酯和全氟樹脂等；選作塑料光纖包層有：聚甲基丙烯酸甲酯、氟塑料、硅樹脂等。究其原因是：這些聚合物①具有透光性好，光學(xué)均勻、折射率調(diào)整便利等；②以單體存在時(shí)通過減壓蒸餾方法就可以提純；③形成光纖的能力強(qiáng)；④加工和化穩(wěn)性好及價(jià)格便宜等；

3．制造工藝

目前業(yè)界用來制造塑料光纖的兩種方法：擠壓法和界面凝膠法都是由塑料生產(chǎn)加工工藝演變而來的。

擠壓法主要用于制造階躍折射率分布塑料光纖。該工藝步驟大致如下：首先，將作為纖芯的聚甲基丙烯甲酯的單體甲基丙烯甲酯通過減壓蒸餾提純后，連同聚合引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑一并送入聚合容器中，接著再將該容器放入電烘箱中加熱，置放一定時(shí)間，以使單體完全聚合，最后，將盛有完全聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加溫至拉絲溫度，并用干燥的氮?dú)鈴娜萜鞯纳隙藢?duì)已熔融的聚合物加壓，該容器底部小嘴便擠出一根塑料光纖芯，同時(shí)使擠出的纖芯外再包覆一層低折射率的聚合物，就制成了階躍型塑料光纖。

梯度折射率分布塑料光纖的制造方法為界面凝膠法，界面凝膠法的工藝步驟大致如下：首先將高折射率摻雜劑置于芯單體中制成芯混合溶液，其次把控制聚合速度、聚合物分子量大小的引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑放入芯混合溶液，再將該溶液投入一根選作包層材料聚甲基丙烯甲酯（PMMA）的空心管內(nèi)，最后將裝有芯混合溶液PMMA管子放入一烘箱內(nèi)，在一定的溫度和條件下聚合。在聚合過程中，PMMA管內(nèi)逐漸被混合溶液溶脹，從而在PMMA管內(nèi)壁形成凝膠相。在凝膠相分子運(yùn)動(dòng)速度減慢，聚合反應(yīng)由于“凝膠作用”而加速，聚合物的厚度逐漸增厚，聚合終止于PMMA管子中心，從而獲得一根折射率沿徑向呈梯度分布的光纖預(yù)制棒，最后再將塑料光纖預(yù)制棒送入加熱爐內(nèi)加溫拉制成梯度折射率分布塑料光纖；

4．光纖性能

塑料光纖的性能研究重點(diǎn)則是衰減、色散、熱穩(wěn)定性等。

（1）衰減

塑料光纖的衰減主要受限于芯包塑料材料的吸收損耗和色散損耗。人們是通過選用低折射率和等溫壓縮率小的塑料材料和通過穩(wěn)定塑料光纖制造工藝降低結(jié)構(gòu)缺陷（如芯直徑波動(dòng)，芯包界面缺陷等），來使塑料光纖獲得小的散射損耗，而塑料材料的吸收損耗則是由分子鍵（碳?xì)?、碳氟等）伸縮振動(dòng)吸收和電子躍吸收所致的。

在碳?xì)滏I為基本骨架的塑料材料中，在波長650nm處的衰減系數(shù)大約為120db／km，如果用氟原子置換碳?xì)滏I中的氫所組成的氟化塑料材料，其不僅本征衰減小，而且色散也降低了。用氟化塑料制成的梯度折射率塑料光纖，其在紅外區(qū)無原子振動(dòng)引起的吸收損耗。故可制得在可見光至紅外范圍的衰減很小，即在0．85μm波長處衰減系數(shù)為41db／km，在1．3μm波長處衰減為33db／km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（2）帶寬

用作短距離光傳輸介質(zhì)的塑料光纖，按其折射率分布形狀可分為兩種：階躍折射率分布塑料光纖和梯度折射率分布塑料光纖。階躍折射率分布塑料光纖由于模間色散作用使入射光發(fā)生反復(fù)的反射，射出的波形相對(duì)于入射波形出現(xiàn)展寬，故其傳輸帶寬僅為幾十至上百M(fèi)Hz．km。氟化梯度折射率分布塑料光纖從選擇低色散的材料出發(fā)，再以優(yōu)化的梯度折射率分布手段，即可將其折射率分布指數(shù)在0．85－1．3μm波長范圍內(nèi)選定為2．07－2．33，從而抑制模間色散，控制出射光波相對(duì)于入射光波展寬的效果，進(jìn)而可制得傳輸帶寬高達(dá)幾百M(fèi)Hz．km至10GHz．km的梯度折射率分布的塑料光纖。

（3）熱穩(wěn)定

由于塑料光纖是由塑料材料構(gòu)成的，故其在高溫環(huán)境中工作會(huì)發(fā)生氧化降解。氧化降解是光纖芯材料中的羰基、雙鍵和交聯(lián)形成的。氧化降解將促使電子躍遷加快，進(jìn)而引起光纖損耗增大。為切實(shí)提高塑料光纖的熱穩(wěn)定性，通常的做法是：①選用含氟或硅的塑料材料來制造塑料光纖；②將塑料光纖的光源工作波長選擇在大于660nm，以求得塑料光纖熱穩(wěn)定性長期可靠。

五、技術(shù)關(guān)鍵

目前對(duì)塑料光纖產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵攻關(guān)問題有兩個(gè)：一是設(shè)計(jì)新的透光材料和包皮材料。塑料光纖同石英玻璃光纖一樣由兩部分組成：一為芯材，二為皮層。要制造出高質(zhì)量的光纖二者都很重要，光纖的芯材要求透明度和折射率越高越好，而皮層則要求折射率小于芯材，并且兩者相差越大越好。但要提高芯材的折射率比較難，而降低皮層折射率還有潛力可挖，主要集中在含氟高聚物上。第二個(gè)攻關(guān)點(diǎn)是工藝條件，研究如何控制芯材聚合物分子量、均勻性和提高透明度的新的光纖技術(shù)，進(jìn)一步提高光的傳輸效率，降低光損耗率。這兩個(gè)問題一旦得以圓滿解決，則塑料光纖將完全可取代石英光纖。

近年來，日本公司針對(duì)塑料光纖透光性較差進(jìn)行了分析和改進(jìn)，他們認(rèn)為，其主要原因在于樹脂內(nèi)的碳?xì)浣Y(jié)合吸收了近紅外波長。為此，旭玻璃制造公司開發(fā)了一種全氟樹脂材料，因?yàn)椴缓瑲渌圆粫?huì)吸收近紅外波長。同時(shí)，由于其具有的環(huán)狀構(gòu)造是非晶質(zhì)的，可見光的透光率已達(dá)95％以上。?

光纖內(nèi)側(cè)的芯線，光的折射率高，而外側(cè)的金屬包層折射率低。因此，要采用在芯線中軸線處光的折射率最高，向四周逐漸降低的緩變折射率的結(jié)構(gòu)形式。采用此種結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)大傳送帶域，可以每秒傳送1 吉字節(jié)的速度將信息傳送200～500米。旭玻璃制造公司將視樣品上市情況，在一兩年內(nèi)將這種新型光纖投入批量生產(chǎn)。這些新開發(fā)的塑料光纖改善了中心部分的折射率，克服了信號(hào)容易衰減的缺點(diǎn)，每條纖維的傳輸能力可達(dá)1～ 2.5GB／秒，同時(shí)在纖維連接時(shí)，不需要精確對(duì)準(zhǔn)位置，在這方面優(yōu)于玻璃光纖。?

在塑料光纖的容量方面，日本三菱人造纖維公司研制的高容量塑料光纖，有可能取代石英玻璃光纖。這種塑料光纖的原料很普通，由一種在60年明的稱之為Polym-ethyl methacrylate的合成樹脂制成。三菱人造纖維公司采用一種從光纖中央到邊緣遞減的漸變折射技術(shù)，使信號(hào)能夠以恒定的正弦曲線在光纖內(nèi)有效地通過，傳輸容量是普通塑料光纖的30倍。 與直徑為0．1—0．01mm的玻璃光纖相比，這種直徑1mm的塑料光纖截面大，較易聯(lián)接，因此安裝成本也只有玻璃光纖的1／10左右，與普通銅纜線差不多。過去的玻璃光纖連接一處需花費(fèi)2萬一3萬日元，而新塑料光纖的連接費(fèi)用只要1O日元，可大幅度地節(jié)省費(fèi)用。有關(guān)人士稱，從成本的角度考慮，若沒有此技術(shù)，將光纖鋪設(shè)到家庭是不能實(shí)現(xiàn)的。

六、發(fā)展展望

塑料光纖作為短距離通信網(wǎng)絡(luò)的理想傳輸介質(zhì)，在未來家庭智能化、辦公自動(dòng)化、工控網(wǎng)絡(luò)化。車載機(jī)載通信網(wǎng)、軍事通信網(wǎng)以及多媒體設(shè)備中的數(shù)據(jù)傳輸中具有重要的地位。

通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)智能家電（家用PC、HDTV、電話、數(shù)字成象設(shè)備、家庭安全設(shè)備、空調(diào)、冰箱、音響系統(tǒng)、廚用電器等）的聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到家庭自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制管理，提高生活質(zhì)量；通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)辦公設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，如計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)并行處理，辦公設(shè)備間數(shù)據(jù)的高速傳輸可大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公等。

在低速局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率小于100Mbps時(shí)，100米范圍內(nèi)的傳輸用SI型塑料光纖即可實(shí)現(xiàn)；150Mbps50米范圍內(nèi)的傳輸可用小數(shù)值孔徑POF實(shí)現(xiàn)。

POF在制造工業(yè)中可得到廣泛的應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換器，POF可以與RS232、RS422、100Mbps以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口相連，從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路。能夠高速地傳輸工業(yè)控制信號(hào)和指令，避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導(dǎo)致通信傳輸中斷的危險(xiǎn)。

POF重量輕且耐用，可以將車載機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將微型計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、移動(dòng)電話、傳真等外設(shè)納入機(jī)車整體設(shè)計(jì)中，旅客還可通過塑料光纖網(wǎng)絡(luò)在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購物、Internet等服務(wù)。

第8篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

要】基于優(yōu)化方法的機(jī)制設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)成為了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量領(lǐng)域中的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域。本文簡述了在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量的現(xiàn)狀和解決方案，分析和總結(jié)了服務(wù)質(zhì)量保證的關(guān)鍵技術(shù)的原理和特點(diǎn)，最后展望了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】服務(wù)質(zhì)量；性能；綜述

一、引言

隨著通信技術(shù)和Internet的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教學(xué)、資源下載等大量實(shí)時(shí)服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上被廣泛應(yīng)用，需要占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且不同業(yè)務(wù)流對(duì)Qos有著不同的要求，這都迫切要求網(wǎng)絡(luò)傳輸能提供服務(wù)質(zhì)量保證。因此，如何保障網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。

（一）QoS定義

QoS是指IP的服務(wù)質(zhì)量，也是指IP數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)的性能。它的目的就是向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。它有一套度量指標(biāo)，包括業(yè)務(wù)可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率等。簡單地說，QoS能夠?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行合理的排隊(duì)，對(duì)含有內(nèi)容標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)其定的數(shù)據(jù)包賦以較高的優(yōu)先級(jí)，從而加速傳輸?shù)倪M(jìn)程，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互。QoS在可預(yù)測、可測量性方面比傳統(tǒng)IP有了很大的提高．基本解決了多媒體類應(yīng)用或者大數(shù)據(jù)有線傳輸?shù)男枨?，并且可提高帶寬的使用率?/p>

（二）Qos的主要性能參數(shù)

實(shí)際上，Qos問題主要是由網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)性能要求的支持能力不足引起的。QoS保證就是通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理安排，確保網(wǎng)絡(luò)滿足各項(xiàng)業(yè)務(wù)的要求，目的是為各種業(yè)務(wù)流（如數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等）提供可靠的端到端Qos保證。用來保證Qos的性能參數(shù)包括：①可用性，指用戶到IP業(yè)務(wù)之間連接的可靠性；②延遲，指IP包從網(wǎng)絡(luò)入口點(diǎn)到達(dá)出口點(diǎn)所需的傳輸時(shí)間間隔；③延遲抖動(dòng)，指在同一條路徑上發(fā)送的一組數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差異；④丟包率，指IP包在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸時(shí)丟失的IP包數(shù)與己發(fā)送的IP包總數(shù)的比值；⑤吞吐量，指網(wǎng)絡(luò)中IP包的傳輸速率。

二、典型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的模型

服務(wù)質(zhì)量模型是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的綜合體現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)QoS保證的機(jī)制上，不同的國際組織和團(tuán)體提出了不同的控制機(jī)制和策略，如ISO提出了基于ODP分布式環(huán)境的QoS控制；ATM論壇提出了QoS控制策略和實(shí)現(xiàn)；IETF也提出的集成服務(wù)模型，區(qū)分業(yè)務(wù)模型，多協(xié)議標(biāo)簽交換，流量工程[2]等。目前，網(wǎng)絡(luò)QoS的典型模型有：盡力而為服務(wù)（Best　effort　Service）、集成服務(wù)和區(qū)分服務(wù)，使用不同的服務(wù)模型可以完成網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)不同的OoS保障。

傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)采取盡力而為的處理原則，對(duì)數(shù)據(jù)的處理就是公平競爭，處理方式簡單，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高，不利于運(yùn)營管理，因而提出了集成服務(wù)模型。集成服務(wù)是針對(duì)流的，支持三種流類型：保證服務(wù)，控制負(fù)荷，盡力而為的服務(wù)。其基本思想就是采用資源預(yù)留協(xié)議為業(yè)務(wù)流保留帶寬，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源來實(shí)現(xiàn)Qos保障。RSVP的工作過程是：當(dāng)需要在一條路徑上預(yù)留帶寬資源時(shí)，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)前先向接收方發(fā)送路徑消息，接收端收到消息后發(fā)送一個(gè)資源預(yù)留請(qǐng)求類別的RESV消息，為該數(shù)據(jù)請(qǐng)求資源，沿途的每個(gè)路由器采用輸入控制過程，決定是否接受該請(qǐng)求。如果該請(qǐng)求被拒絕，路由器給接收方發(fā)送一個(gè)出錯(cuò)信息，終止端信令處理過程：否則，路由器為該數(shù)據(jù)流分配所請(qǐng)求的資源。集成服務(wù)能預(yù)留所需資源，提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證，但其復(fù)雜度高、開銷大、可擴(kuò)展性較差，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而不能滿足QoS的要求。

目前，區(qū)分服務(wù)模型已經(jīng)成為解決IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量問題的主要模型。區(qū)分服務(wù)使用分組標(biāo)記和按類排隊(duì)的方法，定義一組數(shù)量較小的服務(wù)類型和優(yōu)先級(jí)，在網(wǎng)絡(luò)的邊緣對(duì)所有分組進(jìn)行分類，并標(biāo)記每個(gè)分組所屬的服務(wù)類型，對(duì)不同種類的報(bào)文設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的應(yīng)用報(bào)文優(yōu)先得到服務(wù)。其工作方式是：對(duì)到達(dá)的數(shù)據(jù)包根據(jù)業(yè)務(wù)流的Qos要求進(jìn)行分類并使用區(qū)分服務(wù)碼點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，復(fù)雜的業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器中進(jìn)行，逐跳轉(zhuǎn)發(fā)等簡單功能則在核心路由器中完成。在區(qū)分服務(wù)中，不同級(jí)別的分組得到不同級(jí)別的服務(wù)，很好地適應(yīng)了IP網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)簡單且具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展。

三、服務(wù)質(zhì)量技術(shù)的發(fā)展

隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)類型呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以組合運(yùn)用各種管理手段和服務(wù)質(zhì)量技術(shù)，綜合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的QoS。比如利用MPLS技術(shù)來解決服務(wù)質(zhì)量問題；對(duì)可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出一個(gè)確?？芍貥?gòu)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的方法；將QoS與MPLS+DiffServ相結(jié)合的綜合服務(wù)質(zhì)量模型。事實(shí)上，如何充分利用網(wǎng)絡(luò)特征，設(shè)計(jì)面向應(yīng)用問題的體系結(jié)構(gòu)，研究下一代網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量及策略、流量工程、多協(xié)議標(biāo)簽交換等技術(shù)，都將是未來QoS研究的趨勢。

四、結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)化理論將成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)，它不僅能夠嚴(yán)格導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)中同一層次中資源分配和任務(wù)調(diào)度的最優(yōu)決策，而且能夠指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的跨層設(shè)計(jì)。很多網(wǎng)絡(luò)機(jī)制基于啟發(fā)式設(shè)計(jì)，尚待改進(jìn)，因此需要網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論的支持。不僅如此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論本身也存在很多難點(diǎn)，值得關(guān)注，例如分布式優(yōu)化中通信信息的傳輸，基于狀態(tài)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃狀態(tài)空間的化簡等。在實(shí)際中，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的能量和資源有限，也亟需找到更有效的優(yōu)化算法。此外，對(duì)優(yōu)化算法的評(píng)價(jià)也是一個(gè)挑戰(zhàn)，尤其是諸如適應(yīng)性之類不易被量化的指標(biāo)。優(yōu)化算法的評(píng)價(jià)結(jié)果將對(duì)選擇具有最優(yōu)折中性能指標(biāo)的算法提供參考。目前，有關(guān)Qos保證技術(shù)問題的研究仍處于不斷的發(fā)展和完善中。本文分析了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，提出有效地結(jié)合各種Qos技術(shù)更好地發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李剛健，段錦.基于MPLS的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量分析.長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29（2）．

[2]劉強(qiáng)，王斌強(qiáng)，韓振吳.基于可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量研究.信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，10（1）．

第9篇：簡述多媒體的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：4G 移動(dòng)通信技術(shù)；智能網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TN915.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

引言

各類移動(dòng)終端設(shè)備（包括手機(jī)、筆記本、平板電腦、POS機(jī)甚至包括車載電腦）是當(dāng)前IT領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展速度最快的板塊，其發(fā)展趨勢是高性能、低功耗、小型化和無線互聯(lián)?？梢源_定，高速數(shù)據(jù)通信能力和無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力是移動(dòng)終端設(shè)備性能評(píng)價(jià)的重要方面，因此，無線通信技術(shù)的進(jìn)步對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備發(fā)展的意義就顯得非同一般。第四代移動(dòng)通信技術(shù) (fourth-generation，4G)的出現(xiàn)對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的新機(jī)遇，包括 Microsoft 、Intel和Apple Inc在內(nèi)的各大電子高科技企業(yè)已紛紛把目光投向移動(dòng)通信領(lǐng)域。本文對(duì) 4G的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行了介紹、分析，結(jié)合移動(dòng)終端設(shè)備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論，最后對(duì)未來技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1、4G 移動(dòng)通信技術(shù)概述

1.1 4G 的產(chǎn)生和演進(jìn)

第一代移動(dòng)通信沒有國際性標(biāo)準(zhǔn)，以模擬技術(shù)為主，只提供話音業(yè)務(wù)；第二代移動(dòng)通信主要有兩大國際標(biāo)準(zhǔn) GSM 和CDMA，已經(jīng)全數(shù)字化，除話音外，可傳輸?shù)退俚臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以漫游；第三代移動(dòng)通信主要有WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 三大主流國際標(biāo)準(zhǔn)，將無線通信與多媒體技術(shù)結(jié)合到一起，能夠比較快速地處理聲音、音樂、圖像、視頻流等多種形式的數(shù)據(jù)，并提供與互聯(lián)網(wǎng)連接的多種信息服務(wù)。

已經(jīng)被國際電信聯(lián)盟接納為候選方案的，被認(rèn)為是移動(dòng)通信向 4G 演進(jìn)的最主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有 WiMAX、LTE 和UMB 這 3 種。所謂的移動(dòng)通信是指在移動(dòng)用戶之間或者是移動(dòng)和固定用戶之間的通信技術(shù)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)也得到了發(fā)展。目前移動(dòng)通信已經(jīng)成為人類不可缺少的通信方式。

1.2 4G的概念

第四代移動(dòng)通信技術(shù)可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò), 具有超過 2Mbit/s 的非對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入, 寬帶無線局域網(wǎng)( WLAN) , 移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無線平臺(tái)和跨越不同的頻帶網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù),可以在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)( 包括衛(wèi)星通信和平流層通信) , 能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外, 4G將是多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng), 也是寬帶接入IP系統(tǒng), 即 4G 將是多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)。它融合了現(xiàn)有3G的增強(qiáng)技術(shù), 集3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線 LAN 系統(tǒng)為一體。

2、4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1調(diào)制與編碼技術(shù)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)等調(diào)制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)采用更高級(jí)的信道編碼方案、自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)技術(shù)和分集接收技術(shù)等，從而在低 Eb/N0條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。

2.2 OFDM 技術(shù)

最適4G系統(tǒng)的多址方法是OFDM技術(shù)，該技術(shù)的思想是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個(gè)子信道上使用1個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。

2.3軟件無線電技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)無縫接入和透明業(yè)務(wù), 用戶終端必須是可多模、多頻帶操作, 而且必須能自動(dòng)進(jìn)行模式識(shí)別, 并可在用戶和網(wǎng)絡(luò)指示下或根據(jù)用戶業(yè)務(wù)及QoS 要求, 自適應(yīng)地進(jìn)行模式切換以及相應(yīng)的一系列操作。目前, 對(duì)可配置終端的研發(fā)主要基于軟件無線電技術(shù), 軟件無線電技術(shù)被認(rèn)為是可以將不同形式的通信技術(shù)有效聯(lián)系在一起的唯一技術(shù)。軟件無線電是計(jì)算機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)高度發(fā)展及軍事通信迫切要求的產(chǎn)物。所謂軟件無線電就是利用軟件來實(shí)現(xiàn)無線電通信系統(tǒng)中的各種功能, 是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個(gè)通用硬件平臺(tái),利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。通過下載不同的軟件程序, 在硬件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)不同的功能, 用以實(shí)現(xiàn)在不同的系統(tǒng)中利用單一的終端進(jìn)行漫游,它是解決移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)中工作的關(guān)鍵技術(shù)。

2.4智能天線

智能天線的主要作用是抑制信號(hào)的干擾可以自動(dòng)的進(jìn)行跟蹤和數(shù)字波束的調(diào)節(jié)等?？梢詽M足數(shù)據(jù)中心和移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)的性能要求。這種智能天線技術(shù)即改善了信號(hào)的質(zhì)量又增加了傳輸?shù)娜萘俊?/p>

2.5高性能的接收機(jī)

香農(nóng)定理給出了在帶寬為BW 的信道中實(shí)現(xiàn)容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照香農(nóng)定理可以計(jì)算出對(duì)于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)速率為 2Mb/s 所需的SNR為l.2dB；而對(duì)于 4G系統(tǒng)要在5MHz 的帶寬上傳輸20Mb/s 的數(shù)據(jù)則所需要的SNR為12dB?？梢妼?duì)于4G系統(tǒng)由于速率很高對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高得多。

2.6 MIMO 技術(shù)

MIMO 技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。在功率帶寬受限無線信道中，MIMO 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。

3、4G的發(fā)展趨勢

3.1市場規(guī)劃

（1）用戶市場

2012年1月份中國移動(dòng)移動(dòng)用戶數(shù)增至6.5544億，其中包括5394萬3G用戶。 中國聯(lián)通的移動(dòng)用戶數(shù)升至2.0289億，其中3G用戶數(shù)為4307萬。 中國電信的移動(dòng)用戶數(shù)為1.2925億，其中3G用戶為3870萬。TD-LTE已經(jīng)獲得了國際運(yùn)營商的大力支持。在正在舉行的2012世界移動(dòng)通信大會(huì)GTI峰會(huì)上，參會(huì)的運(yùn)營商聯(lián)合了GTI行動(dòng)宣言，確定到2014年使全球TD-LTE基站達(dá)到50萬個(gè)，終端超過100款，覆蓋人口超過20億人的目標(biāo)。

由于4G是多種技術(shù)的融合，能提供較高速率的數(shù)據(jù)流量，4G的下載速度將比以往的系統(tǒng)性能有著較大飛躍。因此，可以說，4G技術(shù)支持的終端必將是多模式、多頻段、支持多業(yè)務(wù)的智能終端，融合和共存是其發(fā)展趨勢，可以預(yù)測，4G將擁有龐大的用戶市場。

（2）未來的移動(dòng)終端設(shè)備

可以預(yù)計(jì)，未來的移動(dòng)終端設(shè)備具備多種功能于一身。例如移動(dòng)電話，將帶有投影功能，擁有這部手機(jī)就相當(dāng)于隨身攜帶了一部電視和投影儀，開會(huì)時(shí)，無需電腦就能即刻演示PPT，晚上回到家時(shí)，它能隨時(shí)在每一面墻上播放存儲(chǔ)在手機(jī)中的視頻。又例如平板電腦，可能整合了語音控制功能，操作過程可以實(shí)現(xiàn)全語音控制，由于使用于高速率的4G通信技術(shù)下，可以流暢地和對(duì)方視頻通話、接收電視節(jié)目、作為監(jiān)控輸出終端等。移動(dòng)計(jì)算機(jī)將在4G移動(dòng)通信技術(shù)主持下，實(shí)現(xiàn)更多綜合運(yùn)用功能。

（3）通信設(shè)備

為了達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)所需要達(dá)到的速率要求，現(xiàn)在的移動(dòng)運(yùn)營商必須部署更多的基站。具專業(yè)人士估算，為達(dá)到10倍于3G的速率，4G至少需要3倍于現(xiàn)有基站的數(shù)量。有消息表明，2013年，中國移動(dòng)計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模，在超過100個(gè)以上的城市進(jìn)行設(shè)備采購和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，預(yù)計(jì)基站規(guī)模達(dá)20萬個(gè)，覆蓋3億人口。

4G網(wǎng)絡(luò)首先是原有基站上與TD-SCDMA等共享共用，在此基礎(chǔ)上按需規(guī)劃新增基站。共享共用成為重要工作之一，共享設(shè)備需要一定的條件。

帶寬要求：目前功放模塊一般最多支持30MHz，故共功放要求TD與LTE工作在最大不超過30MHz的相鄰頻段內(nèi)，即LTE（20MHz）+TD（10MHz）。

信號(hào)峰均比要求：TD和LTE均為高峰均比（PAR）系統(tǒng)，共用后信號(hào)PAR將進(jìn)一步增加，對(duì)功放的線性度提出了更高要求。

功率要求：如果LTE也采用8通道的智能天線模式，根據(jù)目前LTE中20W功率輸出要求理論計(jì)算，共功放后要求每通道總輸出功率達(dá)到8W左右，以同時(shí)滿足TD-SCDMA和TD-LTE要求，這對(duì)設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。前端濾波器、LNA一般可以做到上百M(fèi)Hz帶寬，能完全實(shí)現(xiàn)跨頻段共用。

3.2商用時(shí)間

此前韓國、日本都表示，在2010年左右實(shí)現(xiàn)4G商用;日本在第18屆WPSF大會(huì)上建議4G技術(shù)規(guī)范出臺(tái)時(shí)間在2010年。我國工信部也曾透露，將于2013年開放國內(nèi)4G牌照。第十四屆高交會(huì)于2012年11月21日在深圳閉幕，工業(yè)和信息化部TD-LTE專題館成為本屆展會(huì)的一大亮點(diǎn)，同期還舉辦了TD-LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇。記者采訪獲悉，中國已形成較為完備的TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈，4G發(fā)展正在提速。在深圳，由深圳移動(dòng)建設(shè)的4GLTE網(wǎng)至年底就將覆蓋90%以上的主城區(qū)，達(dá)到目前3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平。值得一提的是，2012年12月，移動(dòng)將在香港推出4G商用網(wǎng)絡(luò)，中國邁入4G時(shí)代的序幕已正式拉開。而業(yè)內(nèi)人士指出，2013年將成為內(nèi)地4G商用準(zhǔn)備的關(guān)鍵之年。

參考文獻(xiàn)：