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推送式廣播和點播式服務
作為DAB的升級服務,DMB可謂是“起了個大早,趕了個晚集”。雖然早在2001年DMB業務就開始在廣東地區進行試點,并隨后擴展到北京、天津、上海等地區。以北京為例,DMB就提供了15套數字廣播和6套電視節目。但當國家廣電總局確定將“自主知識產權”的數字多媒體廣播作為發展方向,尤其是CMMB被確立為行業標準并開始全國性布局和商業化運營后,DMB在完成2008年服務奧運的任務之后基本處于發展停頓狀態。
在視頻升級之路難以走通的情況下,“DAB的發展還是要回到音頻本身?!北本┤嗣駨V播電臺悅龍數字廣播傳媒科技有限公司CEO秦學剛說。作為國內最大的DAB運營方,北京悅龍廣播已經開始在北京地區布局新的DAB業務模式,就是基于推送式廣播的點播服務。
所謂推送式廣播是應用數字廣播技術推出的全新業務模式,它是將音頻節目、圖片、文字等多媒體內容以文件方式傳輸并自動儲存到DAB用戶的接收終端上,用戶可以自主選擇時間、地點和所喜歡的節目點播收聽,并可將節目收藏后反復收聽,以此打破傳統廣播“我播你聽”的服務模式,可以為用戶提供更為靈活的收聽方式。
“受播出時間和廣告經營等限制,傳統廣播的節目安排很難做到用戶細分。但是推送式廣播在節目方面可以最大限度滿足不同群體的需求,提供更為專業化、個性化的服務?!鼻貙W剛說。同時,推送式廣播技術還可以實現對團體用戶的節目接收控制,即可以控制不同節目的接收用戶范圍,也可以控制用戶接收的時間期限,從而實現為集團客戶提供定向信息和廣告服務。
悅龍廣播之所以能夠推出點播式的服務,很大程度上是依托了北京人民廣播電臺規模龐大的數字音頻節目庫。目前DAB每日下發節目時長約1500分鐘,通過推送式廣播接收終端――聽立方,聽眾可以儲存約160個小時的節目。節目內容涵蓋流行音樂、古典音樂、娛樂、教育,以及精彩節目回放等。而且除了自有版權節目外,DAB還集成了國際廣播電臺等其他廣播機構大量的節目。
在終端方面,由悅龍廣播開發的“聽立方”已經在北京批量上市,并開始逐步在各類電子賣場和3C賣場上進行鋪貨和銷售。
廣告和付費兩條腿走路
對于推送式廣播業務的研究,悅龍廣播是從2009年開始著手的。通過一年的自主開發與創新,已經基本完成了推送式廣播服務的前端系統研發與測試,以及接收終端的研發與定制。
根據參與北京電臺推送式廣播技術研發、測試等工作的廣科院高級工程師高鵬介紹,現在非實時的推送式廣播服務各技術環節已經基本成熟。在經數字壓縮編碼后,利用DAB技術推送1500分鐘節目只需要耗時不到100分鐘,完全可以實現較短開機時間內大量節目的傳輸。而且點播服務接收終端可自動儲存廣播節目9600分鐘,各個欄目存儲的期限由前端播控系統設定,自動刪除覆蓋。
高鵬透露,通過電子錢包和DRM(數字版權保護技術),推送式廣播已經開始實現控制播放次數及限制拷貝,不允許對內容進行轉發和復制,對版權進行了有力的保護,并具有了開展付費服務的條件。下一步,DAB還將在如何與傳統廣播節目進行關聯和互動,以及如何與電信網絡融合方面進行嘗試和探索。
對于推送式廣播今后的盈利模式,秦學剛表示會是廣告和付費兩條腿走路,目前則是以廣告業務為主?!巴ㄟ^推送式廣播,可以使傳統的廣播廣告形式由單一音頻廣告發展為音頻、文字、圖片等多種形式。而且推送式廣播可以使受眾更為細分,廣告目標客戶更為明確。”現在,悅龍廣播正嘗試在節目播出時,插入音頻、文字和圖片廣告,并為廣告客戶提供定向廣告推送服務。
除廣告外,其他形式的數據服務也成為推送式廣播的另一盈利方向。目前,除了傳輸廣播節目外,悅龍廣播每天還通過DAB傳輸文字新聞、天氣預報等公用信息。此外,悅龍廣播和新浪合作,推出了一檔名為“新浪股指”的數據信息服務業務。秦學剛表示,更多的數據信息服務模式正在開發中。
關鍵詞:流媒體;傳輸協議;系統結構
流媒體(Streaming Media)是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的多媒體格式。在流媒體出現之前,人們在互聯網上獲取音視頻信息的唯一方式就是將音視頻文件下載到本地計算機進行觀看。而流媒體技術把連續的影像和聲音信息以數據流的方式實時,即邊下邊播的方式,使得用戶無需等待下載或只需少量時間緩沖即可觀看,大大提高了音視頻信息的可觀賞性,節約用戶時間及系統資源。
自從1995年progressive Network公司(即RealNetwork公司)第一個流產品以來,流媒體得到巨大的發展,已經成為目前互聯網上呈現音、視頻信息的主要方式。
1. 流媒體傳輸的方法
流媒體傳輸技術分為兩類::順序流傳輸(Progressive streaming )和實時流傳輸(Realtime streaming)。
順序流方式又叫漸進式下載,其傳輸方式是順序下載,在下載文件的同時用戶可觀看在線內容,用戶只能觀看已下載的部分,而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發送順序流式傳輸的文件,也不需要其他特殊協議,所以順序流式傳輸經常被稱作HTTP流式傳輸。
實時流方式:實時流式傳輸使媒體可被實時觀看到,特別適合現場廣播并提供VCR 功能,具備交互性,可以在播放的過程中響應用戶的快進或后退等操作。實時流式傳輸必須匹配網絡帶寬,其出錯的部分一般被忽略,傳輸質量特別時低帶寬時的質量要比順序傳輸的差。實時流傳輸需要專門的流媒體服務器和流傳輸協議。
2. 流媒體技術原理
流式傳輸方式是指通過特定算法將音頻和視頻等多媒體文件分解成多個小的數據包,由服務器向客戶端連續傳送,用戶可播放已經接收到的數據包,而不需要將整個文件下載到客戶端。由于TCP協議不太適合傳輸多媒體數據,故在實時流媒體方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時數據。
3. 流媒體技術的系統結構
目前不同公司的流媒體解決方案各不相同。但就其本質來說,一個完整的流媒體系統至少包括三個組件:編碼工具、服務器及播放器。這三個組件間通過特定的通信協議相互聯系,按特定的格式相互交換數據。
4. 傳輸協議
流媒體系統各組件通過傳輸協議相互通信。對于順序流傳輸,可采用HTTP協議進行傳輸。但HTTP協議并不適合傳輸實時流數據。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RTP/UDP來傳輸實時多媒體數據。傳輸協議是流媒體技術的一個重要組成部分,也是基礎組成部分。它包括"RSVP(資源預留協議)"、"RTP(實時傳輸協議)"、"R T C P (實時傳輸控制協議)" 和"RTSP(實時流協議)",這四種協議構成了"rea1-time"服務的基礎。
4.1 資源預留協議RSVP (Resource Reserve Protocol)
RSVP是Internet上的資源預訂協議,使用RSVP可以讓流數據的接收者主動請求流數據上的路由器,為該數據流預留一分網絡資源(即帶寬),在一定程度上為流媒體的傳輸提供服務質量。
4.2 實時傳輸協議RTP與RTCP
RTP是用于Internet/Intranet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傳輸的情況下工作,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,但它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,能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化,特別適合傳送網上的實時數據。
4.3 實時流協議RTSP
RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的,該協議定義了一對多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。RTSP 是應用級協議,它以底層的RTP和RSVP為依托,控制實時數據的發送,它提供了可擴展框架,使實時數據的受控、點播成為可能。在客戶端應用程序中對流式多媒體內容的播放、暫停等操作都是通過RTSP協議實現的。
4.4 MMS協議(Microsoft Media Server Protocol)
與QuickTime和Realsystem流媒體技術采用RTSP協議進行傳輸不同,微軟采用專用協議MMS進行流式傳輸。
MMS協議是用來訪問并且流式接收Windows Media服務器中流媒體文件(asf或 wmv)的一種協議。MMS協議是訪問Windows Media點上的單播內容的默認方法。觀眾在 Windows Media Player 中必須使用 MMS 協議才能引用該流。
5. 主要的流媒體技術
5.1 四大流媒體技術
目前,互聯網上流媒體主要流媒體技術方案有Real Networks公司的Real System方案,微軟公司的Windows Media流式媒體解決方案,Apple公司的QuickTime流式媒體解決方案及Adobe公司的Flash流媒體解決方案。
5.1.1 Real System
Real Networks是Internet上流媒體傳輸的先驅者和領導者。其流媒體文件包括RealAudio,Real Video,Real Presentation和RealFlash4類文件。
5.1.2 Windows Media
Windows Media的前身是微軟公司的Netshow產品,隨著流媒體的廣泛應用,微軟推出了整套的流媒體制作、和播放產品。由于Windows Media的成本較低且簡單易學,支持屏幕錄制等功能,故在教育方面應用較廣。其流媒體文件包括視頻文件WMV/ASF,音頻文件WMA等。
5.1.3 QuickTime流式媒體解決方案
Apple的QuickTime是一個跨平臺的解決方法,同時支持蘋果系統及Windows,其播放器支持多達40種的格式,交互性較強。由于大部分QuickTime編碼器和服務器軟件均運行在蘋果操作系統中,故QuickTime流式媒體在PC機上應用較少。
5.2 新型流媒體技術
5.2.1 HTTP流式媒體
傳統的順序流傳輸(Progressive streaming )由于采用傳統的HTTP協議傳輸,并不支持現場直播等實時流傳輸。而隨著網絡技術的發展,最新的流媒體技術已經支持采用HTTP協議傳輸流媒體文件和進行實時流傳輸。HTTP流式媒體的代表有Microsoft公司 IIS平滑流式媒體(IIS Smooth St reaming)、APPLE公司HTTP流媒體直播(HTTP Live streaming),Adobe公司最新的Flash Media Server 4.5也支持HTTP流式媒體傳輸。
5.2.2 P2P流媒體
P2P流媒體技術并不是一個嶄新的流媒體技術。他是P2P技術同流媒體技術結合的產物?;赑2P 的流媒體服務系統并不改變現有的流媒體服務架構, 只是在現有系統的基礎上, 改變傳統模式下的服務方式和數據傳輸路徑, 使請求同一媒體流的客戶端組成一個P2P 網絡, 使服務器只須向這個P2P 網絡中的少數節點發送數據, 而這些節點可以把得到的數據共享給其余的節點。
6.總結
截至2011年6月,我國的網民人數已經達到4.85億,其中中國家庭電腦寬帶上網網民規模達到3.90億人。如此巨大的網民數量,為流媒體的發展帶來了前所未有的機遇發展機遇。隨著互聯網的飛速發展,人們對互聯網內容多樣化的需求也越來越強烈,流媒體業務的需求與只俱增。目前,流媒體已經廣泛應用于網絡電視,遠程教育,移動設備,數字電視,安防監控,視頻會議等多個領域。今后流媒體的發展趨勢是:①隨著流媒體技術的進步、網絡帶寬的增加及新型高質量編碼方式的出現,流媒體的質量進一步提高,高清流媒體將成為主流。②流媒體技術的應用更加廣泛?;诹髅襟w技術的數字電視將取代傳統有線電視成為主流;同時隨著3G網絡基礎設施的完善和移動終端功能的增強,融合語音、文字、圖像等多種形態的移動實時流媒體業務,如手機流媒體直播、移動網絡會議等,將使流媒體的應用達到一個新的高度。
參考文獻:
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【關鍵詞】流媒體技術;流式傳輸;多媒體
1.前言
從最初在網絡上傳播的文字、圖片到現在傳播的各種形式的網絡視頻、三維動畫,人們從網絡上獲取的信息形式越來越多樣化。然而,需求的不斷提高、上網人數的不斷增加以及網絡硬件設備的局限性使文件的大小成為網絡傳輸中必須要考慮的因素,一個經常困擾大家的問題是下載文件時受到網絡帶寬的限制。人們不得不面臨這樣的尷尬:
一方面,希望能在網絡上看到生動、清晰的多媒體演示;
另一方面,緩慢的網絡速度又使文件下載需要很長的時間。為了解決這個矛盾,“流媒體技術”應運而生。
2.流媒體技術的概念
網絡技術的發展給人們提供了豐富的資源與機遇。隨著網絡寬帶化的進一步發展,人們不再滿足在信息高速公路中僅有文本、圖像和聲音,而希望得到聲、文、圖及視頻流媒體信息。以前,多媒體文件需要從服務器上下載后才能播放,因而在一定程度上限制了人們在計算機和互聯網上使用多媒體數據進行交流。
流媒體技術是網絡音、視頻技術和移動通信技術發展到一定階段的產物,它是融合很多網絡技術后產生的新技術。流媒體技術的主要特點是以流的形式在有線Internet/Intranet上進行多媒體數據的傳輸。連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后通過網絡傳輸,并在客戶端播放緩存區中已經收到的信息且將播放過的數據丟棄;與此同時,多媒體視頻數據的剩余部分將持續不斷地從服務器傳送到客戶端,從而形成穩定的、連續的傳輸流和回放流,不僅使啟動延時呈十倍、百倍地縮短,而且也不需要太大的緩存容量,避免了用戶必須等待整個文件全部從網上下載完成后才能觀看的缺點,最終使得人們在低帶寬的環境下也能獲得高質量的音頻和視頻信息。
目前在網絡上傳輸音頻/視頻(Audio/Video,簡稱A/V)等多媒體文件時,基本上只有下載和流式傳輸兩種方式。通常說來,A/V文件占據的存儲空間都比較大,在帶寬受限的網絡環境中下載可能要耗費數分鐘甚至數小時,所以這種處理方法的延遲很大。如果換用流式傳輸的話,聲音、影像、動畫等多媒體文件將由專門的流媒體服務器負責向用戶連續、實時地發送,這樣用戶可以不必等到整個文件全部下載完畢,而只需要經過幾秒鐘的啟動延時就可以了,當這些多媒體數據在客戶機上播放時,文件的剩余部分將繼續從流媒體服務器下載。
3.流媒體系統的組成
流媒體是由各種不同的互相通信交互的軟件系統構成的,一個最基本的流媒體系統必須包括編碼器(En-coder)、服務器(Server)和播放器(Player)三個模塊,三者缺一不可。這三個模塊之間分工明確,其中,編碼器負責創建、捕捉和編輯多媒體數據,使其成為能夠在Internet上傳輸的流媒體格式,并以互動方式呈現;服務器管理并且大量傳送經過編碼處理的多媒體內容;播放器在用戶端的PC機上播放接收到的多媒體信息。
4.流媒體技術的特點
流媒體技術與傳統播放技術的區別在于:
1)節約空間。與傳統播放技術相比,流媒體技術由于采用了特殊的數據壓縮與解壓縮技術,使得其音、視頻文件只有傳統WAV和AVI文件的3%-5%,且不影響文件播放質量。同時流媒體技術采用了流式傳輸方式,邊下載邊播放,所以對緩存的要求降低,占用空間很小,這樣可以使用較小的磁盤空間存放大量的資源,節約了存儲資源。
2)節省時間。流媒體技術采用了流媒體傳輸方式,將整個多媒體文件壓縮解析成多個壓縮數據包,向客戶端實時地順序傳送,用戶只需經過幾秒或十幾秒的啟動延時即可進行觀看,不用等待所有內容下載到硬盤上才開始瀏覽,從而節省了用戶的時間。
3)內容豐富。流媒體技術改變了傳統互聯網的呆板形象,豐富了互聯網的功能,使之成為一種有強大吸引力的新媒體。毫無疑問,這種技術將會在新聞出版、證券、娛樂以及電子商務、遠程培訓、視頻會議等領域得到廣泛的應用。
5.流媒體技術的應用
1)流媒體點播業務
隨著計算機技術的發展,流媒體技術越來越廣泛地應用于視頻點播系統?,F在,很多大型的新聞娛樂媒體,如央視和一些地方臺,都在互聯網上提供了基于流媒體技術的點播業務。在這種業務中,內容提供商將預先通過壓縮編碼制作好的多媒體內容存放在服務器上,然后對多媒體信息的內容進行描述,用戶根據自己的興趣,進行點播。國內主流的視頻網站如奇藝、優酷、土豆等等,均提供這種業務。
2)流媒體直播業務
是指內容提供商將實時信號編碼并壓縮成相應的媒體格式,通過流媒體服務器發送到用戶的終端播放器上進行播放。實現了在低帶寬的環境下的高質量影音傳輸,其中的智能流技術保證不同連接速率下的用戶都可以隨時隨地應用流媒體技術在網絡上觀看多媒體信息。
除了視頻直播外,流媒體直播業務還包括遠程監控。它通過攝像頭或其它影像設備,將拍攝到的視頻信息通過通過網絡以流媒體的形式傳輸傳送到客戶端,并在客戶端播放,因此,更為方便靈活。這種方式最主要的應用是視頻會議和各種監控,比如家庭防盜系統的監控、道路監控等等。從2003年至今,視頻會議被列為電子政務工程中重要的環節得到切實的應用和推廣。視頻會議可以是雙方的,也可以是多方的,它是典型的具有交互性的流媒體應用。
3)遠程教育
Internet的使用開創了遠程教育的里程碑,它促進了遠程教育中的教學傳遞日趨現代化,這種教育形式能跨越校界、區界甚至國界。在遠程教育中,可以采用多種模式,甚至混合的方式實現。例如可以采用點播的方式傳送教學節目,以會議的方式進行課堂交流等。遠程教育以應用對象明確、內容豐富實用、運營模式成熟,成為商業上較為成功的流媒體應用。流媒體技術的應用突破了傳統的遠程教育以文本為主、沒有聲音和視頻,解決了教學模式單一、交互性差的問題。大型企業可以利用基于流媒體技術的遠程教育對員工進行培訓。
6.結束語
技術在進步,用戶的需求也在日益增長。我們一方面要在這個領域不斷尋求自己的興趣點,開發可以進步的空間,吸引越來越多的企業參與競爭,賺取利潤;另一方面也期待著流媒體技術將會在未來的互聯網應用中帶給用戶更多的享受!
參考文獻
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[3]李育林.基于流媒體技術的遠程教學[J].廣播與電視技術,2006(07).
一、研究內容
(一)投影儀+黑板的使用與原來單一使用黑板對課堂教學帶來的影響。采用問卷調查的方法,制作不同的問卷調查表,分別對學生和教師進行問卷調查。建議被調查教師人群年齡在40歲以上,被調查學生最好是小城鎮或農村中學以上人群,因為這些人應該同時經歷過使用投影儀+黑板和單一使用黑板的教學方式和學習方式,使研究結果更具有客觀性。
(二)MOOC的產生對自主學習、成人學習、終身學習的學習理念帶來的影響;針對MOOC對自主學習理念帶來的影響同樣采用問卷調查的方法分別針對不同年齡段的人群進行問卷調查;針對MOOC對成人學習、終身學習理念帶來的影響則采用訪談或網上問卷調查的方式進行,可使調查的范圍擴大,有利于結果更接近現實。
(三)新媒體和新媒體技術應具備怎樣的特征,采用采訪的方式,調查學習者對新媒體和新媒體技術使用的優缺點的觀點和是否會使用這些新媒體和新媒體技術的原因,找到已有新媒體和新媒體技術應該改進的地方,提出對改進新媒體和新媒體技術自己的建議和對未來新媒體和新媒體技術的預測。
二、研究思路
(一)被調查地區教育局統籌、領導,專業研究機構具體指導、組織實施。教育局和專家的指導能保證研究調查內容更加合理和科學化,調查表更加完備,被調查人群更加全面;學校的參與則保證了調查研究的可行性和實用性。
(二)分別制定投影儀+黑板和單一黑板學生表、投影儀+黑板和單一黑板教師表、MOOC對自主學習學習理念影響表三個不同的調查表,針對不同的問題采用不同的問卷調查表。并按照一定的比例針對各個年齡段、各個人群采取調查,保證調查結果不片面,不真實。
(三)在進行采訪和訪談的調查方式時對不同職位的人群進行調查,調查結果至少應包括20種不同職業的人群,每個職業應調查不同年齡、不同性別的人大于或等于20個。才能保證調查結果具有客觀性、科學性和可參考性。對于一些職業的被調查者我們應該提前預約,在保證不影響他們正常工作和生活的前提下,才能把調查更好的進行下去,這也是我們對別人進行調查研究的基本禮貌。
三、研究方法與步驟
(一)研究方法
1.行動研究:行動研究是指在實際情景中,有實際工作者和專家共同合作,針對實際問題提出改進計劃,通過在實踐中實施、驗證、修正而得到研究結果的一種研究方法。本研究在三個不同的問卷調查表的制作、改進和訪談問題的制定,被調查人員的范圍選定等方面采用行動研究法。
2.質的研究:質的研究是一種以研究者本人作為研究工具,憑借自身的洞察力在與被研究者的互動中理解和解釋其研究行為和意義建構。整個研究過程在自然情景下以多種方法收集資料,最終使用歸納法分析資料,形成理論或描述并呈現一個情景,達到對教育問題進行整體性探究的目的。在本次研究中,選擇符合條件的20種不同職業的不同人群進行訪談、觀察等手段收集的研究資料,對此進行描述性分析和解釋,從中歸納總結出新媒體和新媒體技術對教育產生的影響。
3.量的研究:量的研究指通過實驗、調查、測驗、結構觀察以及已有的數量化資料,對教育現象進行客觀研究,并將所得結果作相應的統計推斷,使研究結果具有普遍適應性的一種活動。在本次研究中所采用的量的研究方法主要體現在對投影儀+黑板的使用與原來單一使用黑板對課堂教學帶來的影響和針對MOOC對自主學習理念帶來的影響采用問卷調查的方式中。
(二)研究步驟
成立課題組,對各個城鎮及農村進行調查分析,和當地政府、教育部、學校等教育機構進行溝通,確定被調查人群的區域;繪制問卷調查表的初步模型和問題類型,討論要調查的問題并記錄。大致繪制好問卷調查表后向專家請教,請專家對問卷調查表進行改進;課題組內所有成員一起根據被訪談人員的劃分,制定出問題;根據課題組成員的工作劃分,每個成員根據自己的工作任務分別同時進行不同工作的調查,對于調查中出現的突發狀況能立即解決的就立即解決,但最后需要把突發狀況及解決方案記錄下來,對于自己無法解決的突發狀況,在小組內總結時提出并進行全員討論解決,必要時請教這個方面的專家或自己的導師進行解決;將調查完成后的問卷調查表數據和訪談結果進行整理,總結中各種情況的問卷結果,對結果進行量化分析;根據數據整理的結果進行分析,得出結論,把新媒體和新媒體技術對教育的影響劃分為幾個方面進行記錄;總結性評價,總結這個調查的不足和需要改進的地方,以及調查中干擾變量可能會對調查結果造成的影響分析,還有就是對以后再進行研究調查時需要注意的方面和需要改進的不足。
關鍵詞:多媒體;視頻智能編輯;視頻感興趣區;圖像視頻場景分析
中圖分類號:TP37 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599(2012)01-0000-02
Multimedia Technology Study
Du Pengxiang,Huang Shanshi
(China Telecom Co.,Ltd.,Wenzhou Branch,Wenzhou325000,China)
Abstract:This article is from the macro summarizes the development and application point of the current image video of the underlying technology from the perspective of an image of video algorithms researchers talk about the understanding of this area.The field of image and video business applications, multimedia entertainment,the Internet, intelligent monitoring,industrial machine vision,OCR,biometrics, medical image processing,as well as military defense in several areas, multimedia areas is an important branch of a lot of image field of video the new algorithms and new theories are often the first application in the multimedia field.
Keywords:Multimedia;Video intelligent editing;Video interest region;Image video scene analysis
多媒體領域主要集中了MicroSoft、Adobe、MITSUBISHI、Cyberlink、Muvee、Autodesk、Corel、Sony、2D3、MotionDSP等一批公司,以及與之相關的PAMI、IJCV、CVPR、ICCV、ECCV、SIGRAPH等眾多多高水平的學術期刊和學術會議。多媒體領域的研究方向比較雜,包括但不限于下面幾類,視頻智能編輯、視頻感興趣區、圖像視頻場景分析、圖像視頻修復及后處理、人臉系列技術、非真實感渲染(NPL)系列技術、3D系列技術、人機交互技術等。
主要包括視頻鏡頭邊界檢測以及在此基礎上的視頻自動故事片生成、視頻廣告檢測、視頻廢鏡頭檢測等。視頻鏡頭邊界檢測在經歷了一段時間的發展之后,檢測率也達到一定的程度,目前基本上不再有新的文章出現。視頻自動故事片生成往往需要音視頻技術的結合,并且由于缺乏有效的評級機制,最近幾年已經不是研究的熱點,但是相信各個視頻編輯領域的公司仍在研究或者開發過程之中。視頻中的廣告檢測作為其中的一個小的分支,可能因為沒有很大的商業價值,研究的并不多,但想要真正實現高的檢測率,仍然有很多值得研究的地方。視頻廢鏡頭檢測其實是視頻修復的一部分,包括檢測視頻中的抖動片段、模糊片段、過曝過暗片段等,從而達到視頻修復的目的。
(一)視頻感興趣區的研究
最近是一個熱點方向,感興趣區提取和跟蹤可以用來做視頻智能縮放,可以用來指導視頻編輯中的精彩視頻片段選擇,還可以在片源采集時就用來指導攝像機捕捉精彩片段。人臉、人物、車輛、小動物、房屋、花草樹木等在特定的場景下等都可以作為感興趣區,感興趣區提取的方式方法也比較多,但除了人臉、人物檢測技術上還比較成熟之外,其他目標的檢測很難達到滿意的準確度。人物檢測基礎上的精細分割摳像技術,也是圖像領域的一個基礎研究方向,準確的摳像,是換背景等智能化效果的基礎。
(二)圖像視頻場景分析
主要用在視頻管理和視頻按場景選擇和編輯。通過對不同的場景的特征進行分析設計分類器進行分類,對于視頻管理這種不要求很高精度的應用點可以滿足要求。照片和視頻按場景內容管理,跟基于人臉識別技術的照片管理,是基于內容管理的兩個方式,相信今后的多媒體編輯和管理軟件都會逐步增加這個功能。
(三)圖像視頻的修復及后處理
主要包括視頻抖動修復、圖像視頻去模糊、視頻過曝過暗修復、視頻去霧化、老電影舊照片修復、馬賽克修復、視頻圖像超分辨率、視頻圖像智能變比例縮放、視頻幀插值、圖像視頻去噪等。
視頻抖動修復關鍵是攝像機軌跡的檢測,確定了攝像機的移動軌跡,視頻修復就有了基礎的指導。通過尋找視頻中的特征點,然后對特征點進行跟蹤,通過分析每個特征點的軌跡,確定攝像機的整體軌跡。如果假定視頻中的內容都是一個平面上,只考慮攝像機在2D平面的軌跡,事情要容易的多,但事實上攝像機的軌跡應該是3D的,這就變成了一個“Structure from Motion”的問題,處理起來就比較復雜,但如果想得到理想的穩像效果,得出攝像機3D軌跡是必須的。另外,攝像機3D軌跡的求取,也是其他基于3D的視頻應用的基礎,這個后面再講。
圖像視頻去模糊,這個的關鍵是尋找模糊核,也就是拍攝的瞬間攝像機或相機的運動軌跡,在這個運動軌跡上反卷積,就可以恢復攝像機不動情況下拍攝的視頻、圖像,也就是不模糊的視頻、圖像了。所以,對視頻的去模糊,比起對圖像的去模糊,手段要多一些,因為視頻去模糊可以通過視頻序列的信息來得到攝像機的運動軌跡。而圖像的去模糊,這個運動軌跡只能是通過對圖像內部結構的分析進行估計??紤]到軌跡估計和反卷積的運算量,不管是圖像去模糊還是視頻去模糊,目前都不算很成熟,但是成熟的產品應該會在短期內出現。
視頻過曝過暗修復,如果視頻質量不是太差,直方圖被擠壓的不是太厲害,還可以通過直方圖均衡化的方式進行簡單修復,但是如果直方圖被擠壓的很嚴重,那就只能刪除了。
視頻、圖像去霧化,簡單點說,就是把被霧化的圖像建模為一個正常的無霧的圖像與純霧的圖像的合成,因為拍攝得到圖像中霧的灰度值與景深有關,所以好的去霧算法,應該是以準確的景深估計為基礎的,3D景深估計也是一個很熱的方向。
老電影舊照片修復,大概包括色彩的修復和一些劃痕修復,色彩修復,可以以類似去霧的建模方式,也可以簡單的做色調調節,問題都不大。劃痕修復就比較復雜,除了要把劃痕檢測到,還要用周圍的像素來填充劃痕的像素,比較典型的全變分方法可以用來處理這類問題。
馬賽克修復,馬賽克修復基本上還是要從產生的原因入手,如果是編解碼層的問題,可以對編解碼的數據嘗試修復。如果到了解碼后的圖像數據,想要修復就是一個無中生有的問題了,只能是依靠邊緣紋理來去掉馬賽克的效果,但是想要恢復圖像內容,除非后臺有一個強大的針對特定目標的數據庫來支持虛構類似的內容,否則毫無辦法。
視頻、圖像超分辨率,超分辨率的方法,總體來說兩種思路,一種是挖掘圖像的邊緣信息,在圖像放大的時候,盡量保邊緣,這類方法以NEDI方法為典型,缺點是速度比較慢。另一類是基于Patch的方法,首先建立一個低分辨率Patch對應高分辨率Patch的映射表,前期先把這個映射關系建立好,然后就只需要通過查找映射表來進行超分辨率操作了。如果建立的映射表足夠大,那就可以得到比較理想的超分辨率結果,理論上講不論速度還是質量都比前一種方法要好。
視頻圖像智能變比例縮放,是指通過分析圖像視頻中的內容,在圖像、視頻縮放的過程中,保留有內容的關鍵區域比例不變,而壓縮、擴展不重要的區域,這樣看起來縮放后的圖像、視頻主要內容不會變形。基于圖像的智能縮放算法比較成熟,基于視頻的由于要考慮視頻序列的前后幀的連續性,必須加入時間軸的約束,因此效果不如圖像理想,做的不好會引出視頻的抖動問題。
視頻幀插值,可以用來解決幀率變化的情況下,出現的視頻抖動問題,主要是一個視頻的全局運動,類似于視頻抖動檢測,應該說技術上不復雜,但是視頻中的局部運動會干擾全局的運動估計,這樣插值出來的幀就會存在一定的瑕疵。
圖像視頻去噪,方法很多,簡單點通過濾波高頻信號的方法如高斯濾波,或者簡單的中值濾波都可以有一定的效果,但是目前看來,最理想的方法還是非局部均值(NLM)方法。其他的一些例如偏微分方程的方法也可以嘗試。
五、人臉系列技術
包括人臉檢測、跟蹤,人臉特征點定位,人臉識別,人臉的表情識別,人的年齡、性別識別,人臉的美化,人臉卡通效果,人臉的變形效果,人臉的3D重建等以及與此相關的眼睛檢測和紅眼修復等。
六、非真實感渲染(NPL)系列技術
包括水墨畫、水彩畫、油畫、漫畫效果等人工畫效果,風、雪、雨、煙、霧、火焰、海浪等一些自然環境的模擬效果。
人工畫效果的實現主要是基于Stroke的方式,難點在于圖像的解析,一個好的人工畫效果,需要正確的將圖像分解為不同的區域,并分析不同區域的結構特點來確定用筆方式、Stroke的精細度等參數。
對自然環境的模擬,主要是一些粒子的模擬,可以采用基于物理模型的方式研究粒子的受力及運動方式,流體力學的相關方法是這個領域的核心。
NPL技術,除了用于對圖像、視頻的特效上,另外像一些煙霧效果和水墨畫效果用于藝術字的特效也是不錯的選擇。
七、3D系列技術
3D技術在視頻中的應用點,可以看到的有3D穩像、3D對象嵌入等等,這里的關鍵是獲取攝像機的3D軌跡與視頻中的特征點的3D深度信息,通過視頻序列分析攝像機的3D軌跡的技術叫“Structure from Motion”,大量的文章可以參考。有了攝像機的3D軌跡與視頻中的特征點的3D深度信息,2維的圖像信息就一定程度擴展到了3維。全景圖的拼接技術,本質上也利用了基于雙目視覺3維重構的一部分技術。得到了3D攝像頭軌跡,可以利用這個信息進行3D插幀,借此虛擬重構雙目視覺畫面,通過3D眼鏡,就可以看到比較理想的3D場景了。3D的應用,可以想象的空間比較大,多了一維信息,總可以做出一些新的東西。
八、人機交互技術
人機交互是指通過攝像頭捕捉人的手勢、身體的姿態、面部表情、眼睛的移動等信息,代替傳統的鼠標鍵盤來指導計算機做出相應的處理。技術層面主要涉及目標的檢測、跟蹤以及姿態的識別。相比之前提到的多媒體的各種方向,人機交互應該是最有市場前景的方向,應用點也非常多。
一、運用多媒體有利于創設教學情境,激發學習興趣。
在多媒體教學環境下,創設情境,充分調動情感因素,為學生創設一個最佳的學習氛圍。如教學余光中的詩歌《鄉愁》時,課前播放費翔演唱的歌曲《故鄉的云》,讓學生在旋律中感受濃濃的思鄉之情;欣賞陳鐸朗誦的《鄉愁》,指出詩節奏、重音的劃分,體會詩歌內容,感受詩人的思想感情,進入詩歌的情境,也為學習打下一個良好的情感基礎。這種學習氛圍是傳統的講和讀所無法實現的。教師教得積極,學生學得投入;學生的整個精神力量都受到了激發。
二、運用多媒體有利于豐富教學內容,拓寬信息傳遞渠道。
語文教學要提高質量,就是要大面積、大容量、高速率地使學生掌握更多的知識,從而發展智力、形成能力。用信息論的觀點來看,就是在一定時間內給學生傳導最多信息,使他們提高語文學習的效率。如教學魯迅的《故鄉》時,首先將該文的作者魯迅的有關情況,包括生平、主要作品、在文學上的地位等,課文的寫作背景及故鄉的照片等利用多媒體呈現在學生的面前,使學生能深入理解課文的思想內含,感受作者的情感;在分析課文第一部分時,可以引導學生欣賞對此部分的配樂朗讀,同時在屏幕上一一展現故鄉的山水、故鄉的村莊、故鄉人的活動,讓學生直觀地感受故鄉的氣息、故鄉的蕭條與作者所著力渲染的意境。這樣一來,教學內容豐富,學生掌握的知識量與密度增加,學生的學習情緒由此高漲。增加了語文課堂的教學容量;為學生的課外閱讀指明了方向,調動了學生的學習興趣,減輕了學生語文學習的負擔,同時,也拓寬了信息傳遞的渠道,增大了課堂的語文信息容量。
三、運用多媒體有利于學生對教學內容的強化理解。
妙用多媒體技術,除了可以創設教學情趣,激發學生的學習興趣;豐富教學內容,拓寬信息傳遞渠道;還可以幫助學生提高理解深度,實現學生自主學習。
如:在講解《愛蓮說》時,利用多媒體出示不同時空的荷花圖片,并配以輕柔舒緩的樂曲,引導學生感受荷花的神韻,同時回憶自己關于荷花的所見所聞所感,完成第一個層次的聯想想象。教師接著展示荷花、、牡丹花、玫瑰花等花卉,要求學生從中選出你最喜歡的花,并說出喜歡的原因。如此聯想與想象,就打通了歷史、眼前、生活和文本的界限,達到了第二個層次的聯想和想象。
四、運用多媒體有利于解決教學重、難點,訓練學生的聽說讀寫能力。
【關鍵詞】多媒體技術;營造氛圍;取長補短;審美樂趣
隨著以創新精神和實踐能力為重點的素質教育的全面推進,多媒體技術作為新型的教學手段在課堂教學中所起的作用越來越明顯。中學美術課同其他各學科一樣,對多媒體技術在課堂教學中的依賴程度也越來越高,因為多媒體技術有許多得天獨厚的優越性,有其他教學手段根本無法比肩的絕對優勢。運用多媒體技術能在有限的時間內充分調動學生的視覺器官、聽覺器官的功能,使學生在受到情感熏陶、品嘗審美樂趣的同時,產生超越時空的想象和聯想,從而激發他們求知的欲望,最大限度地挖掘他們的創新潛能,使學生的主體性得到充分的發揮,多媒體在美術教學中的作用是多方面的,具體說來,主要表現在如下三個方面:
一、將靜止抽象的畫面動態化、形象化
靜止的抽象的畫面可以使學生拍手叫好,卻難以使學生知道“好”的原因,難以使學生了解這個“好”產生的整個過程,也難以產生一試身手的欲望。而一旦運用多媒體技術,靜止的事物便能顯示一個動態的發展過程;一個抽象的畫面便能顯示形象感人的效果,這樣就能使學生輕而易舉地理解和領悟所教內容,從而縮短了授課時間,提高了教學效率。例如繪畫中的構圖知識是學生比較難以掌握的,以往教學中,教師必須用大量的范圖和講解,仍很難讓學生真正理解所繪物體在不同位置、不同大小時的不同視覺藝術效果,學生在作業中只能生搬硬套,“依樣畫葫蘆”,這樣的作業就缺乏生動性和創造性。利用多媒體技術后,效果便會大不相同。我們可以利用計算機中的軟件,將要示例講解的美術作品事先掃描好,顯示在屏幕上,分別將作品中的主體、背景等物象進行分離處理,在演示時就可反映作品中表現的物象在不同位置的不同效果,也可把物象做拖動、放大、縮小處理,以展示物象大小變化對畫面效果的影響,還可以在原作品中添加輔助線,說明幾何形構圖法。這樣學生通過老師與計算機的“示范”,對構圖的原理和重要作用就有一個完整的認識,達到事半功倍的教學效果。
二、營造教學氣氛,激活學習興趣
美國心理學家布魯納曾明確指出:“學習的最好刺激,乃是對所學教材的興趣?!倍@種興趣的產生與教學氛圍的營造效果有極為密切的關系。在多媒體技術未得以運用之前,教者為營造特定的教學氛圍,可謂煞費苦心,多媒體技術廣泛推廣以后,教者營造某種教學氛圍難度便大大降低了,鼠標一點,預先設計的各種畫面便會漸次呈現在學生面前,而且形聲兼備、色彩濃淡相宜。對學生來說,完全可以起到娛悅其耳目,激勵其心靈,觸發其情思,開發其智力的作用。如果教者想用江山如此多嬌的畫面來激發學生愛國的情思,描寫祖國山河的欲望,輕點鼠標,便可輕而易舉地將秀色可餐的桂林山水、多姿多彩的黃山云霧、美不勝收的九寨溝風景……逐一呈現在同學們眼前。如果教者想以祖國積淀深厚的人文景觀來開拓學生智力的話,輕點鼠標,氣勢雄偉的萬里長城、巍峨壯觀的天安門城樓、構思奇妙,布局精巧的蘇州園林、令國內外游人嘆為觀止的樂山大佛……便會逐一呈現在同學們眼前。這些人文景觀凝聚著人類祖先的智慧、心血和汗水,更容易激起學生情感的漣漪。如果教者想用名家力作來讓學生感受美術的魅力,輕點鼠標,一幅幅形神兼備的名家力作便會漸次躍入學生眼簾,使學生受到潛移默化的影響。威尼斯鐵沁的《圣處女升天圖》那風行水上的流動氣韻會使學生贊不絕口;米洛斯維納斯的雕塑那高貴典雅同豐滿誘人的調和美會使學生情不自禁地拍案叫絕;徐悲鴻的“群馬圖”那風馳電掣,一往無前的氣勢會使學生熱血沸騰,嘖嘖連聲……
毋庸置疑,電腦屏幕上顯示的多姿多彩的自然景觀、構思精巧的人文景觀、精妙絕倫的名人力作對營造愉悅的課堂氛圍,激發學生學習美術的興趣都有著不可低估的作用。
三、有利于集思廣益、揚長避短
美術課與其它學科最大的不同點就在于要留出大部分課堂時間讓學生根據教者的某一具體要求進行繪畫實踐活動,在多媒體技術未用于課堂教學之前,這種實踐活動都是以個體行為的方式來完成的,別人的長處學不到,自己的短處也發現不了,也就是說很難收到集思廣益、取長補短的效果。多媒體技術引入課堂教學之后,上述弊端便可克服了,因為在學生進行個體作業之前,教者可提請幾位學生憑借電腦進行設計、操作圖案的結構,圖案色彩的對比度均由學生自行設計、自行操作完成,給予每位學生5分鐘時間,一節課可以安排三位學生作示范式操作表演。每一位學生操作表演結束后,教者或學生都可以對其演示效果作一番評析。這樣,對設計、操作的學生是一種激勵、一種督促,對觀看操作的絕大多數學生來說是一種啟發、一種領悟。學生操作過程、師生評析過程實際上就是一個揚人之長、補己之短的過程。在此之后,學生再進行個體書面作業,其作業效果自然會大大提高。
多媒體技術的發展迅速,軟件也在不斷地更新,這就使舞臺表現中計算機的應用越來越廣泛,不僅如此,多媒體技術在舞美領域的應用,也為舞臺的視覺和人們的審美觀念都產生了很大的改變。由于多媒體技術的運用,舞美技術不斷的突破了手工時代的封閉性和局限性,實現舞臺的時間藝術與空間藝術的綜合,不僅具有音樂與文學的聽覺性和文學性,還有建筑與繪畫的視覺性和空間性。另外,多媒體技術在舞美領域中運用的作用也是具有一定意義的,不僅能夠將人們的視覺范圍得到擴展,還在一定程度上促進人們思維能力的提升。在圖形設計和舞美創作上,計算機起到了非常重要的主導作用,幫助我們開發新的思路,將計算機語言轉換成舞臺語言,從而激發出創意的火花。
二、多媒體技術在舞美中的運用
1、虛擬現實技術
計算機具有非常神奇的表現力,能夠隨心所欲地創造理想形態。計算機的三維技術,在仿真和創造上具有非常強的能力,可以在虛擬的空間里,創造出極其逼真的世界,還能夠在想象力下創造出大自然的視野,在三維動畫所表現的空間畫面中,以超現實的表現力設計出動態的理想世界,而這些功能對于傳統的材料工具和技法來說是很難實現和企及的。在傳統的舞美設計中,首先要進行構思,做出初步的草圖,在導演和相關部門協商之后,形成具體化的構思,然后做出效果圖。而手繪圖只能通過二維空間來表現三維空間,不能直觀的顯示出真實的場景。還有舞美中的燈光效果也不能僅僅通過手繪來顯示,由于燈光變化很多,不能手繪出每一種燈光變化的效果圖。另外在舞臺上,所有的燈光、布景在安排設定完畢,一旦產生燈光和布景的問題是很難解決的,所以只有通過計算機三維技術來進行彌補。通過計算機燈光設計的相關軟件,對于燈光的顏色、材質和影子以及相關的附加效果進行編輯和圖像生成,從而真實地展現現場燈光效果。
2、新型影像設備
由于科學技術的發展,在舞臺演出中也不斷的應用種類更多、更加先進的影像設備,不僅提升了舞臺效果,對于舞臺演出藝術的進步和發展也有著一定的促進作用。LED電子顯示屏作為一個先進的科技產品,具有非常強大的功能,在現代舞臺中的應用也在日益的廣泛。LED有著極其豐富的表現力,不僅能夠模擬實景,將自然再現出來,還可以作為顯示器顯示一些效果圖像和資料等。而傳統布景與LED相比,靈活性和虛擬性遠遠不如LED,在燈光系統上也有著很大的差距,LED屏幕除了能夠模擬出現實的空間造型,也能夠很好地表現出燈光效果。而LED也在不斷完善和發展,成為舞美中非常重要的組成部分。在演出過程中,大屏幕能夠代替傳統的布景,顯示出搭配節目的畫面,這種虛擬畫面可以為我們提供想象的空間和真是的氣氛。相對于實體布景來說,LED的制作成本更低,表現的效果更好。
3、視聽特技
在視聽技術中,應用于舞美領域中最為重要的就是舞臺照明和舞臺音響。舞臺照明主要是在演出要求和整體構思下,通過燈光技術設備和相關手段與舞臺人物和景物進行配合,使舞臺表現出理想的視覺形象。傳統的舞臺燈光的工作是人工更換滌綸色紙,而這種手動操作的方式不僅程序繁瑣,缺乏安全性,在演出過程中同一盞燈也不可以換色,不利于燈光設計的發展。在進行燈光設計時,必須緊扣舞臺的主題,有針對性地對每一個節目進行燈光藝術創作,實現燈光表現形式與節目內容的高度統一。近年來我國文藝事業的發展對舞臺燈光提出了更高的要求,必須逐步的實現舞臺燈光的自動化、智能化以及科學化。舞臺音響技術在舞臺上也占有非常重要的地位,在當代傳媒技術的影響下,音響技術也在不斷的提升設計理念,使舞臺表現更加完整。當前多維數字音響技術已經開始為人們所了解,并在不久的將來一定會得到創新和普及,這對于舞美來說無疑也是一個值得探究的領域。
三、結束語