第6章多媒体系统结构
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1、第第6章章 多媒体系统结构多媒体系统结构 n6.1 多媒体计算机系统结构多媒体计算机系统结构n6.2 多媒体计算机硬件简介多媒体计算机硬件简介n6.3 多媒体多媒体I/O设备简介设备简介n6.4 多媒体存储系统多媒体存储系统n6.5 多媒体操作系统多媒体操作系统n6.6 多媒体应用软件多媒体应用软件6.1 多媒体计算机系统结构多媒体计算机系统结构n多媒体计算机系统是对基本计算机系统的软、硬件功能的多媒体计算机系统是对基本计算机系统的软、硬件功能的扩展，作为一个完整的多媒体计算机系统，它应该包括扩展，作为一个完整的多媒体计算机系统，它应该包括5个层次的结构。个层次的结构。 多媒体应用系统多媒体应
2、用系统 第五层第五层多媒体著作工具及软件多媒体著作工具及软件第四层第四层多媒体应用程序接口多媒体应用程序接口(API)第三层第三层多媒体操作系统多媒体操作系统第二层第二层多媒体通信软件多媒体通信软件 多媒体输入多媒体输入/输出控制卡及接口输出控制卡及接口第一层第一层多媒体计算机硬件多媒体计算机硬件多媒体外围设备多媒体外围设备图图6.1 多媒体计算机系统的层次结构多媒体计算机系统的层次结构 6.1 多媒体计算机系统结构多媒体计算机系统结构n最底层为多媒体计算机硬件系统。其主要任务是能够实时最底层为多媒体计算机硬件系统。其主要任务是能够实时地综合处理文、图、声、像信息，实现全动态视像和立体地综合处
3、理文、图、声、像信息，实现全动态视像和立体声的处理。同时还需对多媒体信息进行实时的压缩与解压声的处理。同时还需对多媒体信息进行实时的压缩与解压缩。缩。n第二层是多媒体的软件系统。它主要包括多媒体操作系统、第二层是多媒体的软件系统。它主要包括多媒体操作系统、多媒体通信软件等部分。操作系统具有实时任务调度、多多媒体通信软件等部分。操作系统具有实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制、多媒体设备的驱动和控制以及媒体数据转换和同步控制、多媒体设备的驱动和控制以及图形用户界面管理等功能。图形用户界面管理等功能。 n第三层为多媒体应用程序接口第三层为多媒体应用程序接口(API)。这一层是为上一层。这一层是为
4、上一层提供软件接口，以便程序员在高层通过软件调用系统功能，提供软件接口，以便程序员在高层通过软件调用系统功能，并能在应用程序中控制多媒体硬件设备。并能在应用程序中控制多媒体硬件设备。 6.1 多媒体计算机系统结构多媒体计算机系统结构n第四层为多媒体著作工具及软件。它是在多媒体操作系统第四层为多媒体著作工具及软件。它是在多媒体操作系统的支持下，利用图形和图像编辑软件、视频处理软件、音的支持下，利用图形和图像编辑软件、视频处理软件、音频处理软件等来编辑与制作多媒体节目素材，并在多媒体频处理软件等来编辑与制作多媒体节目素材，并在多媒体著作工具软件中集成。著作工具软件中集成。 n第五层是多媒体应用系统
5、，这一层直接面向用户，是为满第五层是多媒体应用系统，这一层直接面向用户，是为满足用户的各种需求服务的。足用户的各种需求服务的。 6.2 6.2 多媒体计算机硬件简介多媒体计算机硬件简介n多媒体硬件系统包括多媒体计算机的主机系统、音频与视多媒体硬件系统包括多媒体计算机的主机系统、音频与视频获取系统、磁盘存储系统和显示系统等。如图频获取系统、磁盘存储系统和显示系统等。如图6.2所示。所示。 n为了使计算机能够实时地处理多媒体信息，对多媒体数据为了使计算机能够实时地处理多媒体信息，对多媒体数据进行压缩编码和解码，早期的解决办法是设计制造专用的进行压缩编码和解码，早期的解决办法是设计制造专用的接口卡。
6、目前的发展趋势是将上述功能集成到处理器芯片接口卡。目前的发展趋势是将上述功能集成到处理器芯片中，这种芯片可分为三类：中，这种芯片可分为三类：n第一类是采用第一类是采用VLSI(超大规模集成电路超大规模集成电路)实现的通用和专用实现的通用和专用的数字信号芯片，可用于数字信息的处理；的数字信号芯片，可用于数字信息的处理；n第二类是在现有的第二类是在现有的CPU芯片中增加多媒体与通信的功能，芯片中增加多媒体与通信的功能，如如Intel的的MMX微处理器；微处理器；n第三类称为媒体处理器第三类称为媒体处理器(Media Processors)，它以多媒体，它以多媒体和通信功能为主，同时融合和通信功能为
7、主，同时融合CPU芯片的原有计算机功能。芯片的原有计算机功能。 6.2 6.2 多媒体计算机硬件简介多媒体计算机硬件简介静态图像输入静态图像输入扫描仪扫描仪数字相机数字相机存储设备存储设备大容量硬盘大容量硬盘数据磁带数据磁带光存储设备光存储设备模拟视频模拟视频摄像机摄像机录象机录象机电视机电视机视盘机视盘机图像采集卡图像采集卡话筒话筒计算机主机计算机主机数字信号数字信号显示器显示器打印机打印机网络通信接口网络通信接口显示器显示器网卡网卡模拟信号模拟信号投影电视投影电视电视电视司步部司步部件件MIDI声音回放声音回放音频采集卡音频采集卡图图6.2多媒体硬件系统组成框图多媒体硬件系统组成框图6.2
8、 6.2 多媒体计算机硬件简介多媒体计算机硬件简介n数字信号处理器数字信号处理器 DSP (Digital Signal Processor，数字信号处理器，数字信号处理器)是一种是一种用用VLSI实现的通用和专用的数字信号芯片，以数字计算的方实现的通用和专用的数字信号芯片，以数字计算的方法对信号进行处理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰法对信号进行处理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小等优点。能力强、体积小等优点。n具有多媒体功能的微处理器具有多媒体功能的微处理器 计算机微处理器芯片是多媒体计算机的核心，它的性能好坏计算机微处理器芯片是多媒体计算机的核心，它的性能好坏直接影
9、响到多媒体计算机的整体功能。为加速对多媒体信息直接影响到多媒体计算机的整体功能。为加速对多媒体信息的处理速度，的处理速度，Intel公司推出了基于公司推出了基于MMX技术的微处理芯片。技术的微处理芯片。MMX技术将面向多媒体数据处理的指令集成到技术将面向多媒体数据处理的指令集成到CPU芯片内，芯片内，这给多媒体系统的体系结构带来了革命性的变化。这给多媒体系统的体系结构带来了革命性的变化。6.2 6.2 多媒体计算机硬件简介多媒体计算机硬件简介n 媒体处理器媒体处理器 媒体处理器可定义为一种专门用于同时加速处理多个多媒媒体处理器可定义为一种专门用于同时加速处理多个多媒体数据的可编程处理器，在媒体
10、处理器中执行特定多媒体体数据的可编程处理器，在媒体处理器中执行特定多媒体功能的软件称为媒体件。由媒体处理器和媒体件共同处理功能的软件称为媒体件。由媒体处理器和媒体件共同处理包括图形、视频、音频及通信在内的各种多媒体数据。包括图形、视频、音频及通信在内的各种多媒体数据。 n6.3.1 扫描仪扫描仪n6.3.2 多媒体投影仪多媒体投影仪n6.3.3 数字视频展示台数字视频展示台n6.3.4 触摸屏触摸屏n6.3.5 数码相机数码相机n6.3.6 数字摄像机数字摄像机n6.3.7 数字摄像头数字摄像头n6.3.8 手写输入设备手写输入设备n6.3.9 显示系统及其工作原理显示系统及其工作原理n6.3
11、.10 彩色打印技术彩色打印技术6.3 多媒体多媒体I/O设备简介设备简介6.3.1 扫描仪扫描仪n扫描仪是一种计算机输入设备，它可将各种图片、图纸扫描仪是一种计算机输入设备，它可将各种图片、图纸等资料扫描输入到电脑，转换成数字化图像数据保存和等资料扫描输入到电脑，转换成数字化图像数据保存和使用。使用。 n扫描仪的工作原理扫描仪的工作原理 扫描仪是光机电一体化的产品，主要由光学成像部分、扫描仪是光机电一体化的产品，主要由光学成像部分、机械传动部分和转换电路部分组成。机械传动部分和转换电路部分组成。 扫描仪的核心是完成光电转换的电荷耦合器件扫描仪的核心是完成光电转换的电荷耦合器件(CCD)。6.
