移動多媒體系統(tǒng)的實現(xiàn)及關鍵技術的研究

佘春燕 李莉

【摘要】 隨著移動多媒體技術的發(fā)展， 學者對于這一系統(tǒng)的研究也隨著增長。而進入4G時代后，對于手機、APD等數(shù)字終端的功能已經(jīng)不在滿意，對更多的多媒體功能需求越大，例如VolP、視頻電話、無限監(jiān)控等技術的開發(fā)。本文主要是對移動多媒體系統(tǒng)的關鍵技術進行研究和探索。多媒體系統(tǒng)中通信技術的不斷完善，但是在其發(fā)展的過程中仍然存在著一定的問題。本文將對多媒體系統(tǒng)中的關鍵技術進行詳細的說明，其關鍵技術包含：移動多媒體終端、抗干擾的音視頻編解碼機制、無線通訊網(wǎng)絡組網(wǎng)及多媒體傳輸控制。并對移動多媒體系統(tǒng)的時間進行了詳細的闡述。

【關鍵字】 移動多媒體 關鍵技術 移動對媒體終端

一、移動多媒體系統(tǒng)介紹

將計算機和視頻技術進行融合，同時便于群眾攜帶的可移動設備，稱為移動多媒體。并且是以兩種或者兩種以上的媒體為介質(zhì)進行信息的交流和交換。通俗的講，手機就是我們現(xiàn)在使用最多的移動多媒體載體，其包含多種功能，包括：網(wǎng)絡、音樂、電影、視頻通話、信息、圖片等等。其次在飛機、高鐵、地鐵中可以看的視頻節(jié)目也是移動多媒體載體的另一種形式。

其主要要求有：1.可以為數(shù)字電視提供電視節(jié)目、并完成緊急廣播讀物，還可以實現(xiàn)衛(wèi)星的傳輸作用，并且實現(xiàn)了網(wǎng)絡的無縫隙覆蓋；2.可以為手機、PDA、MP4、飛機、火車、輪船等小型服務器提供指出，并完成音頻接受、數(shù)據(jù)分析等任務；3.利用自主的知識產(chǎn)權，為控制管理體系實現(xiàn)加密和授權，并為全國漫游實現(xiàn)支持；4.其發(fā)展和完善可以為媒體技術的發(fā)展奠定基礎。

二、移動多媒體終端結(jié)構

移動多媒體的終端可以為媒體信息的采集、處理和傳輸進行實現(xiàn)，并為其提供一定的功能。而媒體終端的主要系統(tǒng)分為四個方面：微處理器系統(tǒng)、多媒體外設、數(shù)據(jù)存在和無線網(wǎng)絡接口。如圖1顯示。

2.1微處理器

1947年，人類發(fā)明了第一個晶體管。在隨后發(fā)展中，半導體技術經(jīng)歷了不斷的發(fā)展和變化，并形成了硅晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路，半導體技術的發(fā)展，也對后期移動多媒體的形成和發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，所以人們也將半導體技術稱為產(chǎn)業(yè)的種子。并對處理過程中的部件形成一定的控制，而隨著大規(guī)模集成電路的不斷發(fā)展，芯片的集成密度也隨之發(fā)展，現(xiàn)在CPU可以集中在一個半導體芯片上，這種大規(guī)模的集成電路同其具有中央處理其功能的，也被稱為“微處理器”。而現(xiàn)代對“微處理器”的應用已經(jīng)隨處可見，包括錄像機、電器、汽車以及大規(guī)模武器等等。對于微處理器其而言不僅是計算機的核心，同時也是數(shù)字化設備的主要部件。而國際上一些超高速的巨型計算機或者一些高端的計算系統(tǒng)的建立，也是通過微處理器得以實現(xiàn)的的。

核心微處理器對原始多媒體的數(shù)據(jù)進行采集，并通過音頻視頻編碼對已知的編碼標準進行編碼，并為本地播放或通過網(wǎng)絡傳輸提供一定的基礎。而對于多媒體外設接口和外部存儲器等提供一定的需求。而現(xiàn)在主要微處理器方案有以下幾種：

利用數(shù)字信號處理器芯片（DSP），這是由于其具備特殊的用途。對于這一類的芯片，國際上已經(jīng)推出了很多專用型號，特別是對于H.236、MPEG、JPEG，制定了有針對性的芯片。這些芯片的軟件算法可以在內(nèi)部硬件中得以實現(xiàn)，對于一些速度要求比較高的的場合可以提供更多的實用性。但是這類方案仍然存在著一定的缺點，例如靈活的較低，且開發(fā)工具也沒有得到完善。

另一種方案就是利用可編程的DPS芯片來進行實現(xiàn)。其內(nèi)部硬件的結(jié)構具備乘法器、累加器，并且具有良好的并行性，而結(jié)構主要以流水線為主。對于一些不能出現(xiàn)延遲的實時領域更為適用。并且，這種芯片一塊就可以完成那個系統(tǒng)的壓縮編碼。其主要的優(yōu)勢就是具備較高的靈活度，即使后期對硬件進行升級，也只需要對軟件進行單獨的處理，并不需要像傳統(tǒng)模式一樣，還需要重新對硬件進行安裝，，因此還具有一定操作便捷性。

最后還可以用FPGA等可編程陣列產(chǎn)品進行實現(xiàn)。主要是應用于公司軟件語言的開發(fā)。對軟件進行編程可以對一些特定的音視頻進行壓縮算法。所以這種方面同時具有通透性，在算法上可以進行實時運算，因此可以進行更加廣泛的研究。

2.2無線網(wǎng)絡接口

由于有線網(wǎng)絡受到一定的限制，而現(xiàn)代自動化設備具有很高的靈活性和移動性，所以需要利用無線網(wǎng)絡進行信息的傳輸和網(wǎng)絡的建立。無線網(wǎng)絡在對數(shù)據(jù)傳輸時利用三維空間進行傳送，不需要傳輸介質(zhì)，在具備相應設備后就可以建立相應的局域網(wǎng)，而網(wǎng)絡的自由接受范圍只要對其移動終端進行無線網(wǎng)卡的安裝，并且隨著微電子技術的發(fā)展，其在工業(yè)控制網(wǎng)絡中的應用范圍更加廣泛，并且會發(fā)揮更多的作用。無線網(wǎng)絡接口在對音頻編碼流進行處理時，主要是將音頻編碼編程更適合傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并利用無線網(wǎng)絡進行傳輸，對系統(tǒng)選定的無線網(wǎng)絡控制協(xié)議進行支持。

三、視頻編解碼技術

最初的視頻編碼技術只是運用在網(wǎng)絡電視中，是因為其視頻編碼具有一定的高效性，并為視頻的質(zhì)量提供一定的保障。H.264是開發(fā)出的最新一代視頻編碼標準。和之前的設計結(jié)構相比，對其功能進行了進一步的提高，并保證同等質(zhì)量的視頻可以節(jié)省近一半的碼率，并且對傳輸?shù)馁|(zhì)量進行了控制，提升后的視頻編碼標準可以有更多的使用范圍。其主要應用范圍是：網(wǎng)絡電視、廣播電視、數(shù)字影院等。除了國際化組織所制定的視頻編碼編制外，一些專業(yè)的IT公司本身也具備屬于自己的視頻編碼標準，但是在一般情況下這些公司也經(jīng)常使用網(wǎng)絡電視標準。由于寬帶的限制、誤碼率較高等原因，為了保證其在無線信道上的傳輸，在圖像視頻進行編碼時必須具備以下特點：具有高效的視頻壓縮比、傳輸實時性更高、視頻傳輸魯棒性更強。

在網(wǎng)絡流媒體領域中MPEG-4被更廣泛的應用例如在移動通信中、或者各種需要在無線網(wǎng)絡下進行的電子產(chǎn)品。預計未來將有更多的電子產(chǎn)品，可以運用到這編程。例如掌上電腦、遠程視頻監(jiān)控等等。“多媒體內(nèi)容描述接口”是MPEG-4的另一個名稱，是由于它可以為各類的多媒體信息提供標準的面熟。并且也被廣泛的應用在智能多媒體、媒體編輯等系統(tǒng)當中。

而MPEG-21的目標是為交互式多媒體框架進行定義，并可實現(xiàn)對不同網(wǎng)絡和設備的跨越，并真正的實現(xiàn)透明化，讓用在對多媒體資源進行使用時可以更加方便。而對于目前的移動多媒體終端水平而言，MPEG-4可以作為視頻編解碼標準中的首選。

四、移動通信網(wǎng)絡

目前移動多媒體的實現(xiàn)主要是用于寬帶無線連接，而寬帶無線接入技術又包含很多種，例如VSAT的連接中的寬帶衛(wèi)星廣域接入，其中以IEEE 802.16為主要代表、中距離的無線本地環(huán)路技術、主要以IEEE 802.15和HiperLAN為無線局域網(wǎng)接入的主要代表，而平時可以接觸到的藍牙、紅外線，只要是采用IEEE 802.15中無線個人域網(wǎng)WPAN。

4.1無線網(wǎng)絡局域網(wǎng)絡

利用射頻或紅外線的技術被稱為無線局域網(wǎng)絡，也被稱為WLAN。在對兩部或多部系統(tǒng)進行信息交換時，以無線的方式進行連接。和有線網(wǎng)絡進行比較，無線網(wǎng)絡具備著獨特的優(yōu)勢。并且為了可以對多媒體問文件的穩(wěn)定性提供更多的保障，就需要有足夠的網(wǎng)絡寬帶。而由于多媒體文件的不同，其對寬帶網(wǎng)絡的要求也就存在著一定的差異，為了更好的保證視頻的質(zhì)量，就需要更好的網(wǎng)絡寬帶。在無線網(wǎng)絡標準協(xié)議中，基于IEEE802.11b/g/a下所定義的標準有兩種，即11Mbps/22Mbps/54Mbps。而5Mbps/10Mbps/22Mbps這幾種有效的數(shù)據(jù)傳輸就可以完全滿足各種多媒體的穩(wěn)定性，并對視頻的質(zhì)量提供保障。

4.2未來發(fā)展方向-4G

隨著4G網(wǎng)絡的發(fā)展逐漸走向穩(wěn)定，其高效的寬帶質(zhì)量可以為更多的多媒體信息提供一定的保證和支持，并且視頻的質(zhì)量也得到了進一步的提高。而在顯示屏、CUP內(nèi)存等關鍵技術中也可以得到更加廣泛的應用。

高速互聯(lián)網(wǎng)接入 通過4G網(wǎng)絡，用戶可以用手機或者筆記本對網(wǎng)頁進行快速的瀏覽，甚至直接下載，甚至利用4G網(wǎng)絡實現(xiàn)實施購物，享受移動證券，通過VNP功能，企業(yè)還可以實現(xiàn)移動辦公，內(nèi)部電子郵件的發(fā)送、舉行多媒體會議。

移動視訊除了可以滿足手機還筆記本的基本應用，還可以提供手機電視、可視電話、視頻點播等業(yè)務，除此之外，4G移動流媒體視訊業(yè)務還被廣泛的應用于交通、物流監(jiān)控和家庭監(jiān)控等諸多領域中。交通監(jiān)控使交通部門能夠?qū)崟r察看告訴公路和主要道路的交通狀況，可查看指定道路區(qū)間的路況，并可在途中通過定位服務實現(xiàn)路段檢查，及時了解交通狀況，家庭監(jiān)控可以幫助家庭和辦公室進行監(jiān)控。

移動地位 利用4G網(wǎng)絡，可以通過網(wǎng)絡對用戶所在地提供位置相關的服務。同時，與GPS、GIS等技術結(jié)合，移動定位可以廣泛的應用于交通、物流、公安、醫(yī)療等部門。在導航、測量、急救、車輛調(diào)度、防盜防劫、城市規(guī)劃、城市導游等各個方面發(fā)貨作用，在4G應用中，移動定位業(yè)務占有重要的位置。

移動電子商務 利用4G網(wǎng)絡，移動電子商務將成為4G時代的重要應用方向。諸如證券交易、銀行繳費、網(wǎng)上購物、機票及酒店的預訂、旅游及行程和路線的安排等更多的適用范圍，都可以通過4G網(wǎng)絡得到實現(xiàn)，并進一步的發(fā)展。

五、總結(jié)

本文對移動多媒體體中的關鍵技術進行研究，可以為建立更加高效的多媒體終端、音視頻編解碼標注及4G通信技術，提供一定的幫助。并且，隨著移動多媒體的進一步發(fā)展，其運用范圍可以得到進一步的提高和使用，而移動多媒體的擴展也必將成為今后的發(fā)展趨勢。

參 考 文 獻

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