《多媒体技术基础及应用》

（Multimedia Computing Foundation and Application）

本 科 课 程 教 学 大 纲

第一部分  大纲说明

一、             课程的性质和任务

《多媒体技术基础及应用》是计算机科学与技术专业的一门限定性选修课。本课程综合讲述了多媒体计算机的基本原理、关键技术及其开发和应用。

 要求学生掌握的主要内容有：多媒体计算机的定义及其关键技术；视频音频信息的获取与处理；多媒体数据压缩编码技术；多媒体计算机硬件及软件系统结构；超文本和超媒体；多媒体计算机的应用技术。通过学习这些内容，为今后开展多媒体领域的研究和开发工作，打下良好的基础。

二、先修课要求

计算机组成原理、数字信号处理原理

三、课程教学基本要求

要求掌握视频、音频获取、实时处理技术，多媒体数据压缩编码技术及多媒体计算机硬件和软件系统结构，经过理论学习和上机操作实验提高对多媒体应用系统：多媒体数据库、电子出版物及多媒体通信系统的研究开发能力。

四、教学方法和教学形式建议

尽量采取多媒体教学方式。以电视授课为主，配以部分课件及上机实验操作。

五、课程教学要求的层次

1． 熟练掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握科学内涵，并能够用其分析。 初步使用其所需的应用系统。

2． 掌握：要求学生能够较好地理解和掌握并能进行简单的分析和判断。

3． 了解：要求学生能够一般地了解所学内容。

第二部分   教学内容和教学要求

第一章  多媒体计算机概述                                         

教学内容：

1． 1   多媒体计算机的定义及其关键技术、分类及其发展趋势

1．2          多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合

1．  3  多媒体计算机技术的发展和应用

教学要求：

熟练掌握：多媒体计算机的定义、分类及其关键技术；

了解：多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合；

多媒体计算机技术的发展和应用

第二章  音频信息的获取与处理                                   

教学内容：

2．  1  数字音频基础

2.1.1       模拟音频和数字音频

2.1.2       数字音频的采样和量化

2.1.3       数字音频的文件格式

2.1.4       音频信号的特点

2.     2  音频卡的工作原理

2.2.1       音频卡的功能和分类

2.2.2       音频卡的工作原理

2. 3  音频编码基础和标准

2.3.1       音频编码基础

2.3.2       音频编码标准

2. 4  音乐合成和MIDI规范

2.4.1       音乐合成

2.4.2       MIDI规范

  * 2. 5  语音识别

教学要求：

熟练掌握：数字音频的采样和量化

          音频卡的工作原理

掌握：音频编码基础；

    了解：上述的其它内容。

第三章  视频信息的获取与处理                                  

教学内容：

3.     1  彩色空间表示及其转换

 3.1.1  颜色的基本概念

 3.1.2  彩色空间表示

 3.1.3  彩色空间的转换及其实现技术

    * 3.1.4  彩色全电视信号

3. 2  视频信息获取技术

3.2.1       视频采集卡的功能介绍

3.2.2       视频采集卡的工作原理

    * 3.2.3  彩色全电视信号的数字锁相和数字解码

 3.2.4  视频采集卡的安装和使用

3. 3  图像文件格式及其转换

3.3.1       静态图像文件格式

3.3.2       动态图像压缩编码文件格式

教学要求：

熟练掌握：图像的彩色空间表示及其转换

掌握：视频信号获取器的工作原理(六大部分)；

    了解: 视频采集卡的安装和使用;

      常用的六种静态图像文件格式的名称及含义;

MPG数据流结构分为六个层次;

第四章  多媒体数据压缩编码技术                                 

教学内容：

4.     1  多媒体数据压缩编码的重要性和分类

4.1.1    多媒体数据压缩编码的重要性

4.1.2    多媒体数据压缩编码的可能性

4.1.3    多媒体数据压缩方法的分类

4. 2  量化

4.2.1      量化原理

4.2.2      标量量化器的设计

4.2.3      矢量量化

4. 3  统计编码

4.3.1      统计编码 — 信息量和信息熵

4.3.2      哈夫曼编码

     * 4.3.3算术编码

    4. 4  预测编码

4.4.1      预测编码的基本原理

     * 4.4.2  自适应预测编码

     * 4.4.3  帧间预测编码

4. 5  变换编码

4.5.1      变换编码的基本原理

      4.5.2  最佳的正交变换 — K-L变换

      4.5.3  离散余弦变换

    4. 6  多媒体数据压缩编码的国际标准

4.6.1      静态图像压缩编码的国际标准

     * 4.6.2  运动图像压缩编码的国际标准

教学要求：

熟练掌握：多媒体数据压缩码的必要性、可能性及分类

          量化原理；

掌握： 统计编码、预测编码及变化编码原理；

了解： JPEG算法的四种操作方式；

第五章  多媒体计算机硬件及软件系统结构                         

教学内容：

5.     1  多媒体个人计算机(MPC)

5.1.1    MPC的技术标准

5.1.2    MPC产品及升级策略

5.1.3    MPC的功能和应用

   5. 2  数字视频交互式(DVI)多媒体计算机系统

       5.2.1  DVI系统中的视频音频引擎(AVE)

       5.2.2  DVI软件系统中的音频视频子系统(AVSS)

     * 5.2.3  在窗口系统下开发的AVK

    5. 3  将多媒体和通信功能集成到CPU芯片中

5.3.1      集成的设计原则

　　 * 5.3.2  MPACT媒体处理器及其PCI总线评价卡(EVB-101)

     * 5.3.3  Ｔrimedia 媒体处理器、参考板及其软件开发环境

5.3.4      将多媒体和通信功能集成到CPU芯片中

教学要求：

掌握：MPC的技术标准、功能和应用;

      多媒体和通信功能在CPU芯片中的原则；

了解：现有的媒体处理器及具有多媒体和通信功能的CPU芯片。

第六章  超文本和超媒体                                         

教学内容：

6.     1  超文本和超媒体的概念

6. 2  超文本和超媒体的体系结构

6.     3  超文本和超媒体的应用

6.     4  超文本和超媒体存在的问题及发展前景

教学要求：

掌握：超文本和超媒体的基本概念；

      超文本和超媒体的体系结构；

超文本和超媒体的应用；

    了解：超文本和超媒体存在的问题和发展前景。

第七章  多媒体计算机的应用技术                                 

教学内容：

7.     1  多媒体电子出版物的创作

7. 2  多媒体会议系统

  * 7. 3  多媒体数据库及基于内容检索

教学要求：

掌握：多媒体电子出版物的创作流程；

      多媒体会议系统的组成及工作原理；

了解：多媒体数据库及基本内容检索。

（注意：　带“＊”的内容为选讲内容，不列为考试内容，各校教师可根据实际情况进行选择。）

第一部分 课程考核内容和要求

第一章  多媒体计算机概述

考核的知识点：

什么是多媒体计算机、什么是多媒体计算机的关键技术、为什么说多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合。

第二章      音频信息的获取与处理

考核的知识点：

　　什么是数字音频、什么是采样、什么是量化、量化采样的过程是怎样的、音频卡的主要功能、音频卡的工作原理框图、音频卡的安装过程、音频编码基础的有关内容、音频编码标准的种类、乐音的三个要素及其定义、有关ＭＩＤＩ的术语。

第三章      视频信息的获取与处理

考核的知识点：

　　彩色的三个特性及其含义、什么是彩色空间的表示及转换、获得图像信息的三种方法、视频采集卡工作原理分为六大部分、六种静态图像文件格式及其含义、ＭＰＥＧ数据流结构分为六个层次。

第四章      多媒体数据压缩编码技术

考核的知识点：

图像数据冗余的分类、常用的压缩编码（统计编码、预测编码、变换编码）及其基本原理、量化原理、矢量量化及其关键问题、什么是熵、什么是最佳编码定理、哈夫曼编码的具体步骤、多媒体数据压缩编码的国际标准、ＪＰＥＧ算法的四种操作方式。

第五章      多媒体计算机硬件及软件系统结构

考核的知识点：

　　什么是ＭＰＣ的技术标准、多媒体个人计算机硬件及软件系统结构的组成、ＭＰＣ的处理功能和应用功能、ＭＰＣ的应用、多媒体和通信功能集成到ＣＰＵ的设计原则、新增加的57条MMX指令分为七组。

第六章      超文本和超媒体

考核的知识点：

　　什么是超文本和超媒体、超文本和超媒体有哪些特性、超文本和超媒体的体系结构、超文本和超媒体的组成要素、节点的基本类型、链的结构及特点、节点和链构成网络的特性功能、超文本系统的操作工具、常用的导航工具。

第七章      多媒体计算机的应用技术

考核的知识点：

什么是电子出版物、电子出版物创作流程、视频会议系统的结构和标准、什么是多点控制单元、多点控制单元的结构组成。

（注意：考试题型与原大纲相同）