第15讲-课程总结.ppt

课程总结,第一讲绪论,通信的基本模型三网合一，哪三种网络，各自的特点，为什么多媒体通信要以计算机网为基础，存在的问题数字化为什么会对带宽的需求大大增加？主流的通信协议标准，ITU系列，VoIP的相关标准。,第二讲信源的数字化,语音的频率范围，常用的采样率，采样率变换，抽取与内插，奈奎斯特采样率，是否带来误差？标量量化，均匀量化的量化误差，最佳量化的分层电平与重建电平，对数量化和最佳量化的关系，实际中采用折线近似，PCM编码矢量量化，码本的概念，矢量量化的压缩性能。,第三讲编码的基本技术,预测编码，空间预测，时间预测变换域编码子带编码,第四讲文本编码,无损压缩，保熵。游程编码，适用于灰度图像，连续的同样像素值，编码为（长度，像素值），特别是二值图像，在传真中的应用。Huffman编码，香农编码，算术编码。编码效率的计算,第五讲语音编码,回声的产生，分类，抵消的模型，语音和噪声的时域波形，过零率、基因周期，短时能量。常用语音压缩算法的重要参数，编码速率，帧长，采样率。人的发声模型，清音，浊音语音编码技术分类：波形编码，参数编码，混合编码。应用范围。CELP模型，码本的获得，固定码本和自适应码本,第六讲静止图像编码,静止图像的采样，像素的定义，采样是否带来误差；静止图像量化，色彩空间，RGB,YUV图像为什么能压缩，各种冗余；压缩分类，有损压缩和无损压缩。变换域编码的目的，通过变换在另一种坐标度量下，可以让一部分分量很小，从而可以忽略掉。DCT的物理意义，空间频率的概念，空间像素值的“傅立叶变换”，DCT基函数图样。JPEG标准流程，色彩空间转换，降采样率，DCT，量化，熵编码。,第七、八讲运动图像编码,运动图像的时间冗余性，消除时间冗余的技术：帧间预测，运动估计运动估计的方法：块匹配法，像素递归法。如何估值，应用范围，区别。前向预测，后向预测和双向预测；帧间内插。运动图像编码系统，编解码器框图。发送端的速度控制策略：反馈模型。发送端的速度范围：VBV模型。QoS伸缩性：空间域，时间域，频率域，信噪比域，混合应用I,P,B帧的定义H.26x标准系列，制定组织，设计目的，支持的图像模式(CIF,QCIF)，码流层次MPEG系列，制定组织，设计目的，应用，码流层次结构H.261和MPEG-1的比较,第九讲多媒体通信网技术,多媒体通信对网络的要求，网络的性能指标，延时，吞吐量，抖动，误码率网络的分类，电路交换与分组交换，面向连接和无连接QoS保障方式：资源预留与尽力而为模式，例子。几种分组交换网中的QoS技术，RSVP，DiffServ，MPLS几种接入网技术，DSL，光纤，无线接入方式，各自的特点，优缺点。,第十讲TCP/IP(1),ISO的七层模型，IETF的TCP/IP四层模型，各层的功能描述。IP地址的格式，分类；组播，广播，子网，超网的概念和用途。物理层技术，Ethernet帧结构ARP的作用，利用广播的特点完成。IP头的格式，各个域的作用，以及与路由这一功能的关联。UDP头的格式，各个域的作用，”端”的概念。,第十一讲TCPIP(2)，VoIP概述,TCP头的格式，各个域的作用，如何保证可靠传输。应用层协议RTP,DNS,FTP，应用层协议的运行，是如何靠底层协议支持的？给一个实际的Internet数据包，应该能分析出各层协议头部数据的位置，长度，关键信息等内容。VoIP的相关技术：语音处理，网络技术，通信协议，系统应用。VoIP和传统PSTN的比较。,第十二讲H.323,H.323的制定时间，目标，组织。H.323的组件，协议，包括H.225.0RAS,H.225.0CallSignaling和H.245的具体作用，以及它们具体的消息分类。完整的呼叫流程（基本流程），以及其中存在的问题，针对问题作了哪些改进？NAT作用，原理，私网地址定义，NAT分类。H.323在通过NAT时面临的问题，以及解决方法。,第十四讲SIP，MGCP,SIP的制定时间，组织，其组件和涉及到的相关协议。SIP消息的分类，和H323相比的特点。消息的具体格式和关键的消息域。典型的SIP呼叫流程。MGCP的基本思路和网络结构的最大特点MGCP消息的分类，关键的消息域。,多媒体通信系统的总结,多媒体通信系统的总结,通信系统的模型信源分类信源的数字化压缩编码后处理与复接信道编码与传输通信的建立，维护和释放通信原语的设计通信流程的设计通信系统的扩展性,信源分类,多媒体的信源根据其特性，可分为如下几类文本语音静止图像运动图像音乐图形,信源的数字化(1),数字化，目的在于用二进制序列表示信源的信息。不同的多媒体信源，要有不同的数字化的规格和精度。对于符号型信源，比如文件，可以将不同的符号分配为不同的0,1序列对于语音，由于频率限制在300-3400Hz，可用8K进行采样，再根据传输的信噪比要求，决定量化间隔和量化位数。一般来说，13-16bit的量化位数就满足了语音的信噪比要求,信源的数字化(2),对于音乐，由于其频率范围为20-20kHz，因此采用44.1K的采样频率，为了达到更高的信噪比，一般采用16-18bit的量化位数无论是语音，还是音乐，都是随着时间推移的能量变化，因此数字化就是时间方向的采样，能量方向的量化。对于静止图像不再有时间方向的变化，而是在二维空间域的变化。另外图像的色彩也不再只有一个能量分量，而是RGB三基色。因此静止图像的数字化需要在色彩空间和平面空间共同进行。平面空间进行采样，分割成一个个的像素点，采样的精度和显示尺寸相关。色彩空间在这些像素点上，分为YUV三个子空间进行量化，在每个子空间上，量化位数一般都是8bits。,信源的数字化(3),对于运动图像，可以认为是在时间轴上，一系列静止图像的排列。因此运动图像的数字化，是在静止图像数字化的基础上，在加上时间轴上的采样。采样频率和人眼的视觉特性有关，如果要保证运动图像的连续性，采样频率应大于50Hz,压缩编码,经过数字化后的信源，就可以根据信源特性，采用不同的方式压缩编码了有损压缩语音：利用人耳的听觉特性和语音的相关性静止图像：利用图像空间上的相关性(DCT变换)和人眼的视觉效应(减少U,V分量)。运动图像：在静止图像的基础上，利用图像的时间相关性。无损压缩一般用于非感知类型的接收端，由于没有人的感觉特性可以利用，必须无损的传输数据。遵守香农定理。常应用于数据压缩。,后处理,为了在信道上传输，经过压缩后的信息往往要进行后处理，以适应信道的特性。缓冲技术：对于变速率的编码器配合恒定速率信道，必须通过缓冲来调节码流的输出速率。缓冲技术中包括流量控制，反馈机制等技术难点成帧技术：由于信源在数字化的过程中，会涉及到多个方向和空间上的采样，因此采样数据的组织结构必须在码流中体现出来，解码器才能正确地恢复原始信息。这种组织结构的体现就是成帧技术。以运动图像编码为例，通过一层层的帧结构，就体现出了时间上，空间上和色彩上的组织结构,复接,多媒体通信的一个特点就是多种信源业务的并发与同步。因此我们有必要把同一时间段的不同媒体信码放在一起传送，这样收端才能正确重现。这就是复接。不同媒体的码流差异极大，时间轴上的采样也不一致（语音是8000样点，而图像只有几十帧），因此就可能出现如下情况，某个时间的复接帧中只有语音，而没有图像，而某个时间的复接帧中，却有大量的图像数据，语音只占很小一部分。这就要求复接的设计必须有很大的灵活性。,信道编码,通信的方式多种多样，信道的特性也各个不同。为了减小信道差错对通信的影响，可以使用信道编码，在收端即使出现误码，也可以纠正过来。信源编码是为了压缩信息的冗余，而信道编码则是增加了信息的冗余。只不过这种冗余是有序的，和信源无关的，可以为收端所利用的。信道编码的核心是信道码的选取，和数学大量相关，在此不作具体分析了,传输,传输协议：传输就是把信息从发端送到收端，其间可能经过各种各样的物理介质，也可以有各种各样的传输方式，传输协议就保证了信息的正确传递。具体包括了寻址、路由、流控等内容。TCP/IP协议族就是一个典型的传输协议。调制技术：传输协议面对的，还只是0,1的比特序列。而真正在物理介质上传输的，则是电信号或光信号，把0,1比特变成物理信号的过程，就是调制过程。信道的速率，与信道的物理介质和调制技术都有关系。,通信原语,前面讲述的内容，都是多媒体数据编码和传输的问题。但在真正的通信中，必须要先建立通信，在传输多媒体数据的过程中，还要对通信通道进行维护，通信结束后还要进行释放。在上面描述的流程中，重点不在于如何把信息正确的，占用最小带宽的去传到对方，而在于双方如何通过协商去建立这个通道。双方要能正确地理解对方的行为，必须定义通用的信息原语。对于数字通信来说，信息原语从逻辑上是一系列有意义的字符，而实际传输的，则是0,1序列。因此在从字符到0,1的过程中，又涉及到了信息原语的编码。这个编码和前面对文本的编码要求有所不同，对文本编码，要求数据尽可能压缩；而对原语编码，要求的是通信中的实时性。因此我们可以采用ASN1或者直接的ASCII码,通信流程,通信流程是建立在通信原语上的一种交流机制。通过交流，通信的双方就可以知道涉及通信的各种信息，从而为后面真正的数据通信做好准备。既然是交流，就有各种交流方式，比如对等协商，直接命令，Client/Server模式等等。具体选用的方式，和整个业务模型的设计都有关系。通信流程设计上还有一个重要的任务，就是保证信令的正确到达。为此，我们可以采用有质量保证的传输层（如TCP），也可以采用没有质量保证的传输层（如