1.1 数字媒体技术和应用概述

近二三十年来，随着信号处理、网络通信、集成电路制造等技术的快速发展，数字视频、音频压缩编解码相关的研究和应用取得了令人瞩目的成就，其应用已渗透到通信、多媒体、数字广播电视和计算机等各个领域，并在这些领域引起了深刻的变化。特别是数字视音频编解码国际标准的制定和产业化，促进了新兴的数字媒体产业。

数字视音频编解码的相关技术主要解决海量数字视音频数据如何压缩解压缩的问题，相应的数字视音频编解码信源标准是数字媒体应用中基础性的标准。数字视音频信源编解码技术和其他信道纠错编码、数字调制通信、多媒体网络通信、嵌入式系统软硬件、芯片设计制造等技术结合，为多种数字媒体应用产业化做好了技术积累。主要表现在以下几个方面。

① 经过两三年的技术积累，基于分块运动预测、变换、量化、熵编码的混合编码方案逐渐成熟，形成了一系列数字视频压缩编解码国际标准，如MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC等；同时利用子带编码、听觉感知编码、量化等技术的音频压缩编码技术也逐渐成熟，形成了多种数字音频国家编解码标准。这些数字视音频信源压缩编解码标准，大大促进了数字媒体产业的发展。

② 集成电路设计和制造技术发展迅速，SOC设计技术相对成熟，目前主流已经达到了65nm工艺，集成电路规模门数达到千万门级，这样的规模和工艺为数据处理密集型的数字视频编解码，特别是高清视频编解码，提供了性价比合适的实现可能。

③ 嵌入式处理器或众核处理器的处理能力越来越强，嵌入式操作系统及相关软件技术逐渐成熟，为数字媒体应用的实现提供了很好的嵌入式软硬件平台。

④ 级联纠错编码、RS编码、交织、卷积编码、LDPC码、Turbo码等技术逐渐成熟，为各种恶劣信道上数字媒体信息传输提供了前向纠错能力支持。

⑤ 多进制调制、COFDM调制、网格编码调制等数字调制技术的发展为高效率的数字调制提供可能，为实现高效率利用资源提供了保证。

⑥ 随着互联网和网络通信技术的快速发展，基于互联网或移动网络的多媒体网络通信技术逐渐成熟，一些支持流媒体传输的网络协议，如实时传输协议RTP/RTCP、实时流传输协议RTSP、资源预留协议RSVP等逐渐得到了应用，为基于IP网络、移动通信网上的多媒体应用提供了技术支撑。

进入21世纪后，随着各种信源编解码标准、信道标准、数字电视标准、消费电子相关标准逐渐制定成熟，各个国家纷纷加快了数字媒体产业的建设步伐，在信息产业基础设施方面加大了投资力度，同时通过行业引导、政策支持、市场调控等多种手段，促进数字媒体产业逐渐壮大。这些促进数字媒体产业发展的积极因素主要有以下几个。

① 广电系统确定了有线、地面、卫星数字电视信道传输标准，并大力加强了数字电视有线网、地面数字电视传输网的建设，这些基础设施建设为有线、地面数字电视转换打下了坚实基础。

② 国家大力发展数字卫星通信技术。中国航天科技集团公司先后发射了鑫诺1号、鑫诺2号、鑫诺3号、中星6A卫星（鑫诺6号）、中星9号等数据通信卫星，为我国通信、广播和数据传输提供服务。直播卫星为偏远地区卫星数字电视覆盖提供了强力支持。

③ 国家大力发展宽带网络通信技术。我国互联网发展非常迅速，电信、网通等运营商加大了接入网和骨干网的建设，随着接入网的快速发展，ADSL、Cable MODEM、高速以太网接入等接入模式，解决了最后一千米的瓶颈。目前人们可以以合适的价格享受宽带网络到户服务，这一状况为网络流媒体和IPTV业务的迅速发展提供了强力支撑。

④ 国家大力移动通信技术。我国3G移动通信网络覆盖广，移动通信用户数据巨大，特别是3G通信技术带宽增大，为基于流媒体技术的移动多媒体业务提供了可能。

⑤ 国家大力加强和谐社会建设，启动了平安城市、平安社区、平安校园等建设，大力发展视频多媒体安防监控，促进社会安定和谐。这一举措大大促进了数字多媒体安防监控的应用。

⑥ 21世纪是信息化时代，人们对信息需求量要求剧增，数字视音频消费电子应用发展非常迅速，数码相机、数码摄像机（DV）、便携式多媒体播放器（PMP）、便携式移动电视接收机应用等市场规模非常巨大；这些消费类电子应用也极大地促进了数字媒体产业的发展。

⑦ 高密度激光数字存储媒体（DVD）应用发展也非常迅速。为了摆脱我国DVD专利受制于人的被动局面，国家成立了自己的高清DVD工作组和产业联盟，发展自己国家标准的DVD标准。这也将是数字媒体产业中一个非常重要的应用。

在过去短短20年的发展过程中，数字媒体产业的规模得到急剧发展，成为信息产业中规模最大的产业群，数字媒体产业的状况对于我国信息产业的发展有着举足轻重的地位。基于数字视音频编解码的数字媒体相关应用如图1.1所示。

图1.1 数字媒体相关应用

由图1.1可见，数字媒体相关应用包括：数字电视、高密度激光数字存储媒体（DVD）应用、个人消费类电子应用（如数码相机、DV、PMP、数码相框等）、可视电话/视频会议/远程医疗、多媒体安防监控、网络流媒体应用等。近几年，数字媒体产业的发展出现了井喷之势，必将成为国家产业结构中的支柱产业。