Algoritmi și Tehnologii Multimedia - Capitolul 1

Sisteme multimedia pentru prelucrarea semnalelor

1.1 Introducere

Multimedia a deschis noi servicii care asigura o mai convenabila si usoara folosire a mediilor, precum realitatea virtuala pentru sistemele complexe si pentru sistemele educationale, serviciile de televiziune interactiva cu utilizatori multipli, teatrul tridimensional la domiciliu. Nu este exagerat sa afirmam ca intrarea in lumea comunicatiilor, a calculatoarelor si a radiodifuziunii a audioului si a videoului inseamna inceputul multimediei. Adaugind mediile audio si video la serviciile conventionale bazate pe text ele devin mai atractive pentru multi utilizatori. Prin urmare, realizarea unei conexiuni si/sau fuziuni intre lumea calculatoarelor, a comunicatiilor si a radiodifuziunii asa cum este prezentat in Fig. 1.1 conduce la schimbari dramatice in viata noastra. Functia cheie aici este digitizarea eficienta pentru video si audio, pentru ca in acest format informatiile video si audio pot fi folosite in calculatoare si in retelele digitale de comunicatii.

Totusi aceste trei lumi impun cerinte diferite pentru digitizarea informatiilor video si audio, datorate evolutiilor diferite in cele trei lumi. De asemenea, digitizarea directa a informatiilor audio si video conduc la fisiere de date mult mai mari decit fisierele conventionale bazate pe text. In consecinta capacitatea mare de stocare, retelele de mare viteza si tehnologiile de compresie pentru audio si video joaca un rol importanta in lumea multimedia.

Prin urmare, pentru dezvoltarea domeniului multimedia este necesaradezvoltarea elementelor hardware ieftine pentru compresie si transmisie/stocare. In acest sens dezvoltarea metodologiilor de proiectare VLSI pentru circuite de consum redus si la un pret de cost redus a avut un rol important. In continuare vor fi analizate prelucrarile semnalelor multimedia si implementarile hardware pentru acestea.

1.1.1 Domeniul calculatoarelor

Datele din calculatoare au fost initial constituite din datele de prelucrat. In mod curent, datele din documente incluzind text, tabele si figuri sunt parti ale datelor calculatorului. Volumul de date cu care lucreaza calculatoarele creste de la zi la zi, in special de cind calculatoarele personale au devenit foarte raspindite. De exemplu, inprezent este foarte greu sa publici documente si carti fara a folosi programe de procesare a textelor pentru PC sau statii de lucru. Mai recent, semnalele audio si video ca si fotografiile au aparut printre datele calculatoarelor. Aceasta inseamna ca datele audio si video pot fi tratate asemenea textelor de catre procesoarele de texte. Editarea documentelor audio si video prin tehnica “taie si lipeste” (cut and paste) devine astfel posibila pentru a creea prezentari multimedia atractive pe calculatoare PC. Exemple de acest gen pot fi vazute intr-o pagina de pe web.

Un alt factor important este acela ca procesoarele performante au atins nivelul la care pot executa decompresia (decodarea) documentelor video comprimate prin software in timp real. Totusi compresia video prin software in timp real ramine departe de posibilitatile microprocesoarelor actuale; pe masura ce se imbunatateste tehnologia VLSI cu arhitecturi avansate, proiectate pentru consum redus si viteza mare, cu siguranta ca va scadea si gabaritul super-mini calculatoarelor la nuivelul calculatoarelor PC, ceea ce va accelera dezvoltarea aplicatiilor multimedia. De aceea arhitecturile de procesoare multimedia sunt unul din preocuparile acestei prezentari.

1.1.2 Domeniul comunicatiilor

Desi inovatiile anterioare au aparut in lumea calculatoarelor, conceptul “multimedia” a aparut intii in secorul comunicatiilor, cind pe aceleasi linii de comunicatie au inceput sa fie transmise semnale vocale codate PCM (Pulse Code Modulation) si date de calculator. Codarea digitala PCM a vorbirii are o istorie mai lunga deoarece digitizarea asigura o calitate inalta a semnalelor chiar atunci cind sunt transmise la mare distanta. Acest lucru este greu de obtinut pentru o transmisie analogica, datorita atenuarii senmnalului, contaminarii cu zgomot de natura termina sau interferentelor. Cind transmisia digitala de voce adevenit populara a fost natural ca datele pentru calculatoare sa fie transmise pe canalele sa fie tranmise pe canalele dentru comunicatie digitala de voce. Astfel multimedia inseamna multiplexarea flexibila si la un pret de cost redus a transmisiunilor de date.