近年來(lái)多媒體技術(shù)在消費(fèi)類和通信類產(chǎn)品中占據(jù)了越來(lái)越多的比重，并得到了廣泛的應(yīng)用。多媒體是計(jì)算機(jī)和視頻技術(shù)的結(jié)合，實(shí)際上它是兩個(gè)媒體；聲音和圖像，或者用現(xiàn)在的術(shù)語(yǔ)：音響和電視。多媒體技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要基礎(chǔ)是數(shù)字圖像和數(shù)字視頻的壓縮編碼技術(shù)的突破，使得原來(lái)無(wú)法廉價(jià)地存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)量信息得到有效的利用。因此靜止圖像和視頻圖像的壓縮編碼技術(shù)，是多媒體產(chǎn)品中的一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，也是近十多年學(xué)術(shù)和工業(yè)界非常關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)越，發(fā)展非常地迅速，應(yīng)用范圍迅速地?cái)U(kuò)張。

　　“多媒體”一詞譯自英文“Multimedia”，而該詞又是由mutiple和media復(fù)合而成的。媒體（medium）原有兩重含義，一是指存儲(chǔ)信息的實(shí)體，如磁盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等，中文常譯作媒質(zhì)；二是指?jìng)鬟f信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形等，中文譯作媒介。所以與多媒體對(duì)應(yīng)的一詞是單媒體（Monomedia），從字面上看，多媒體就是由單媒體復(fù)合而成的啦。

　　多媒體技術(shù)從不同的角度有著不同的定義。比如有人定義“多媒體計(jì)算機(jī)是一組硬件和軟件設(shè)備；結(jié)合了各種視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)媒體，能夠產(chǎn)生令人印象深刻的視聽(tīng)效果。在視覺(jué)媒體上，包括圖形、動(dòng)畫、圖像和文字等媒體，在聽(tīng)覺(jué)媒體上，則包括語(yǔ)言、立體聲響和音樂(lè)等媒體。用戶可以從多媒體計(jì)算機(jī)同時(shí)接觸到各種各樣的媒體來(lái)源”。還有人定義多媒體是“傳統(tǒng)的計(jì)算媒體----文字、圖形、圖像以及邏輯分析方法等與視頻、音頻以及為了知識(shí)創(chuàng)建和表達(dá)的交互式應(yīng)用的結(jié)合體”。概括起來(lái)就是：多媒體技術(shù)，即是計(jì)算機(jī)交互式綜合處理多媒體信息----文本、圖形、圖像和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性。簡(jiǎn)言之，多媒體技術(shù)就是具有集成性、實(shí)時(shí)性和交互性的計(jì)算機(jī)綜合處理聲文圖信息的技術(shù)（這句話的三性可是精髓哦?。６嗝襟w在我國(guó)也有自己的定義，一般認(rèn)為多媒體技術(shù)指的就是能對(duì)多種載體（媒介）上的信息和多種存儲(chǔ)體（媒介）上的信息進(jìn)行處理的技術(shù)。

　　為了規(guī)范多媒體信息的表示，使各生產(chǎn)商的產(chǎn)品可以互相兼容，使工業(yè)界采用盡可能先進(jìn)的技術(shù)，一些國(guó)際組織結(jié)合學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的成果，制定了一系列關(guān)于多媒體應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，表1列出了有關(guān)圖像、視頻和多媒體終端的幾個(gè)典型標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于多媒體技術(shù)是發(fā)展中的新型技術(shù)，各種技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代十分迅速，新標(biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)替代舊的標(biāo)準(zhǔn)，一些標(biāo)準(zhǔn)即使沒(méi)有被替換，自身也在進(jìn)行不斷的更新和補(bǔ)充，這給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。對(duì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，采用專用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)往往是經(jīng)濟(jì)的，但專用芯片一般不可編程。當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被替換或更新后，原來(lái)的專用芯片不再可用，要重新設(shè)計(jì)新的硬件系統(tǒng)，因此一些多媒體產(chǎn)品不但更新?lián)Q代十分地快，而且，后續(xù)的維護(hù)工作也非常困難。

　　對(duì)許多應(yīng)用來(lái)講，用戶希望產(chǎn)品的生命期長(zhǎng)一些，某些平臺(tái)能夠通過(guò)軟件升級(jí)進(jìn)行更新?lián)Q代，這就要求系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是可編程的。通用處理器是可編程的，但因功耗大，系統(tǒng)利用率不高，不太適合于專用設(shè)備的平臺(tái)；而單片機(jī)和一般的嵌入式處理器因?yàn)檫\(yùn)算能力較弱，也難以擔(dān)負(fù)起可編程多媒體處理平臺(tái)的任務(wù)。數(shù)字信號(hào)處理器因其運(yùn)算能力強(qiáng)、功耗低成為可編程多媒體系統(tǒng)合適的硬件平臺(tái)。

　　傳統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）是為一般的信號(hào)處理設(shè)計(jì)的通用接口，因此，其外圍接口并不直接適用于多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用，但由于多媒體信號(hào)種類多，有些接口時(shí)序復(fù)雜（如模擬視頻信號(hào)），利用外部可編程器件（FPGA，CPLD等）設(shè)計(jì)的多媒體信號(hào)接口增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)成本。因此，為了適應(yīng)多媒體應(yīng)用的需要，近年一些主要的DSP廠家專門設(shè)計(jì)了針對(duì)多媒體應(yīng)用的DSP，稱之為媒體處理器（Media Signal Processor：MSP）。MSP不但集成了適合于多媒體信號(hào)的各種信號(hào)接口，也設(shè)計(jì)了適用于多媒體通信的接口，并且在CPU內(nèi)部附設(shè)了專用于視頻或圖像處理的輔助單元，是一種非常理想的適用于多媒體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可編程硬件平臺(tái)。

　　目前，已有多個(gè)廠家生產(chǎn)MSP，其中包括TI、Philips和Equator等，并有多個(gè)系列產(chǎn)品問(wèn)世。本文將對(duì)TI生產(chǎn)的通用MSP系列DM64X進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，使讀者了解MSP的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。

　　MSP也可以分為兩類，一類是針對(duì)專用設(shè)備設(shè)計(jì)的，接口都已經(jīng)專門化，例如TI針對(duì)數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)的專用處理器；另一類是通用MSP，支持比較寬的多媒體應(yīng)用，基本包括了多媒體應(yīng)用所需的各類接口，DM64X就是這種通用MSP，下文以DM642為例，介紹其功能。圖1是DM642的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 TMS320DM642結(jié)構(gòu)圖

　　由圖中可以看出，DM642片上包含了如下接口：

　　三個(gè)可配置的視頻接口，可以和

　　視頻輸入，輸出或傳輸流輸入無(wú)

　　縫連接。

　　VCXO 內(nèi)插控制端口（VIC）

　　10/100Mbps以太網(wǎng)口（EMAC）

　　數(shù)據(jù)管理輸入輸出模塊（MDIO）

　　多通道音頻串行端口（McASP）

　　I2C（Inter-integrated circuit）總線 模塊

　　兩個(gè)多通道有緩存的串口

　?。∕cBSPs）

　　三個(gè)32-bit通用定時(shí)器

　　用戶可配置的16-bit或32-bit的

　　主端口接口（HPI16/HPI32）

　　66Mhz32-bit的PCI接口

　　通用I/O端口（GPIO）

　　64-bit的外部存儲(chǔ)單元接口，支持

　　和同步或異步存儲(chǔ)單元的連接

　　這些接口基本上提供了設(shè)計(jì)多媒體系統(tǒng)所需要的外部接口。同時(shí)，DM642還針對(duì)圖像和視頻處理優(yōu)化其中央處理器（CPU），包括為了滿足視頻和圖象處理的需要，采用VelociTI體系結(jié)構(gòu)。該MSP還采用超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)，使得在一個(gè)指令周期能夠并行處理多條指令。

　　DM642 CPU的組成部分：

　　兩個(gè)通用寄存器組（A和B，各32

　　個(gè)32-bit通用寄存器）

　　8個(gè)功能單元（。L1，。L2，。S1，。S2，。

　　M1，。M2，。D1，。D2）

　　兩個(gè)從內(nèi)存讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通道

　?。↙D1和LD2）

　　兩個(gè)寫內(nèi)存的數(shù)據(jù)通道（ST1和

　　ST2）

　　兩個(gè)數(shù)據(jù)地址通道（DA1和DA2）

　　兩個(gè)寄存器組數(shù)據(jù)交叉通道（1X

　　和2X）

　　DM642的這些功能，使得它非常合適作為多媒體硬件平臺(tái)，基于它的各種應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)或正在開(kāi)發(fā)中，圖2中，可以看到一個(gè)基于DM642的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)例子。

圖2 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖

　　此系統(tǒng)各單元的主要功能如下。

　　1.視頻采集模塊：將從攝像頭采集的視頻流，通過(guò)解碼芯片，得到原始YUV視頻流，送入DM642的視頻端口。

　　2.視頻編碼模塊：片上可運(yùn)行視頻標(biāo)準(zhǔn)H.264編解碼器。這是當(dāng)前一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，具有壓縮比高，視頻質(zhì)量好，抗誤碼能力強(qiáng)，魯棒性高，適宜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。

　　此外，該編碼器還提供性能良好的碼率控制功能，能夠向網(wǎng)絡(luò)傳輸速率穩(wěn)定的碼流。

　　3.網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊：DM642提供10M/100M以太網(wǎng)借口，編碼模塊得到的編碼后碼流，經(jīng)過(guò)本模塊，由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)終端。

　　4.視頻回放模塊：將解碼器得到的實(shí)時(shí)重建視頻流，通過(guò)DM642提供的視頻接口輸出，并通過(guò)編碼芯片，將重建視頻流轉(zhuǎn)換成NTSC/PAL制，由電視回放，可以看到重建視頻效果。

　　5.嵌入式控制模塊：該模塊以一個(gè)SOC為，通過(guò)PCI總線和DM642相連，實(shí)現(xiàn)一些控制功能，如實(shí)現(xiàn)硬盤讀寫、用戶界面管理和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制工作。

　　由于DSP的可編程性，本系統(tǒng)的編解碼算法可以方便的進(jìn)行修改，移植和升級(jí)工作。此外，本系統(tǒng)結(jié)合DM642以及H.264的先進(jìn)性，具有視頻壓縮比高，主觀質(zhì)量好，體積小，功耗低等特點(diǎn)。

　多媒體關(guān)鍵技術(shù)

　　由于多媒體系統(tǒng)需要將不同的媒體數(shù)據(jù)表示成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)碼流，然后對(duì)其進(jìn)行變換、重組和分析處理，以進(jìn)行進(jìn)一步的存儲(chǔ)、傳送、輸出和交互控制。所以，多媒體的傳統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要集中在以下四類中：數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、大規(guī)模集成電路（VLSI）制造技術(shù)、大容量的光盤存儲(chǔ)器（CD-ROM）、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。因?yàn)檫@些技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，多媒體技術(shù)才得以迅速的發(fā)展，而成為像今天這樣具有強(qiáng)大的處理聲音、文字、圖像等媒體信息的能力的高科技技術(shù)。

　　但說(shuō)到當(dāng)前要用于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的多媒體關(guān)鍵技術(shù)，有些卻認(rèn)為可以按層次分為媒體處 理與編碼技術(shù)、多媒體系統(tǒng)技術(shù)、多媒體信息組織與管理技術(shù)、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒 體人機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體應(yīng)用技術(shù)這六個(gè)方面。而且還應(yīng)該包括多媒體同步 技術(shù)、多媒體操作系統(tǒng)技術(shù)、多媒體中間件技術(shù)、多媒體交換技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、超 媒體技術(shù)、基于內(nèi)容檢索技術(shù)、多媒體通信中的QoS管理技術(shù)、多媒體會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)、多媒 體視頻點(diǎn)播與交互電視技術(shù)、虛擬實(shí)景空間技術(shù)等等。

　　多媒體組成部分

　　一般的多媒體系統(tǒng)由如下四個(gè)部分的內(nèi)容組成：多媒體硬件系統(tǒng)、多媒體操作系統(tǒng)、媒體處理系統(tǒng)工具和用戶應(yīng)用軟件。

   結(jié)束語(yǔ)

　　本文討論了采用MSP實(shí)現(xiàn)多媒體產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在的優(yōu)點(diǎn)，并列舉了實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，在現(xiàn)有技術(shù)尚在快速發(fā)展的過(guò)程中，MSP技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。