中國(guó)科大“多媒體技術(shù)”課程復(fù)習(xí)題整理

“多媒體技術(shù)”課程復(fù)習(xí)題（2010-11-11）第1章1.什么是多媒體技術(shù)？簡(jiǎn)述多媒體技術(shù)與多媒體信息系統(tǒng)的關(guān)系?①答：(PDF-ch0-P15)多媒體技術(shù)是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)或以微處理器為核心的終端設(shè)備，交互處理多種媒體（文本、圖形、圖象、聲音、動(dòng)畫(huà)和視頻等），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。（PDF-ch1-P7）關(guān)系：（1）多媒體技術(shù)是建立多媒體系統(tǒng)的基礎(chǔ)；（2）多媒體系統(tǒng)的建立與應(yīng)用又反過(guò)來(lái)促進(jìn)多媒體技術(shù)的不斷完善、發(fā)展；（3）多媒體技術(shù)與多媒體系統(tǒng)都會(huì)隨著與它們相關(guān)的其它技術(shù)的進(jìn)步而不斷向前發(fā)展。2.根據(jù)你自己的了解，簡(jiǎn)述多媒體技術(shù)的發(fā)展歷史（截止到2010年）。①PDF-ch0-P22~28總結(jié)）發(fā)展歷史：（1）1839年，法國(guó)達(dá)蓋爾發(fā)明照相術(shù)，這是圖像處理技術(shù)的開(kāi)端；（2）1876年，美國(guó)古勒哈姆.貝爾發(fā)明電話；（3）1893年，美國(guó)愛(ài)迪生發(fā)明電影；（4）1895年，馬可尼進(jìn)行無(wú)線電電報(bào)實(shí)驗(yàn)；（5）英國(guó)表演了機(jī)械掃描電視；（6）1936年，英國(guó)BBC電視廣播（黑白）；（7）世界上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)ENIAC在美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)研制成功；（8）1948年，貝爾研究所發(fā)明晶體管；（9）1965年，以中小規(guī)模IC為主體的計(jì)算機(jī)問(wèn)世；（10）1972年，數(shù)字電視誕生；（11）1978年，CD-DA（數(shù)字音頻光盤(pán)）推出；（12）1984年，CD-ROM推出，并于1988年通過(guò)了該項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9660②文本，音頻，視頻：1839年，法國(guó)達(dá)蓋爾發(fā)明照相術(shù)，這是圖像處理技術(shù)的開(kāi)端。1876年，美國(guó)古勒哈姆﹒貝爾發(fā)明電話。1893，美國(guó)愛(ài)迪生發(fā)明電影。1895，馬可尼進(jìn)行無(wú)線電電報(bào)實(shí)驗(yàn)。1925，英國(guó)表演了機(jī)械掃描電視1936，英國(guó)BBC電視廣播（黑白）。1946，世界上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)埃尼阿克（ENIAC）在美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)研制成功。1948，貝爾研究所發(fā)明晶體管。1965，以中小規(guī)模IC為主體的計(jì)算機(jī)問(wèn)世.1990年11月，美國(guó)Microsoft（微軟）公司和包括荷蘭PHILIPS（菲利普）公司在內(nèi)的一些計(jì)算機(jī)技術(shù)公司成立了“多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)（MultimediaPCMarketingCouncil）”1991年，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)提出MPC1標(biāo)準(zhǔn)。1993年5月，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)協(xié)會(huì)公布了MPC2標(biāo)準(zhǔn)。1995年6月，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)工作組公布了MPC3標(biāo)準(zhǔn)。3.為什么說(shuō)從計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)到多媒體信息系統(tǒng)是一個(gè)飛躍?（PDF-ch1-P6）多媒體信息系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)在本質(zhì)上的一次飛躍：（1）多媒體信息系統(tǒng)集成的范圍更加廣泛；（2）使用的信息真正實(shí)現(xiàn)多媒體化；（3）多媒體信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛；（4）系統(tǒng)的使用更加符合人們地習(xí)慣、更加人性化。4.試歸納敘述多媒體關(guān)鍵特性以及這些特性之間的關(guān)系。①（教材P2~3歸納）多媒體的關(guān)鍵特性包括信息載體多樣性、交互性和集成性。信息載體多樣性就是信息媒體的多樣化、多維化；交互性是指人與計(jì)算機(jī)的交互；集成性體現(xiàn)在多媒體信息媒體的集成和處理這些媒體的設(shè)備與設(shè)施的集成兩個(gè)方面。 （一家之言）關(guān)系：信息媒體的多樣性帶給用戶很大的選擇空間，這樣就需要與用戶的交互，也就是說(shuō)多樣性促進(jìn)了交互性；而交互性也就直接導(dǎo)致了信息媒體的多樣性；多樣性導(dǎo)致了功能的復(fù)雜多樣，為了給用戶提供方便的操作，就需要把一系列功能集成起來(lái)，從而促進(jìn)了集成性，集成性又反過(guò)來(lái)影響多樣性，相互促進(jìn)，相輔相成?？傊?，多媒體的三個(gè)關(guān)鍵特性相互促進(jìn)，相輔相成，缺一不可。5.目前多媒體研究關(guān)鍵技術(shù)有哪些?面臨問(wèn)題有哪些?課本P7（舊）①音像技術(shù)：聲音和圖像的數(shù)字化處理是最根本的基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)技術(shù)：還包括手機(jī)、洗衣機(jī)等設(shè)備中微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展通信技術(shù)：因特網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)的跨越式發(fā)展面臨問(wèn)題：數(shù)字音頻技術(shù)；數(shù)字視頻技術(shù)；多媒體系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)；多媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和同步技術(shù)；多媒體數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮技術(shù)；高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)；高分辨率圖象顯示技術(shù)；多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；音頻/視頻信號(hào)識(shí)別、合成和轉(zhuǎn)換的智能處理技術(shù)；多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究。②多媒體技術(shù)的本質(zhì)有：1.音像技術(shù)：聲音和圖像的數(shù)字化處理是最根本的基礎(chǔ)2.計(jì)算機(jī)技術(shù)：還包括手機(jī)、洗衣機(jī)等設(shè)備中微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展3.通信技術(shù)：因特網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)的跨越式發(fā)展面臨問(wèn)題：1.數(shù)字音頻技術(shù)；2.數(shù)字視頻技術(shù)；3.多媒體系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)；4.多媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和同步技術(shù)；5.多媒體數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮技術(shù)；6.高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)；7.高分辨率圖象顯示技術(shù)；8.多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；9.音頻/視頻信號(hào)識(shí)別、合成和轉(zhuǎn)換的智能處理技術(shù)；10.多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究。6.多媒體系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)?①M(fèi)ultimedia多種媒體/集成性，人-機(jī)交互性，數(shù)字化?！岸嗝襟w系統(tǒng)”（MultimediaSystem）：是指多媒體終端設(shè)備、多媒體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多媒體服務(wù)系統(tǒng)、多媒體軟件及有關(guān)的媒體數(shù)據(jù)組成的有機(jī)整體。7.根據(jù)你的理解，說(shuō)明超文本與超媒體的基本概念。給出應(yīng)用實(shí)例。①超文本(Hypertext)是用超鏈接的方法，將各種不同空間的文字信息組織在一起的網(wǎng)狀文本。超文本更是一種用戶介面范式，用以顯示文本及與文本之間相關(guān)的內(nèi)容，建立的鏈接關(guān)系主要是文句之間的鏈接關(guān)系。應(yīng)用實(shí)例：網(wǎng)頁(yè)跳轉(zhuǎn)所用的“下一頁(yè)”。超媒體為超級(jí)媒體的簡(jiǎn)稱,是超文本（hypertext）和多媒體在信息瀏覽環(huán)境下的結(jié)合，其不僅可以包含文字而且還可以包含圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音和電視片斷，建立的鏈接關(guān)系是文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)和影視片斷等媒體之間的鏈接關(guān)系。應(yīng)用實(shí)例：網(wǎng)絡(luò)媒體廣告。②（來(lái)自百度，請(qǐng)自行刪減）1)超文本的概念1965年TedNelson在計(jì)算機(jī)上處理文本文件時(shí)想了一種把文本中遇到的相關(guān)文本組織在一起的方法，讓計(jì)算機(jī)能夠響應(yīng)人的思維以及能夠方便地獲取所需要的信息。他為這種方法杜撰了一個(gè)詞，稱為超文本(hypertext)。實(shí)際上，這個(gè)詞的真正含義是"鏈接"的意思，用來(lái)描述計(jì)算機(jī)中的文件的組織方法，后來(lái)人們把用這種方法組織的文本稱"超文本"。超文本是一種文本，它和書(shū)本上的文本是一樣的。但與傳統(tǒng)的文本文件相比，它們之間的主要差別是，傳統(tǒng)文本是以線性方式組織的，而超文本是以非線性方式組織的。這里的"非線性"是指文本中遇到的一些相關(guān)內(nèi)容通過(guò)鏈接組織在一起，用戶可以很方便地瀏覽這些相關(guān)內(nèi)容。這種文本的組織方式與人們的思維方式和工作方式比較接近。超鏈接(hyperlink)是指文本中的詞、短語(yǔ)、符號(hào)、圖像、聲音剪輯或影視剪輯之間的鏈接，或者與其他的文件、超文本文件之間的鏈接，也稱為"熱鏈接(hotlink)"，或者稱為"超文本鏈接(hypertextlink)"。詞、短語(yǔ)、符號(hào)、圖像、聲音剪輯、影視剪輯和其他文件通常被稱為對(duì)象或者稱為文檔元素(element)，因此超鏈接是對(duì)象之間或者文檔元素之間的鏈接。建立互相鏈接的這些對(duì)象不受空間位置的限制，它們可以在同一個(gè)文件內(nèi)也可以在不同的文件之間，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與世界上的任何一臺(tái)連網(wǎng)計(jì)算機(jī)上的文件建立鏈接關(guān)系。(2)超媒體的概念在20世紀(jì)70年代，用戶語(yǔ)言接口方面的先驅(qū)者AndriesVanDam創(chuàng)造了一個(gè)新詞"電子圖書(shū)"(ElectronicBook)，現(xiàn)在翻譯成。電子圖書(shū)中自然包含有許多靜態(tài)圖片和圖形，它的含義是你可以在計(jì)算機(jī)上去創(chuàng)作作品和聯(lián)想式地閱讀文件，它保存了用紙做存儲(chǔ)媒體的最好的特性，而同時(shí)又加入了豐富的非線性鏈接，這就促使在80年代產(chǎn)生了超媒體(hypermedia)技術(shù)。超媒體不僅可以包含文字而且還可以包含圖形、圖像，動(dòng)畫(huà)、聲音和電視片斷，這些媒體之間也是用超級(jí)鏈接組織的，而且它們之間的鏈接也是錯(cuò)綜復(fù)雜的。超媒體與超文本之間的不同之處是，超文本主要是以文字的形式表示信息，建立的鏈接關(guān)系主要是文句之間的鏈接關(guān)系。超媒體除了使用文本外，還使用圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)或影視片斷等多種媒體來(lái)表示信息，建立的鏈接關(guān)系是文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)和影視片斷等媒體之間的鏈接關(guān)系。當(dāng)我們使用Web瀏覽器瀏覽因特網(wǎng)時(shí)，在顯示屏幕上看到的頁(yè)面稱為網(wǎng)頁(yè)(WebPage)，它是Web站點(diǎn)上的的文檔。而進(jìn)入該站點(diǎn)時(shí)在屏幕上顯示的第一個(gè)綜合界面稱為起始頁(yè)(homepage)或者稱為主頁(yè)，它有一點(diǎn)像一本書(shū)的封面或者是書(shū)的目錄表。在萬(wàn)維網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)上，為了區(qū)分有鏈接關(guān)系和沒(méi)有鏈接關(guān)系的文檔元素，對(duì)有鏈接關(guān)系的文檔元素通常用不同顏色或者下劃線來(lái)表示。目前，在網(wǎng)頁(yè)上擔(dān)當(dāng)鏈接使命的主要是超文本標(biāo)記語(yǔ)言(HTML)，它是從標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言(SGML)導(dǎo)出的。8.為什么說(shuō)媒體具有不同的抽象層次？對(duì)媒體的抽象層次和性質(zhì)進(jìn)行小結(jié)。①因?yàn)楦鞣N媒體具有不同的特點(diǎn)和性質(zhì)。在獲得媒體語(yǔ)義的過(guò)程中，抽象起著十分重要的作用。通常包括若干抽象層，每一層都包含著與具體的任務(wù)和問(wèn)題域相關(guān)的模型。從接近具體感官的信息表示層到接近符號(hào)的信息表示層，信息的抽象程度遞增，而數(shù)據(jù)量遞減。語(yǔ)義就是從感官數(shù)據(jù)島符號(hào)數(shù)據(jù)的抽象過(guò)程中逐步形成的。對(duì)不同媒體來(lái)說(shuō)，媒體的語(yǔ)義是處于不同的層次上的。抽象的程度不同，語(yǔ)義的重點(diǎn)也就不同。就文本來(lái)說(shuō)，語(yǔ)義的關(guān)鍵是人對(duì)語(yǔ)言的理解，而非對(duì)字符的解釋；而圖像的語(yǔ)義更多是在對(duì)它的抽象上，如輪廓，顏色和紋理等。（以下為百度）以視覺(jué)內(nèi)容為例，較低抽象層將包括形狀、尺寸、紋理、顏色、運(yùn)動(dòng)（軌道）和位置的描述。對(duì)于音頻的較低抽象層包括音調(diào)、調(diào)式、音速、音速變化、音響空間位置。最高層將給出語(yǔ)義信息：如“這是一個(gè)場(chǎng)景：一個(gè)鴨子正躲藏在樹(shù)后并有一個(gè)汽車正在幕后通過(guò)?！敝虚g抽象層也可能存在。抽象層與提取特征的方式有關(guān)：許多低層特征能以完全自動(dòng)的方式提取，而高層特征需要更多人的交互作用。9.媒體的結(jié)合為什么會(huì)產(chǎn)生“感覺(jué)相乘”的效果？試舉例對(duì)此加以說(shuō)明。①?zèng)]有一種媒體在所有場(chǎng)合下都是最優(yōu)的，每一種媒體都有各自擅長(zhǎng)的特定范圍；多媒體的作用在很大程度上是媒體之間結(jié)合產(chǎn)生的影響。多種媒體的結(jié)合使用才能達(dá)到好的效果。媒體之間可以相互支持，也可以相互干擾。從信息理解的角度來(lái)講，多媒體的合理組合有利于信息的接受和理解，這種效果反映在理解程度和記憶駐留效果上。有關(guān)資料介紹，由視覺(jué)傳遞的信息能被理解83%，由聽(tīng)覺(jué)傳遞的信息能被理解11%，由觸覺(jué)傳遞的信息能被理解3%，其余的不足4%。從記憶駐留效果來(lái)看，以談話方式傳遞信息，2小時(shí)后能記憶70%，72小時(shí)后能記住10%，以觀看方式傳遞信息，2小時(shí)后能記住的占72%，72小時(shí)后能記住的占20%，而以視頻方式傳遞的信息，2小時(shí)候還能記住85%，72小時(shí)后能記住65。顯然，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的相互影響，起到了關(guān)鍵作用。這就是所謂的“感覺(jué)相乘”的效應(yīng)。②當(dāng)兩種或多種刺激同時(shí)作用于同一感官時(shí)，感覺(jué)水平超過(guò)每種刺激單獨(dú)作用效果疊加的現(xiàn)象，稱為協(xié)同效應(yīng)或相乘效應(yīng)。多媒體就是多重媒體的意思，能傳遞文字、圖形、圖像、聲音等人的器官能直接感受和理解的多種信息類型，即多種信息載體的表現(xiàn)形式和傳遞方式，因此多種媒體的結(jié)合才能使人感受到一個(gè)完整的媒體世界。例子：電影——聲音和圖像的結(jié)合，只有聲音或只有圖像的話都不能讓我們完整的了解整個(gè)作品。？？？③人們通過(guò)感覺(jué)，即視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)，打開(kāi)了通向世界的窗口。這些感覺(jué)把有關(guān)環(huán)境的數(shù)據(jù)傳遞給大腦，由大腦來(lái)解釋這些數(shù)據(jù)，同時(shí)把當(dāng)前發(fā)生的情況與先前發(fā)生的情況加以對(duì)比，最終獲得信息，認(rèn)識(shí)自然。而媒體正是承載這些信息的載體。例子自己想把，比如視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的結(jié)合，更能反映當(dāng)時(shí)場(chǎng)景什么的。第2章10.音頻信號(hào)的頻率范圍大約是多少？話音信號(hào)頻率范圍大約是多少？音頻信號(hào)：頻率范圍為20Hz～20kHz話音信號(hào)：300～3400Hz11.多媒體計(jì)算機(jī)中的音頻有哪些來(lái)源？①（找不到，自己理解如下）1：記錄聲音波形，進(jìn)行采樣量化，壓縮保存，之后回復(fù)播放。如WAVE文件。2：記錄聲音參數(shù)，進(jìn)行參數(shù)提取，記錄參數(shù)，之后利用參數(shù)用合成器合成播出。如MIDI文件。來(lái)源：錄制或者直接創(chuàng)作合成。②波形聲音，語(yǔ)音，音樂(lè)。③人的話音、樂(lè)器聲、動(dòng)物發(fā)出的聲音、機(jī)器產(chǎn)生的聲音以及自然界的聲音等。12.什么叫做模擬信號(hào)？什么叫做數(shù)字信號(hào)？模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度，或頻率，或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化。一種不僅再時(shí)間上連續(xù)、數(shù)值上也連續(xù)的物理量.時(shí)域與值域均連續(xù)。數(shù)字信號(hào)指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)。時(shí)域與值域均離散的信號(hào)。因此模擬->數(shù)字通過(guò)采樣+量化13.什么叫做采樣？什么叫做量化？什么叫做線性量化？什么叫做非線性量化？采樣：在某些特定的時(shí)刻對(duì)模擬信號(hào)測(cè)量叫做采樣(sampling)，得到一個(gè)離散的序列量化：把信號(hào)幅度取值的數(shù)目加以限定，形成的離散信號(hào)的幅度只具備有限個(gè)數(shù)的數(shù)值線性量化：量化的過(guò)程是將連續(xù)信號(hào)的變化范圍分為一段段區(qū)間，每段區(qū)間中的信號(hào)值用一個(gè)數(shù)值表示，線性量化就是所有區(qū)間都是相同大小的。非線性量化：不同區(qū)間大小不同。采用均勻間隔量化級(jí)進(jìn)行量化的方法稱為均勻量化或線性量化。這種量化方式會(huì)造成大信號(hào)時(shí)信噪比有余而小信號(hào)時(shí)信噪比不足的缺點(diǎn)。如果較小信號(hào)時(shí)量化級(jí)間度小些，而大信號(hào)時(shí)景化級(jí)間寬度大些，就可以使小信號(hào)時(shí)和大信號(hào)時(shí)的信噪比趨于—致。這種非均勻量化級(jí)的安排稱為非均勻量化或非線性量化。（a律,u律）14.對(duì)于模擬音頻采樣，為什么采用頻率有時(shí)選擇44.1kHz，而不選擇40kHz？請(qǐng)你給出理由。采樣頻率根據(jù)什么原則來(lái)確定？采樣頻率根據(jù)Nyquist采樣定理決定。奈奎斯特采樣定律，即采樣頻率不應(yīng)低于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍人耳聽(tīng)覺(jué)上限為20KHz，由奶奎斯特定律應(yīng)該為40KHz。然而為了防止采樣混疊，在采樣前必須先經(jīng)過(guò)模擬低通濾波，低通濾波器非陡峭截止，因此留10%裕量。另外，采用44.1KHz的原因與電視信號(hào)同步有關(guān)。44.1KHz是理論上的CD音質(zhì)界限，也是當(dāng)今的主流16位采集卡上普遍使用的采樣頻率。15.樣本精度為8比特的信噪比等于多少分貝？①假設(shè)噪聲電壓為1，信號(hào)電壓為2^8=256，信噪比為48分貝③SNR＝10lg[(Vsignal)2/(Vnoise)2]＝20lg(Vsignal/Vnoise)其中：Vsignal表示信號(hào)電壓；Vnoise表示噪聲電壓；SNR的單位為分貝(db)。例1：假設(shè)Vnoise＝1，量化精度為1比特表示Vsignal＝2^1，它的信噪比SNR＝6分貝。例2：假設(shè)Vnoise＝1，量化精度為16比特表示Vsignal＝2^16它的信噪比SNR＝96分貝。16.SB-ADPCM和MPEGAudio都是利用子帶分割的思想，他們之間存在哪些不同？SB-ADPCM在時(shí)域，MPEGAudio在變換域中。17.采用濾波的方法能否濾出量化噪聲？請(qǐng)解釋原因？用濾波的方法不能慮除量化噪聲。通常情況下，量化指的是模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。模擬信號(hào)在時(shí)域上是連續(xù)的，經(jīng)過(guò)采樣后得到時(shí)間上離散但幅值仍是連續(xù)量的一系列信號(hào)值，在這種情況系，必須對(duì)信號(hào)的幅值進(jìn)行量化處理。設(shè)置一定的量化級(jí)別，每一量化級(jí)別對(duì)應(yīng)一個(gè)量化區(qū)間，凡落在某區(qū)間的抽樣信號(hào)樣值都強(qiáng)制性指定為該區(qū)間量化值，量化噪聲就是在這一過(guò)程中出現(xiàn)。在這一過(guò)程中伴隨著信息的丟失，且這是個(gè)不可逆的過(guò)程，一旦信號(hào)經(jīng)過(guò)量化，那么通過(guò)量化值是無(wú)法推斷出原來(lái)的信號(hào)幅值的。通俗點(diǎn)說(shuō)，采樣后得到幅值連續(xù)量的一系列信號(hào)的幅值其大小的可能性是無(wú)窮多的，但是這無(wú)窮多種情況落在同一量化區(qū)間后，得到的量化值都是一個(gè)，所以通過(guò)量化值無(wú)法反推出原來(lái)的信號(hào)幅值。從信號(hào)量化的整個(gè)過(guò)程來(lái)看，量化噪聲是由于量化過(guò)程本身產(chǎn)生的，是信號(hào)本身的問(wèn)題，與傳輸過(guò)程中信道中帶來(lái)的影響無(wú)關(guān)，而使用濾波器只是對(duì)由外界影響產(chǎn)生的噪聲有作用，所以對(duì)于這種由信號(hào)本身產(chǎn)生的噪聲它無(wú)法濾除。18.某信號(hào)幅度介于[-5V,5V]（動(dòng)態(tài)范圍是10V），要求NoiseRMS小于5mV，計(jì)算需要的量化精度（即bit數(shù)）。對(duì)均勻量化而言，有，那么對(duì)于本題來(lái)講，有解得，令量化級(jí)為，則有，解得，所以最少應(yīng)該有10個(gè)bit。19.比較PCM和△M兩種方式進(jìn)行音頻信號(hào)數(shù)字化的優(yōu)缺點(diǎn)。他們各自可以通過(guò)什么方法減小失真？1、△M思想：自動(dòng)調(diào)整量化階△的大??；在檢測(cè)到斜率過(guò)載的時(shí)候增大△，在輸入信號(hào)斜率減小時(shí)降低△。優(yōu)點(diǎn)：DM編碼只須用1位對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行編碼，因此傳輸效率高，傳輸消耗低。缺點(diǎn)：斜率過(guò)載和粒狀噪聲相矛盾，即為了盡可能避免出現(xiàn)斜率過(guò)載，就要加大量化階Δ，但這樣做又會(huì)加大粒狀噪聲；相反，如果要減小粒狀噪聲，就要減小量化階Δ，這又會(huì)使斜率過(guò)載更加嚴(yán)重。減小失真的辦法：=1\*GB3①CFDM，根據(jù)量化器符號(hào)的判斷當(dāng)前區(qū)域是斜率過(guò)載還是顆粒噪聲，進(jìn)而改變△。=2\*GB3②CVSD，如果連續(xù)出現(xiàn)三個(gè)相同值△加大，反之減小2、PCM優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單，直接將量化編碼。它是將原始的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)間采樣，然后對(duì)每一樣值進(jìn)行量化，作為數(shù)字信號(hào)傳輸。缺點(diǎn)：量化誤差較大，傳輸編碼消耗大。減小失真的辦法是：在輸入信號(hào)時(shí)，加入防失真濾波器。20.聲音有哪幾種等級(jí)？它們的頻率范圍分別是什么？①亞音信號(hào)：頻率小于20Hz的信號(hào)，或稱為次音信號(hào)(subsonic)音頻(Audio)信號(hào)：頻率范圍為20Hz～20kHz的信號(hào)超音頻信號(hào)：頻率高于20kHz的信號(hào)，或稱超聲波(ultrasonic)信號(hào)21.聽(tīng)覺(jué)類媒體通常如何分類?聲音的三要素是什么？答案③①按照聲音的變化規(guī)律來(lái)分類：完全任意無(wú)規(guī)則的，比如胡亂敲擊鋼琴鍵所發(fā)出的聲音稱之為1/f0波動(dòng)；按照及其嚴(yán)密的變化規(guī)律的，如按照一定的間隔敲擊鋼琴鍵所發(fā)出的聲音稱之為1/f2波動(dòng)；雖然是任意無(wú)規(guī)則的，但是并不單調(diào)的、具有特別性質(zhì)的波動(dòng)稱之為1/f波動(dòng)樂(lè)音的三要素是：音高、音色和響度②分類：針對(duì)波形的聽(tīng)覺(jué)類媒體（例如WAV）,符號(hào)化的聽(tīng)覺(jué)媒體（例如MID）聲音三要素：頻率，帶寬，響度（樂(lè)音三要素：音高，音色，響度）（見(jiàn)作業(yè)）③分類：波形聲音，語(yǔ)音，音樂(lè)聲音信號(hào)三屬性：頻率，帶寬，響度。？？？分為波形聲音，語(yǔ)音，音樂(lè)（P15頁(yè)下，新書(shū)） 三要素：音量，音調(diào)，音色（fromweb）或響度，音調(diào)，音色（樂(lè)音三要素？？？）響度:聲音大小聲,與發(fā)音體產(chǎn)生的聲波振幅有關(guān)音調(diào):聲音的高低,與發(fā)音體產(chǎn)生的振動(dòng)頻率有關(guān)音色：音色是人們區(qū)別具有同樣響度、同樣音調(diào)的兩個(gè)聲音之所以不同的特性，或者說(shuō)是人耳對(duì)各種頻率、各種強(qiáng)度的聲波的綜合反應(yīng)。22.選擇采樣頻率為22.050kHz和樣本精度為16比特的錄音參數(shù)。在不采用壓縮技術(shù)的情況下，計(jì)算錄制2分鐘的立體聲需要多少M(fèi)B(兆字節(jié))存儲(chǔ)空間(1MB=1024×1024B)。（答案①）①立體聲用兩個(gè)聲道就可以實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)空間為22050*（16/8）*2*120=10.1MB數(shù)據(jù)量Byte=采樣頻率Hz×（采樣位數(shù)/8）×聲道數(shù)×?xí)r間s②假設(shè)為單聲道一個(gè)樣本16bit，采樣率22.050KHz，則一秒數(shù)據(jù)量為16*22.050Kbit2分鐘數(shù)據(jù)量為120*16*22.050Kbit，換算成字節(jié)為120*16*22.050K/8換算成M為120*16*22.050/(8*1024)=5.168Mbytes23.簡(jiǎn)述MIDI及其特點(diǎn)。比較波形音頻與MIDI的主要優(yōu)缺點(diǎn)？1.MIDI是音樂(lè)合成器、樂(lè)器、計(jì)算機(jī)三者交換音樂(lè)信息的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它包含一套命令集合，指示計(jì)算機(jī)中的MIDI設(shè)備的所有動(dòng)作。音樂(lè)合成器、樂(lè)器、計(jì)算機(jī)三者交換音樂(lè)信息的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議MIDI是一套命令集合，指示計(jì)算機(jī)中的MIDI設(shè)備的所有動(dòng)作（演奏樂(lè)符、加大音量、生成音響效果）MIDI是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸速率在31.23千波特的串行接口，可在同一時(shí)刻進(jìn)行雙向傳輸。連接采用MIDICable。GM(GeneralMIDISpecification)2.MIDI文件和WAV文件的區(qū)別生成方式;文件大小;聲音質(zhì)量;易編輯度;用途(PPT)優(yōu)點(diǎn)：1、用合成的方法產(chǎn)生的2、與波形聲音相比，MIDI數(shù)據(jù)不是聲音而是指令，所以它的數(shù)據(jù)量要比波形聲音小，文件小。3、優(yōu)于數(shù)據(jù)量小，可在多媒體應(yīng)用中與其他波形聲音配合使用，形成伴樂(lè)效果，對(duì)MIMD編輯靈活，可自由修改音調(diào)音色等屬性。4、用途廣：可用做長(zhǎng)時(shí)間播放高質(zhì)音樂(lè)、需要以音樂(lè)作為背景音響效果同時(shí)從CD-ROM裝載其他數(shù)據(jù)、需要以音樂(lè)作為背景音響效果同時(shí)播放波形音頻或者實(shí)現(xiàn)文-語(yǔ)轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和音樂(lè)的同時(shí)輸出。缺點(diǎn)：MIMD還原的音質(zhì)依賴于波表，不同波表對(duì)音質(zhì)效果失真不同；表達(dá)能力有限，自然聲音，人聲等基本無(wú)法表達(dá)WAV優(yōu)點(diǎn)：表達(dá)能力強(qiáng)，失真小。WAV缺點(diǎn)：文件較大，不易于編輯。24.視覺(jué)類媒體中各媒體之間的關(guān)系如何？視覺(jué)媒體主要包括三項(xiàng)：圖像與視頻，動(dòng)畫(huà)，圖形，符號(hào)與文字。CHUNcode:WTFSNK1．?dāng)?shù)字圖像是對(duì)每一個(gè)像素采樣，并按照顏色和灰度進(jìn)行量化后得到的數(shù)字化結(jié)果，其存儲(chǔ)與顯示按照一個(gè)一個(gè)像素依次進(jìn)行，稱為位圖圖像。BrotherCHUNcode:WTFSNK2．視頻是時(shí)間上的連續(xù)圖像序列，圖像是離散的視頻。如果序列中每幀圖像是人工或計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的，就稱為動(dòng)畫(huà)，如果圖像是通過(guò)實(shí)時(shí)攝取獲得的，就稱為視頻。BrotherCHUNcode:WTFSNK3．?dāng)?shù)字圖像和視頻是任何視覺(jué)類媒體顯示的基礎(chǔ)：即任何視覺(jué)媒體，必須轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像和視頻才能顯示。BrotherCHUNcode:WTFSNK4．圖形是抽象化，矢量化的圖像，是對(duì)圖像依據(jù)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析而產(chǎn)生的結(jié)果。BrotherCHUN5.符號(hào)是符號(hào)都是某種抽象的結(jié)果，但符號(hào)的存在不依賴于視覺(jué)類媒體，例如通過(guò)語(yǔ)音也能表達(dá)符號(hào)。符號(hào)包括各種各樣描述量、語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、標(biāo)識(shí)等形式，其中最重要的是數(shù)值、字符等有結(jié)構(gòu)的符號(hào)組。在符號(hào)中，結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵性的作用。需要知識(shí)的輔助才可以使用；符號(hào)媒體能夠通過(guò)數(shù)字圖像顯示出來(lái)。符號(hào)媒體中最常見(jiàn)的文字媒體便是如此。符號(hào)媒體的表達(dá)精確度高；符號(hào)媒體存儲(chǔ)量要小得多（只需存儲(chǔ)符號(hào)及結(jié)構(gòu)信息）；6．文本媒體是用得最多的符號(hào)媒體形式。主要特性：流結(jié)構(gòu)形式；對(duì)文本的控制不影響媒體信息本來(lái)的表達(dá)；文本顯示的改變只是屬性的改變，并不影響文本本身的含義；對(duì)文本的處理應(yīng)遵從文本內(nèi)部結(jié)構(gòu)。25.如果有一幅256色的圖像，問(wèn)該圖的顏色深度是多少？Log2(256)=8，colordepth=8，顏色深度為8像素深度是指存儲(chǔ)每個(gè)像素所用的位數(shù)，它也是用來(lái)度量圖像的分辨率。像素深度決定彩色圖像的每個(gè)像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像的每個(gè)像素可能有的灰度級(jí)數(shù)。例如，一幅彩色圖像的每個(gè)像素用R，G，B三個(gè)分量表示，若每個(gè)分量用8位，那末一個(gè)像素共用24位表示，就說(shuō)像素的深度為24，每個(gè)像素可以是2^24=16777216種顏色中的一種。在這個(gè)意義上，往往把像素深度說(shuō)成是圖像深度。表示一個(gè)像素的位數(shù)越多，它能表達(dá)的顏色數(shù)目就越多，而它的深度就越深。顏色深度簡(jiǎn)單說(shuō)就是最多支持多少種顏色。一般是用“位”來(lái)描述的。

如果一個(gè)圖片支持256種顏色（如GIF格式），那么就需要256個(gè)不同的值來(lái)表示不同的顏色，也就是從0到255。用二進(jìn)制表示就是從00000000到11111111，總共需要8位二進(jìn)制數(shù)。所以顏色深度是8。

如果是BMP格式，則最多可以支持紅、綠、藍(lán)各256種，不同的紅綠藍(lán)組合可以構(gòu)成256的3次方種顏色，就需要3個(gè)8位的2進(jìn)制數(shù)，總共24位。所以顏色深度是24。

還有PNG格式，這種格式除了支持24位的顏色外，還支持alpha通道（就是控制透明度用的），總共是32位。

顏色深度越大，圖片占的空間越大。26.比較說(shuō)明圖形與圖象的關(guān)系。1、圖形是一種抽象化的圖像，是對(duì)圖像一句某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析而產(chǎn)生的結(jié)果。他不是直接描述數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)，而是描述產(chǎn)生這些點(diǎn)的過(guò)程很方法。圖形是指用計(jì)算機(jī)繪制工具繪制的畫(huà)面，包括直線、曲線，圓/圓弧，方框等成分。圖形一般按各個(gè)成分的參數(shù)形式存儲(chǔ)，可以對(duì)各個(gè)成分進(jìn)行移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)和扭曲等變換，可以在繪圖儀上將各個(gè)成分輸出。2、圖像是由掃描儀、攝像機(jī)等輸入設(shè)備捕捉實(shí)際的畫(huà)面產(chǎn)生的數(shù)字圖像，是由像素點(diǎn)陣構(gòu)成的位圖。圖像可以用位圖或矢量圖形式存儲(chǔ).表達(dá)形式：圖形是矢量的概念，基本單元是位元；圖像是位圖概念，基本單元是像素。變換效果：圖形可以變換保持不失真；圖像可能產(chǎn)生斜邊效應(yīng)。處理情況：圖元可以單獨(dú)進(jìn)行操作，圖像則不行。圖形是對(duì)圖像的抽象。27.分析YUV色彩空間模型能夠得到廣泛應(yīng)用的原因。YUV是PAL和SECAM模擬彩色電視制式采用的顏色空間。Y表示亮度，UV用來(lái)表示色差，U、V是構(gòu)成彩色的兩個(gè)分量。與RGB視頻信號(hào)傳輸相比，YUV最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的頻寬（RGB要求三個(gè)獨(dú)立的視頻信號(hào)同時(shí)傳輸，這比其它色彩格式需要更多的存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)處理帶寬）；采用YUV還有一個(gè)原因是，使彩色視頻信號(hào)的傳輸兼容老式黑白電視。如果只有Y信號(hào)分量而沒(méi)有U、V分量，那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。28.簡(jiǎn)要說(shuō)明CRT、等離子電視、LCD、LED、OLED發(fā)光的原理。1、CRT顯示器是利用CRT（陰極射線管，就是顯像管）顯像，原理是電子束轟擊熒光粉發(fā)光。CRT是主動(dòng)發(fā)光的顯像器件。2、等離子（PDP）則是利用氣體放電的顯示技術(shù)，原理與日光燈相似等離子管作為發(fā)光元件，屏幕上每一個(gè)等離子管對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，當(dāng)向電極上加入電壓，放電空間內(nèi)的混合氣體（氖，氙等惰性氣體）放電產(chǎn)生紫外線，激發(fā)涂有紅綠藍(lán)熒光粉的熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見(jiàn)光，顯現(xiàn)出圖像。當(dāng)每一顏色單元實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度后再進(jìn)行混色，實(shí)現(xiàn)彩色顯示。3、LCD則是依靠控制光的通過(guò)來(lái)顯像的，有光通過(guò)的地方是亮的，如果一個(gè)像素中，紅色柵格有光通過(guò)，就顯示紅色，以此類推。液晶是被動(dòng)光源的顯像器件。4、LED發(fā)光原理是在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。5、OLED是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。其原理是用ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅(qū)動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子和空穴傳輸層，電子和空穴分別經(jīng)過(guò)電子和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，并在發(fā)光層中相遇，形成激子并使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻射弛豫而發(fā)出可見(jiàn)光。輻射光可從ITO一側(cè)觀察到，金屬電極膜同時(shí)也起了反射層的作用。根據(jù)這種發(fā)光原理而制成顯示器被稱為有機(jī)發(fā)光顯示器，也叫OLED顯示器。29.為什么模擬黑白電視和模擬彩色電視的信號(hào)帶寬均在6MHz左右？以我國(guó)的pal制式為例，分辨率為720*576，即電視線為720/4*3=480線，取一個(gè)較大的值好留下一些余量，取630，而且PAL制的水平逆程為18%，所以每個(gè)行周期能顯示768條黑白線，即每個(gè)周期顯示384個(gè)黑線和白線。又PAL制亮度信號(hào)行頻為15625Hz/s，所以帶寬為384*15625=6MHz。第三章30.信源編碼與信息熵編碼的基本概念。常用的信息熵編碼有哪幾種？②圖象數(shù)據(jù)壓縮的目的是在滿足一定的圖象質(zhì)量(或稱失真度)的條件下，用盡可能少的比特?cái)?shù)來(lái)表示原始圖象，以提高圖象傳輸?shù)男屎蜏p少圖象存儲(chǔ)量，這在信息論中稱為信源編碼。信息熵編碼是根據(jù)符號(hào)出現(xiàn)概率的大小分配不同長(zhǎng)短的碼字，即對(duì)于出現(xiàn)概率較高的符號(hào)分配短碼字，對(duì)出現(xiàn)概率較低的符號(hào)分配較長(zhǎng)的碼字。這樣分配以后，可使平均碼長(zhǎng)減小，從而達(dá)到壓縮的目的，稱之為信息熵編碼。常用熵編碼有：行程編碼，LZW編碼，霍夫曼編碼，算術(shù)編碼等。③商編碼有：Huffman編碼，算術(shù)編碼 信源編碼：為了減少信源輸出符號(hào)序列中的剩余度、提高符號(hào)的平均信息量，對(duì)信源輸出的符號(hào)序列所施行的變換。具體說(shuō)，就是針對(duì)信源輸出符號(hào)序列的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)尋找某種方法，把信源輸出符號(hào)序列變換為最短的碼字序列，使后者的各碼元所載荷的平均信息量最大，同時(shí)又能保證無(wú)失真地恢復(fù)原來(lái)的符號(hào)序列。

信息熵編碼：編碼過(guò)程中不丟失信息量，即要求保存信息熵，是根據(jù)消息出現(xiàn)概率的分布特性而進(jìn)行的，是無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮編碼。31.如何衡量一種數(shù)據(jù)壓縮方法的好壞？多媒體數(shù)據(jù)存在哪些類型的冗余？1.評(píng)價(jià)一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的性能好壞主要有三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：壓縮比，運(yùn)算復(fù)雜度，通用性。壓縮比，未壓縮的比特流長(zhǎng)度/壓縮后的比特流長(zhǎng)度;運(yùn)算復(fù)雜度,包括CPU或MPU完成壓縮的運(yùn)算時(shí)間和算法需要的臨時(shí)存儲(chǔ)空間；通用性，是否符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。（ppt）2.數(shù)據(jù)冗余類型：空間冗余，時(shí)間冗余，信息熵冗余，視覺(jué)冗余，聽(tīng)覺(jué)冗余，結(jié)構(gòu)冗余，知識(shí)冗余等。（書(shū)P38）32.數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)可分為幾大類？每類有何特點(diǎn)？1、無(wú)損壓縮是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)(或者叫做還原，解壓縮)，重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來(lái)的數(shù)據(jù)完全相同；無(wú)損壓縮用于要求重構(gòu)的信號(hào)與原始信號(hào)完全一致的場(chǎng)合。是可逆的。壓縮前后媒體質(zhì)量一樣；但壓縮比一般較小。一個(gè)很常見(jiàn)的例子是磁盤(pán)文件的壓縮。根據(jù)目前的技術(shù)水平，無(wú)損壓縮算法一般可以把普通文件的數(shù)據(jù)壓縮到原來(lái)的1/2～1/4。一些常用的無(wú)損壓縮算法有霍夫曼(Huffman)算法和LZW(Lenpel-Ziv&Welch)壓縮算法。2、有損壓縮是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來(lái)的數(shù)據(jù)有所不同，但不會(huì)讓人對(duì)原始資料表達(dá)的信息造成誤解。有損壓縮適用于重構(gòu)信號(hào)不一定非要和原始信號(hào)完全相同的場(chǎng)合。是不可逆的。壓縮前后質(zhì)量不一樣，信息有所失，但壓縮比一般很大。例如，圖像和聲音的壓縮就可以采用有損壓縮，因?yàn)槠渲邪臄?shù)據(jù)往往多于我們的視覺(jué)系統(tǒng)和聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)所能接收的信息，丟掉一些數(shù)據(jù)而不至于對(duì)聲音或者圖像所表達(dá)的意思產(chǎn)生誤解，但可大大提高壓縮比。33.舉例說(shuō)明Huffman編碼、自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼的編碼原理及編碼過(guò)程。①Huffman編碼：設(shè)信源符號(hào)包括,其出現(xiàn)概率分別為，。求其哈夫曼碼。哈夫曼編碼方法是先將信源符號(hào)按出現(xiàn)概率的大小排成一列，然后把最末兩個(gè)符號(hào)的概率加起來(lái)，合成一個(gè)概率。再把這個(gè)概率與其余符號(hào)的概率按大小重新排列，再把最末兩個(gè)概率加起來(lái)，合成一個(gè)概率。如此進(jìn)行下去，直到最后剩下兩個(gè)概率為止。以上步驟完成之后，從最后兩個(gè)概率開(kāi)始逐步向前進(jìn)行編碼，每一步只須對(duì)二個(gè)分支各賦予一個(gè)二進(jìn)制碼，如對(duì)概率大的賦予碼元0，對(duì)概率小的賦予碼元1。最后一列是形成各個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的哈夫曼碼。形成哈夫曼碼的規(guī)則是：依次記錄該符號(hào)本身概率所賦予的碼元（0或1），及其在各步概率合并后賦予的碼元（0或1），順序排列起來(lái)再反序。算術(shù)編碼：算術(shù)編碼在圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)(如JPEG，JBIG)中扮演了重要的角色在算術(shù)編碼中，消息用0到1之間的實(shí)數(shù)進(jìn)行編碼，算術(shù)編碼用到兩個(gè)基本的參數(shù)：符號(hào)的概率和它的編碼間隔決定壓縮編碼的效率，也決定編碼過(guò)程中信源符號(hào)的間隔，而這些間隔包含在0到1之間過(guò)程中的間隔決定了符號(hào)壓縮后的輸出。算術(shù)編碼示例假設(shè)信源符號(hào)為{00,01,10,11}，這些符號(hào)的概率分別為{0.1,0.4,0.2,0.3}，根據(jù)這些概率可把間隔[0,1)分成4個(gè)子間隔：[0,0.1),[0.1,0.5),[0.5,0.7),[0.7,1)，二進(jìn)制消息序列的輸入為：1000110010110134.為什么霍夫曼編碼被稱為最優(yōu)編碼（optimalprefixcode）？霍夫曼編碼，是變長(zhǎng)編碼，它的核心思想：出現(xiàn)次數(shù)最多的符號(hào)用最短的編碼，出現(xiàn)次數(shù)最少的符號(hào)用最長(zhǎng)的編碼。當(dāng)信源符號(hào)概率是2的負(fù)冪次方時(shí)，編碼效率達(dá)到100%。一般情況下，它的編碼效率比其他編碼方法的效率高35.統(tǒng)計(jì)編碼有何特點(diǎn)？行程編碼是如何編碼的？(答①)①統(tǒng)計(jì)編碼包括行程編碼，LZW編碼和哈夫曼編碼，算術(shù)編碼，屬于無(wú)失真編碼。它是根據(jù)信息出現(xiàn)概率的分布而進(jìn)行的壓縮編碼。編碼時(shí)某種比特或字節(jié)模式的出現(xiàn)概率大，用較短的碼字表示；出現(xiàn)概率小，用較長(zhǎng)的碼字表示。如果碼流中所有模式出現(xiàn)的概率相等，則平均信息量最大，信源沒(méi)有冗余。它宗旨在于，在消息和碼字之間找到一種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，以便在恢復(fù)時(shí)能準(zhǔn)確無(wú)誤的再現(xiàn)出來(lái)，使平均碼長(zhǎng)或碼率壓低到最低限度。行程編碼：主要技術(shù)是檢測(cè)重復(fù)的比特或者字符序列，并用它們的出現(xiàn)次數(shù)取而代之，它計(jì)算信源符號(hào)出現(xiàn)的行程長(zhǎng)度，然后將行程長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換成代碼，它適合0，1成片出現(xiàn)的數(shù)據(jù)壓縮。②統(tǒng)計(jì)編碼根據(jù)信息碼字出現(xiàn)概率的分布特征而進(jìn)行壓縮編碼，尋找概率與碼字長(zhǎng)度間的最優(yōu)匹配。常用的統(tǒng)計(jì)編碼有行程編碼、Huffman編碼和算術(shù)編碼三種。行程編碼是一種統(tǒng)計(jì)編碼，該編碼屬于無(wú)損壓縮編碼。對(duì)于二值圖有效。

行程編碼的基本原理是：用一個(gè)符號(hào)值或串長(zhǎng)代替具有相同值的連續(xù)符號(hào)（連續(xù)符號(hào)構(gòu)成了一段連續(xù)的“行程”。行程編碼因此而得名），使符號(hào)長(zhǎng)度少于原始數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

例如：5555557777733322221111111

行程編碼為：（5，6）（7，5）（3，3）（2，4）（l，7）?？梢?jiàn)，行程編碼的位數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原始字符串的位數(shù)。③特點(diǎn)：無(wú)損，存在壓縮極限，有錯(cuò)誤蔓延的情況形成編碼：統(tǒng)計(jì)編碼特點(diǎn)：根據(jù)Shannon信息熵理論編碼，最佳的數(shù)據(jù)壓縮方法的理論極限是信息熵。如果要求在編碼過(guò)程中不丟失信息量，即要求保存信息熵，這種信息保持的編碼又叫熵保存編碼，或叫熵編碼。熵編碼是無(wú)失真壓縮。行程編碼實(shí)現(xiàn)：36.ΔM、DPCM、ADPCM編碼的基本原理是什么？（增加了其他幾種編碼）1、PCM：即脈碼編碼，它是將原始的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)間采樣，然后對(duì)每一樣值進(jìn)行量化，作為數(shù)字信號(hào)傳輸。2、deltaM：增量調(diào)制是對(duì)實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性進(jìn)行編碼，將極性變成“0”和“1”這兩種可能的取值之一。如果實(shí)際的采樣信號(hào)與預(yù)測(cè)的采樣信號(hào)之差的極性為“正”，則用“1”表示；相反則用“0”表示，或者相反。由于DM編碼只須用1位對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行編碼，所以DM編碼系統(tǒng)又稱為“1位系統(tǒng)”。3、APCM,自適應(yīng)脈碼調(diào)制是一種根據(jù)輸入信號(hào)幅度大小來(lái)改變量化階大小的一種波形編碼技術(shù)。這種自適應(yīng)可以是瞬時(shí)自適應(yīng)，即量化階的大小每隔幾個(gè)樣本就改變；也可以是音節(jié)自適應(yīng)，即量化階的大小在較長(zhǎng)時(shí)間周期里發(fā)生變化。改變量化階大小的方法有兩種：前向自適應(yīng)和后向自適應(yīng)。

4、DPCM,差分脈沖編碼調(diào)制是對(duì)輸入對(duì)相鄰樣本之差編碼而不是對(duì)樣本本身編碼，由于相鄰樣本之差比實(shí)際樣本幅度小，所以表示差信號(hào)需要較小的位數(shù)。

對(duì)于有些信號(hào)(例如圖像信號(hào))由于信號(hào)的瞬時(shí)斜率比較大，很容易引起過(guò)載，因此，不能用簡(jiǎn)單增量調(diào)制（△M編碼）進(jìn)行編碼，對(duì)于這類瞬時(shí)斜率比較大的信號(hào)，通常采用一種綜合了增量調(diào)制和PCM脈沖編碼調(diào)制兩者特點(diǎn)的調(diào)制方法進(jìn)行編碼，這種編碼方式被簡(jiǎn)稱為脈碼增量調(diào)制，或稱差值脈碼調(diào)制，用DPCM表示。

37.G.711中使用的量化和JPEG壓縮中的量化有何差異？G.711,采用非線性量化技術(shù),P47JPEG,采用線性均勻量化器，P5338.MPEG編碼中減少時(shí)間冗余量的方法有哪些？(書(shū)上p58，ppt)為了減少時(shí)間冗余量，MPEG將1/3的時(shí)間間隔的幀序列電視圖像，以3種類型的圖像表示，即內(nèi)碼幀（I）,預(yù)測(cè)幀（P）,插補(bǔ)幀（B），另有第四種類型幀D幀，它是一種專用幀格式，僅僅用于現(xiàn)實(shí)快速查詢中。移動(dòng)補(bǔ)償算法來(lái)去掉冗余信息1/4象素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)7種大小不同的塊進(jìn)行匹配前向與后向多個(gè)參考幀39.MPEG-4與MPEG-1、MPEG-2有什么本質(zhì)不同？MPEG-7的目標(biāo)是什么？①M(fèi)PEG-1和MPEG-2是采用以仙農(nóng)信息論為基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、熵編碼及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)鹊谝淮鷶?shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù),它們著眼于圖像信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)設(shè)計(jì)編碼器，屬于波形編碼的范疇；MPEG-4（ISO/IEC14496）則是基于第二代壓縮編碼技術(shù)制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它以視聽(tīng)媒體對(duì)象為基本單元，采用基于內(nèi)容的壓縮編碼，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字視音頻、圖形合成應(yīng)用及交互式多媒體的集成，基于Vop的編碼，包括形狀編碼、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、紋理編碼、分級(jí)擴(kuò)展編碼。（P63）MPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263都是第一代壓縮編碼技術(shù)，MPEG-4代表了基于模型/對(duì)象的第二代壓縮編碼技術(shù)，充分利用了人眼視覺(jué)特性，抓住了圖像信息傳輸?shù)谋举|(zhì)，從輪廓、紋理思路出發(fā)，支持基于視覺(jué)內(nèi)容的交互功能，這適應(yīng)了多媒體信息的應(yīng)用由播放型轉(zhuǎn)向基于內(nèi)容的訪問(wèn)、檢索及制作的發(fā)展趨勢(shì)。AV對(duì)象（AVO，AudioVisualObject）是MPEG-4為支持基于內(nèi)容編碼而提出的重要概念。對(duì)象是指在一個(gè)場(chǎng)景中能夠訪問(wèn)和操縱的實(shí)體，對(duì)象的劃分可根據(jù)其獨(dú)特的紋理、運(yùn)動(dòng)、形狀、模型和高層語(yǔ)義為依據(jù)。在MPEG-4中所見(jiàn)的視音頻已不再是過(guò)去MPEG-1、MPEG-2中圖像幀的概念，而是一個(gè)個(gè)視聽(tīng)場(chǎng)景（AV場(chǎng)景），這些不同的AV場(chǎng)景由不同的AV對(duì)象組成。（ppt）MPEG-7：MPEG-7并不是一個(gè)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)多媒體內(nèi)容的描述標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-7:其目標(biāo)就是產(chǎn)生一種描述多媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，滿足實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)以及推-拉應(yīng)用的需求。MPEG-7的功能與其他MPEG標(biāo)準(zhǔn)互為補(bǔ)充。MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4是內(nèi)容本身的表示，而MPEG-7是有關(guān)內(nèi)容的信息，是比特的比特。1.支持多種音頻和視覺(jué)的描述描述包括自由文本、n維時(shí)空結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)信息、客觀屬性、主觀屬性、生產(chǎn)屬性和組合信息。對(duì)于視覺(jué)信息，描述可能包括顏色、視覺(jué)對(duì)象、紋理、草圖、形狀、體積、空間關(guān)系、運(yùn)動(dòng)及變形等。對(duì)于音頻信息，描述可能包括音調(diào)、調(diào)式、音速、音速變化等。2.根據(jù)信息的抽象層次，提供一種描述多媒體材料的方法以便表示不同層次的用戶對(duì)信息的需求。3.支持?jǐn)?shù)據(jù)管理的靈活性、數(shù)據(jù)資源的全球化和互操作性。40.MPEG標(biāo)準(zhǔn)中I幀、P幀和B幀的定義和作用是什么？說(shuō)明雙向預(yù)測(cè)誤差的方法的優(yōu)缺點(diǎn)。（答②，P58）②I幀:內(nèi)碼幀，是完整的獨(dú)立編碼的圖像，是不能有其他幀構(gòu)造的幀，必須存儲(chǔ)或者傳輸，由于I幀與其他幀無(wú)關(guān)，它可以作為視頻序列的起點(diǎn)和數(shù)據(jù)流中隨機(jī)訪問(wèn)點(diǎn)。I幀是基準(zhǔn)幀。P幀：預(yù)測(cè)幀，通過(guò)對(duì)它之前的I幀進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)預(yù)測(cè)誤差作有條件的存儲(chǔ)和傳輸。B幀：雙向幀或插補(bǔ)幀，是根據(jù)其前后的I幀或者P幀的信息進(jìn)行差值編碼而獲得，該過(guò)程有時(shí)也稱為雙向插值。優(yōu)點(diǎn)：它既可以利用前面圖的信息，又可以利用后面圖的信息。由于視頻信號(hào)時(shí)域幀間冗余度很高，需要傳送的附加運(yùn)動(dòng)校正信息非常少，所以插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償可以大幅度的壓縮數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)：如果插補(bǔ)圖過(guò)多，盡管壓縮比增加，但圖像的質(zhì)量會(huì)降低。對(duì)大多數(shù)圖像而言，參考圖之間以大約1/10s的時(shí)間間隔隔開(kāi)還是合乎要求的。③首先,MPEG-1壓縮的基本思想:幀內(nèi)壓縮和幀間壓縮。

其次,時(shí)間相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)分析:統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明,在間隔1~2幀的圖像中,各像素只有10%以下的點(diǎn),其亮度差值變化超過(guò)2%,而色度差值的變化只有1%以下。采用的壓縮方法:分組:把幾幀圖像分為一組(GOP),為防止運(yùn)動(dòng)變化,幀數(shù)不宜取多。

1.定義幀:將每組內(nèi)各幀圖像定義為三種類型,即I幀、B幀和P幀;

2.預(yù)測(cè)幀:以I幀做為基礎(chǔ)幀,以I幀預(yù)測(cè)P幀,再由I幀和P幀預(yù)測(cè)B幀;

3.數(shù)據(jù)傳輸:最后將I幀數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)的差值信息進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。I幀:幀內(nèi)編碼幀

I幀特點(diǎn):

1.它是一個(gè)全幀壓縮編碼幀。它將全幀圖像信息進(jìn)行JPEG壓縮編碼及傳輸;

2.解碼時(shí)僅用I幀的數(shù)據(jù)就可重構(gòu)完整圖像;

3.I幀描述了圖像背景和運(yùn)動(dòng)主體的詳情;

4.I幀不需要參考其他畫(huà)面而生成;

5.I幀是P幀和B幀的參考幀(其質(zhì)量直接影響到同組中以后各幀的質(zhì)量);

6.I幀是幀組GOP的基礎(chǔ)幀(第一幀),在一組中只有一個(gè)I幀;

7.I幀不需要考慮運(yùn)動(dòng)矢量;

8.I幀所占數(shù)據(jù)的信息量比較大。P幀:前向預(yù)測(cè)編碼幀。

P幀的預(yù)測(cè)與重構(gòu):P幀是以I幀為參考幀,在I幀中找出P幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值和運(yùn)動(dòng)矢量,取預(yù)測(cè)差值和運(yùn)動(dòng)矢量一起傳送。在接收端根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量從I幀中找出P幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值并與差值相加以得到P幀“某點(diǎn)”樣值,從而可得到完整的P幀。

P幀特點(diǎn):

1.P幀是I幀后面相隔1~2幀的編碼幀;

2.P幀采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒▊魉退c前面的I或P幀的差值及運(yùn)動(dòng)矢量(預(yù)測(cè)誤差);

3.解碼時(shí)必須將I幀中的預(yù)測(cè)值與預(yù)測(cè)誤差求和后才能重構(gòu)完整的P幀圖像;

4.P幀屬于前向預(yù)測(cè)的幀間編碼。它只參考前面最靠近它的I幀或P幀;

5.P幀可以是其后面P幀的參考幀,也可以是其前后的B幀的參考幀;

6.由于P幀是參考幀,它可能造成解碼錯(cuò)誤的擴(kuò)散;

7.由于是差值傳送,P幀的壓縮比較高。B幀:雙向預(yù)測(cè)內(nèi)插編碼幀。

B幀的預(yù)測(cè)與重構(gòu)

B幀以前面的I或P幀和后面的P幀為參考幀,“找出”B幀“某點(diǎn)”的預(yù)測(cè)值和兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量,并取預(yù)測(cè)差值和運(yùn)動(dòng)矢量傳送。接收端根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量在兩個(gè)參考幀中“找出(算出)”預(yù)測(cè)值并與差值求和,得到B幀“某點(diǎn)”樣值,從而可得到完整的B幀。

B幀特點(diǎn)

1.B幀是由前面的I或P幀和后面的P幀來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)的;

2.B幀傳送的是它與前面的I或P幀和后面的P幀之間的預(yù)測(cè)誤差及運(yùn)動(dòng)矢量;

3.B幀是雙向預(yù)測(cè)編碼幀;

4.B幀壓縮比最高,因?yàn)樗环从潮麉⒖紟g運(yùn)動(dòng)主體的變化情況,預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確;

5.B幀不是參考幀,不會(huì)造成解碼錯(cuò)誤的擴(kuò)散。注:I、B、P各幀是根據(jù)壓縮算法的需要,是人為定義的,它們都是實(shí)實(shí)在在的物理幀,至于圖像中的哪一幀是I幀,是隨機(jī)的,一但確定了I幀,以后的各幀就嚴(yán)格按規(guī)定順序排列。雙向預(yù)測(cè)優(yōu)點(diǎn)：與JPEG相比，在相同質(zhì)量前提下，其壓縮比要大多了，有利于降低數(shù)據(jù)率，節(jié)省存儲(chǔ)空間。缺點(diǎn)是只有I幀才是關(guān)鍵幀，別的P,B幀不能獨(dú)立存在，所以MPEG不適合編輯。41.請(qǐng)對(duì)H.261、H.263作比較說(shuō)明。H.261的圖象格式是怎樣的?①H.263標(biāo)準(zhǔn)在低碼率下能夠提供比H.261更好的圖像效果，兩者的區(qū)別有：(1)H.263的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用半象素精度，而H.261則用全象素精度和循環(huán)濾波；(2)數(shù)據(jù)流層次結(jié)構(gòu)的某些部分在H.263中是可選的，使得編解碼可以配置成更低的數(shù)據(jù)率或更好的糾錯(cuò)能力；(3)H.263包含四個(gè)可協(xié)商的選項(xiàng)以改善性能；(4)H.263采用無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)向量以及基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼；(5)采用事先預(yù)測(cè)和與MPEG中的P-B幀一樣的幀預(yù)測(cè)方法；(6)H.263支持5種分辨率，即除了支持H.261中所支持的QCIF和CIF外，還支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當(dāng)于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF分別為CIF的4倍和16倍。

圖像壓縮格式ISO/IEC/ITU-TJPEG·JPEG2000·losslessJPEG·JBIG·JBIG2其它BMP·GIF·ILBM·PCX·PNG·TGA·TIFF·HDPhoto②1．H.261H.261又稱為P*64，其中P為64kb/s的取值范圍，是1到30的可變參數(shù)，它最初是針對(duì)在ISDN上實(shí)現(xiàn)電信會(huì)議應(yīng)用特別是面對(duì)面的可視電話和視頻會(huì)議而設(shè)計(jì)的。實(shí)際的編碼算法類似于MPEG算法，但不能與后者兼容。H.261在實(shí)時(shí)編碼時(shí)比MPEG所占用的CPU運(yùn)算量少得多，此算法為了優(yōu)化帶寬占用量，引進(jìn)了在圖像質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)幅度之間的平衡折中機(jī)制，也就是說(shuō)，劇烈運(yùn)動(dòng)的圖像比相對(duì)靜止的圖像質(zhì)量要差。因此這種方法是屬于恒定碼流可變質(zhì)量編碼而非恒定質(zhì)量可變碼流編碼。2．H.263H.263是國(guó)際電聯(lián)ITU-T的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案，是為低碼流通信而設(shè)計(jì)的。但實(shí)際上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可用在很寬的碼流范圍，而非只用于低碼流應(yīng)用，它在許多應(yīng)用中可以認(rèn)為被用于取代H.261。H.263的編碼算法與H.261一樣，但做了一些改善和改變，以提高性能和糾錯(cuò)能力。.263標(biāo)準(zhǔn)在低碼率下能夠提供比H.261更好的圖像效果，兩者的區(qū)別有：(1)H.263的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用半象素精度，而H.261則用全象素精度和循環(huán)濾波；(2)數(shù)據(jù)流層次結(jié)構(gòu)的某些部分在H.263中是可選的，使得編解碼可以配置成更低的數(shù)據(jù)率或更好的糾錯(cuò)能力；(3)H.263包含四個(gè)可協(xié)商的選項(xiàng)以改善性能；(4)H.263采用無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)向量以及基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼；(5)采用事先預(yù)測(cè)和與MPEG中的P-B幀一樣的幀預(yù)測(cè)方法；(6)H.263支持5種分辨率，即除了支持H.261中所支持的QCIF和CIF外，還支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當(dāng)于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF分別為CIF的4倍和16倍。H.261支持QCIF和CIF圖像格式。③H.261又稱為P*64，其中P為64kb/s的取值范圍，是1到30的可變參數(shù)，它最初是針對(duì)在ISDN上實(shí)現(xiàn)電信會(huì)議應(yīng)用特別是面對(duì)面的可視電話和視頻會(huì)議而設(shè)計(jì)的。實(shí)際的編碼算法類似于MPEG算法，但不能與后者兼容。H.261在實(shí)時(shí)編碼時(shí)比MPEG所占用的CPU運(yùn)算量少得多，此算法為了優(yōu)化帶寬占用量，引進(jìn)了在圖像質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)幅度之間的平衡折中機(jī)制，也就是說(shuō)，劇烈運(yùn)動(dòng)的圖像比相對(duì)靜止的圖像質(zhì)量要差。因此這種方法是屬于恒定碼流可變質(zhì)量編碼而非恒定質(zhì)量可變碼流編碼。H.263是國(guó)際電聯(lián)ITU-T的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案，是為低碼流通信而設(shè)計(jì)的。但實(shí)際上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可用在很寬的碼流范圍，而非只用于低碼流應(yīng)用，它在許多應(yīng)用中可以認(rèn)為被用于取代H.261。H.263的編碼算法與H.261一樣，但做了一些改善和改變，以提高性能和糾錯(cuò)能力。H.263標(biāo)準(zhǔn)在低碼率下能夠提供比H.261更好的圖像效果，兩者的區(qū)別有：(1)H.263的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用半象素精度，而H.261則用全象素精度和循環(huán)濾波；(2)數(shù)據(jù)流層次結(jié)構(gòu)的某些部分在H.263中是可選的，使得編解碼可以配置成更低的數(shù)據(jù)率或更好的糾錯(cuò)能力；(3)H.263包含四個(gè)可協(xié)商的選項(xiàng)以改善性能；(4)H.263采用無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)向量以及基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼；(5)采用事先預(yù)測(cè)和與MPEG中的P-B幀一樣的幀預(yù)測(cè)方法；(6)H.263支持5種分辨率，即除了支持H.261中所支持的QCIF和CIF外，還支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當(dāng)于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF分別為CIF的4倍和16倍。H.261支持的圖像格式包括QCIF,CIF。H.261是ITU-T為在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)上開(kāi)展雙向聲像業(yè)務(wù)(可視電話、視頻會(huì)議)而制定的，速率為64kb/s的整數(shù)倍。H.261只對(duì)CIF和QCIF兩種圖像格式進(jìn)行處理，每幀圖像分成圖像層、宏塊組(GOB)層、宏塊(MB)層、塊(Block)層來(lái)處理。H.261是最早的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)制定了視頻編碼的各個(gè)部分，包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)、DCT變換、量化、熵編碼，以及與固定速率的信道相適配的速率控制等部分。H.261是最早的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)制定了視頻編碼的各個(gè)部分，包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)、DCT變換、量化、熵編碼，以及與固定速率的信道相適配的速率控制等部分。H.263與H.261相比，增加了若干選項(xiàng)，提供了更靈活的編碼方式，壓縮效率大大提高，更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸。碼率可以更低，支持的原始圖像格式更多。H263編碼速度快，適用于需要雙向編碼并傳輸?shù)膱?chǎng)合和網(wǎng)絡(luò)條件不是很好的場(chǎng)合。H263的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用半像素精度，而H261則用全像素精度和循環(huán)濾波；數(shù)據(jù)流層次結(jié)構(gòu)的某些部分在h263中是可選的，使得編碼可以配置成更低的數(shù)據(jù)率或更好的糾錯(cuò)能力；H263包含四個(gè)可協(xié)商的選項(xiàng)以改善性能；H263采用無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)向量以及基于語(yǔ)法的算術(shù)編碼；采用事先預(yù)測(cè)和雨MPEG中的P-B幀一樣的幀預(yù)測(cè)方法；h263支持五種分辨率，及除了支持H261中所支持的QCIF和CIF外，還支持SQCIF、4CIF和16CIF，SQCIF相當(dāng)于QCIF一半的分辨率，而4CIF和16CIF分別為CIF的4倍和16倍。42.G.711標(biāo)準(zhǔn)定義的輸出數(shù)據(jù)率是多少？T1的數(shù)據(jù)率是多少？E1的數(shù)據(jù)率是多少？①G.711：64kbps； T1：1.544Mbps；E1：2.048Mbps②G.711的輸出數(shù)據(jù)率為64kbps，T1的數(shù)據(jù)率：1.544Mbps。E1的數(shù)據(jù)率：2.048Mbps。③G.711數(shù)字化模擬語(yǔ)音信號(hào)，產(chǎn)生每秒64k位(Kbps)的輸出。北美的24路脈碼調(diào)制PCM簡(jiǎn)稱T1，速率是1.544Mbit/s

歐洲的30路脈碼調(diào)制PCM簡(jiǎn)稱E1，速率是2.048Mbit/s43.簡(jiǎn)述G.711、G.721、G.722語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行比較說(shuō)明。(P47)①G.711：對(duì)于采樣頻率為8kHz，樣本精度為13位、14位或者16位的輸入信號(hào)，使用μ律壓擴(kuò)編碼或者使用A律壓擴(kuò)編碼，經(jīng)過(guò)PCM編碼器之后每個(gè)樣本的精度為8位，輸出的數(shù)據(jù)率為64kb/s。這個(gè)數(shù)據(jù)就是CCITT推薦的G.711標(biāo)準(zhǔn)—話音頻率脈沖編碼調(diào)制。G.721：ADPCM是利用樣本與樣本之間的高度相關(guān)性和量化階自適應(yīng)來(lái)壓縮數(shù)據(jù)的一種波形編碼技術(shù)，CCITT為此制定了G.721推薦標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)叫做32kb/sADPCM。G.721的輸入信號(hào)是G.711PCM代碼，它的數(shù)據(jù)率為64kb/s。而G.721ADPCM的輸出是用4位表示的差分信號(hào)，它的采樣率仍然是8kHz，它的數(shù)據(jù)率為32kb/s，這樣就獲得了2∶1的數(shù)據(jù)壓縮。G.722：G.722是CCITT推薦的音頻信號(hào)編碼譯碼標(biāo)準(zhǔn)。G.722標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率為64kb/s，采樣頻率由8kHz提高到16kHz，是G.711PCM采樣率的2倍，因而要被編碼的信號(hào)頻率由原來(lái)的3.4kHz擴(kuò)展到7kHz。這就使音頻信號(hào)的質(zhì)量有很大改善，由數(shù)字電話的話音質(zhì)量提高到調(diào)幅(AM)無(wú)線電廣播的質(zhì)量。②G.7xxG.7xx是一組ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，用于音頻壓縮和解壓縮。它主要用于電話方面。在電話技術(shù)中，有兩個(gè)主要的算法標(biāo)準(zhǔn)，分別定義在mu-law算法（美國(guó)使用）和a-law算法（歐洲及世界其他國(guó)家使用）中。兩者都是基于對(duì)數(shù)關(guān)系的，但對(duì)于計(jì)算機(jī)的處理來(lái)說(shuō)，后者更為簡(jiǎn)單。G.711――64kbps信道上的語(yǔ)音頻率脈沖編碼調(diào)制（PCM）G.721――32kbit/s自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）G.722――64kbit/s下的7kHz音頻編碼③G.711

―

64

kbps

信道上的語(yǔ)音頻率脈沖編碼調(diào)制（PCM）

G.711是在1972年公布的用于音頻壓縮擴(kuò)展的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，其主要用在電話中。G.711代表了用于語(yǔ)音信號(hào)頻率的8比特壓縮脈沖編碼解調(diào)(PCM)信號(hào)瞬時(shí)值，取樣率為每秒8000個(gè)樣本。G.711編碼器會(huì)產(chǎn)生64kbit/s的比特流。該標(biāo)準(zhǔn)中定義的兩個(gè)主要的算法為：mu-law（在北美和日本使用）和a-law（在歐洲和其他國(guó)家使用）。

G.721是一種32kbps自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制語(yǔ)音壓縮算法。取樣頻率為8KHz，它可以產(chǎn)生高質(zhì)量語(yǔ)音。由于傳輸誤差率高于10.4，所以一般認(rèn)為其傳輸質(zhì)量要好于G.711。G.721是第一個(gè)ADPCM標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)有了傳輸速率為40,32,24和16kbps的G.726和G.727算法。G.722是支持比特率為64,56和48kbps多頻率語(yǔ)音編碼算法。在G.722中，語(yǔ)音信號(hào)的取樣率為每秒16000個(gè)樣本。與3.6kHz的的頻率語(yǔ)音編碼相比較，G.722可以處理頻率達(dá)7kHz音頻信號(hào)寬帶。G.722編碼器是基于子帶自適應(yīng)差分脈沖編碼（SB-ADPCM）原理的。信號(hào)被分為兩個(gè)子帶，并且采用ADPCM技術(shù)對(duì)兩個(gè)子帶的樣本進(jìn)行編碼。比較：G.722標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率為64kb/s，采樣頻率由8kHz提高到16kHz，是G.711PCM采樣率的2倍，因而要被編碼的信號(hào)頻率由原來(lái)的3.4kHz擴(kuò)展到7kHz。這就使音頻信號(hào)的質(zhì)量有很大改善，由數(shù)字電話的話音質(zhì)量提高到調(diào)幅(AM)無(wú)線電廣播的質(zhì)量壓縮算法采樣率樣本精度數(shù)據(jù)率G.711PCM8KHZ8位64KbpsG.721ADPCM8KHZ4位32KbpsG.722SB-ADPCM16KHZ4位64Kbps44.話音編譯碼器通?？梢苑殖赡娜N類型，并舉例簡(jiǎn)述其基本原理。(P46) 波形編譯碼器:利用抽樣和量化過(guò)程來(lái)表示音頻信號(hào)的波形，不利用生成話音信號(hào)的知識(shí)產(chǎn)生而是產(chǎn)生一種重構(gòu)信號(hào)，重構(gòu)信號(hào)的波形和原始話音波形盡可能一致.它主要根據(jù)人耳的聽(tīng)覺(jué)特性進(jìn)行量化，以達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。例如脈沖編碼調(diào)制（PCM） 音源編譯碼器:通過(guò)話音波形的信號(hào)中提取生成話音的參數(shù)，使用這些參數(shù)通過(guò)話音生成模型重構(gòu)出話音。把音頻信號(hào)表示成某種模型的輸出，利用特征提取的方法抽取必要的模型參數(shù)和激勵(lì)信號(hào)的信息并編碼，最后輸出端合成原始信號(hào)。目的是重建音頻，保持原音頻的特性。例如線性預(yù)測(cè)編碼（LPC） 混合編譯碼器:想法是企圖填補(bǔ)波形編譯碼和音源編譯碼之間的間隔。介于上述兩種編碼方法之間，集中了這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，可以在較低碼率上得到較高的音質(zhì)，例如，時(shí)域合成-分析(analysis-by-synthesis，AbS)編譯碼器45.瞬時(shí)噪聲定形（TemporalNoiseShaping，TNS）要解決的問(wèn)題是什么？該技術(shù)采用什么方法解決問(wèn)題的。TNS模塊是用來(lái)控制量化噪聲的瞬時(shí)形狀的一種方法，解決掩蔽閾值和量化噪聲的錯(cuò)誤匹配問(wèn)題。這種技術(shù)的基本想法是，在時(shí)域中的音調(diào)聲信號(hào)在頻域中有一個(gè)瞬時(shí)尖峰，TNS使用這種雙重性來(lái)擴(kuò)展已知的預(yù)測(cè)編碼技術(shù)，把量化噪聲置于實(shí)際的信號(hào)之下以避免錯(cuò)誤匹配。正常情況下，頻域上的系數(shù)通過(guò)PCM進(jìn)行編碼；并隨時(shí)對(duì)頻率系數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)預(yù)測(cè)器發(fā)現(xiàn)頻域系數(shù)變化超過(guò)一定閾值的時(shí)候，對(duì)頻域系數(shù)采用DPCM編碼。通過(guò)對(duì)頻域系數(shù)編碼的調(diào)整降低頻域上量化給時(shí)域帶來(lái)的噪聲46.解釋與聲音有關(guān)的名詞：聽(tīng)閾，痛閾，頻域掩蔽，時(shí)域掩蔽。聽(tīng)閾：當(dāng)聲音弱到人的耳朵剛剛可以聽(tīng)見(jiàn)時(shí)，我們稱此時(shí)的聲音強(qiáng)度為“聽(tīng)閾”。痛閾：聲音強(qiáng)到使人耳感到疼痛時(shí)，這個(gè)閾值稱為“痛閾”。頻域掩蔽：同時(shí)發(fā)出的頻率接近的兩個(gè)純音，聲強(qiáng)低的純音會(huì)被聲強(qiáng)高的純音淹沒(méi)時(shí)域掩蔽：在時(shí)間上相鄰的聲音之間也有掩蔽現(xiàn)象，稱為時(shí)域掩蔽。產(chǎn)生的主要原因是人的大腦處理信息需要花費(fèi)一定的時(shí)間。47.簡(jiǎn)述MPEG-2AAC的特性。②利用掩蔽特性減少數(shù)據(jù)量，并把量化噪聲分散到各個(gè)子帶中，用全局信號(hào)把噪聲掩蔽掉。采樣頻率可從8kHz到96kHz，可支持聲道數(shù)目極多1)提升的壓縮率：可以以更小的文件大小獲得更高的音質(zhì)；

2)支持多聲道：可提供最多48個(gè)全音域聲道；

3)更高的解析度：最高支持96KHz的采樣頻率；

4)提升的解碼效率：解碼播放所占的資源更少；48.MPEG-1的層1、層2、層3編碼分別使用了聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的什么特性？MPEG-1的層1、層2、層3編碼器的聲音輸出速率范圍分別是多少？Layer1:384kbit/s，壓縮率4:1Layer2:192-256kbit/s，壓縮率8:1-6:1Layer3:112-128kbit/s，壓縮率12:1-10:1③MPEG-1音頻分三層，分別為MPEG-1Layer1，MPEG-Layer2以及MPEG-Layer3，并且高層兼容低層。其中第三層協(xié)議被稱為MPEG-1Layer3，簡(jiǎn)稱MP3。MP3目前已經(jīng)成為廣泛流傳的的音頻壓縮技術(shù)。MPEG-1Layer1采用每聲道192kbit/s，每幀384個(gè)樣本，32個(gè)等寬子帶，固定分割數(shù)據(jù)塊。子帶編碼用DCT(離散余弦變換)和(快速傅立葉變換)計(jì)算子帶信號(hào)量化bit數(shù)。采用基于頻域掩蔽效應(yīng)的心理聲學(xué)模型，使量化噪聲低于掩蔽值。量化采用帶死區(qū)的線性量化器，主要用于數(shù)字盒式磁帶(DCC)。MPEG-1Layer2采用每聲道128kbit/s，每幀1152個(gè)樣本，32個(gè)子帶，屬不同分幀方式。采用共同頻域和時(shí)域掩蔽效應(yīng)的心理聲學(xué)模型，并對(duì)高、中，低頻段的比特分配進(jìn)行限制，并對(duì)比特分配、比例因子，取樣進(jìn)行附加編碼。Layer2廣泛用于數(shù)字電視，CD-ROM，CD-I和VCD等。MPEG-1Layer3采用每聲道64kbit/s，用混合濾波器組提高頻率分辨率，按信號(hào)分辨率分成6X32或18X32個(gè)子帶，克服平均32個(gè)子帶的Layer1，Layer2在中低頻段分辨率偏低的缺點(diǎn)。采用心理聲學(xué)模型2，增設(shè)不均勻量化器，量化值進(jìn)行熵編碼。主要用于ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))音頻編碼。49.常見(jiàn)的圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)有哪些？它們分別采用哪些壓縮方法？（P51）1．JPEG:基于無(wú)損預(yù)測(cè)編碼算法基于DCT有損編碼算法基于DCT的增強(qiáng)系統(tǒng)基于DCT的分層操作方式2．JPEG2000:以離散小波變換算法為主的多解析編碼方式。50.基于DCT變換的JPEG壓縮編碼算法的主要計(jì)算步驟有哪些？給出編碼框圖，并舉例說(shuō)明JPEG編碼的全過(guò)程。①基于DCT的編碼器和解碼器方框圖如圖所示。JPEG編碼實(shí)例如下：從真實(shí)亮度圖象中取一個(gè)子圖象，它是8×8象素方塊，各象素用8位量化，得圖3.17所示數(shù)據(jù)，或稱原圖象取樣數(shù)據(jù)。由圖可見(jiàn)各數(shù)據(jù)相差不大，說(shuō)明低空間頻率占優(yōu)勢(shì)。另外圖中各數(shù)據(jù)值均較大，說(shuō)明平均亮度較高，直流系數(shù)較大。為降低傳輸位率，現(xiàn)采用向下電平移位，即對(duì)各數(shù)據(jù)均減去均值128，得圖3.18。圖3.17原圖象數(shù)據(jù)圖3.18電平移動(dòng)后的數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)DCT變換后得圖3.19所示DCT系數(shù)，由圖3.19可見(jiàn)，直流系數(shù)最大，低圖3.19DCT數(shù)據(jù)頻系數(shù)其次，高頻系數(shù)最小。用亮度量化表，除圖3.19中的DCT系數(shù)后，得圖3.20所示的量化后DCT系數(shù)。圖中全部整數(shù)而且有許多零。采用之字形掃描，將這些圖3.20量化后的DCT系數(shù)數(shù)據(jù)排列后得到如下結(jié)果。(150-2-1-1-100-1EOB)對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行中間熵編碼。首先采用公式差分值=－，這里=15，假設(shè)=12，則差分值=3。對(duì)于第一方塊時(shí)，由于令,查表3.4，可知差分值=3時(shí)的位數(shù)為2，因而差分值中間編碼中的符號(hào)1為(2)。符號(hào)2為(3)，即差分值中間熵編碼為(2)(3)。下一步對(duì)系數(shù)進(jìn)行行程編碼。第一個(gè)數(shù)組為0,-2。查系數(shù)位數(shù)表3.5，系數(shù)-2的位數(shù)長(zhǎng)為2，故得符號(hào)1、符號(hào)2為(1,2)(-2)。以此類推可得全部行程編碼如下所示:(2)(3)，(1,2)(-2)，(0,1)(-1)，(0,1)(-1)，(0,1)(-1)，(2,1)(-1)，(0,0)(3-37)下一步為可變長(zhǎng)度熵編碼，首先對(duì)系數(shù)的一對(duì)符號(hào)(2)(3)編碼。由亮度差分系數(shù)表3.6查得位長(zhǎng)(2)得011，再查幅值表3.10，得幅值(3)的碼為11，因此由符號(hào)(2)(3)得碼字為01111。下一對(duì)符號(hào)為(1,2)(-2)，用亮度系數(shù)表3.8查(1,2)的碼為11011。再由幅值表3.10查幅值(-2)的碼為01。因此由符號(hào)(1,2)(-2)的編碼為1101101，第三對(duì)符號(hào)為(0,1)(-1)，由表3.8查(0,1)的碼為00，由表3.10查(-1)的碼為0，因此符號(hào)(0,1)(-1)的編碼為000，按此步驟進(jìn)行下去，直到最后符號(hào)(0,0)，可在表3.8中查得為1010。由此可得全部編碼序列如下：0111110110100000000011100011010(3-38)上述總位數(shù)為31位，代表8×8=64象素的子圖象信息。為了表示壓縮程度，可以用象素位率來(lái)表示，即平均每個(gè)象素占用多少比特來(lái)度量。對(duì)本例8×8子圖象的象素位率計(jì)算如下：象素位率=總位數(shù)/象素?cái)?shù)=31/64=0.5比特/象素(bit/pixel)(3-39)如果不進(jìn)行編碼壓縮，每個(gè)象素需要用8bit(=1byte)來(lái)代表。即象素位率=8比特/象素。為了表示壓縮程度，我們定義壓縮比（3-40）上述公式(3-38)所示的31位編碼值，按順序傳輸?shù)浇獯a器。進(jìn)行解碼。解碼過(guò)程是編碼過(guò)程的逆過(guò)程。解碼器對(duì)接收到碼流進(jìn)行識(shí)別。我們知道(解碼器和編碼器具有相同的碼表)，根據(jù)碼流的格式，首先進(jìn)入的碼流的前幾位代表差分值，根據(jù)差分值碼表3.6，發(fā)現(xiàn)只有輸入碼的前三位011可識(shí)別，代表對(duì)應(yīng)位長(zhǎng)(2)，即應(yīng)取011后面的2位11代表差分值的幅值。查表3.10得幅值為3。即差分值=－=+3。編碼時(shí)我們假定=12，因此=15。這樣我們已從公式(3-38)所示的碼流中識(shí)別出前五位。從碼流的第六位開(kāi)始后面若干位代表亮度系數(shù)。根據(jù)表3.8，查得只有碼流中11011能對(duì)應(yīng)符號(hào)1為(1,2)，這表示有一個(gè)零，零后位長(zhǎng)為2，所以取后面2位，為01，再查表3.10，其01碼對(duì)應(yīng)幅值為-2，由此得第二數(shù)組為0,-2，以此類推，可得全部亮度系數(shù)。和圖3.19的數(shù)據(jù)完全相同。由此也可看出熵編碼是無(wú)損編碼。下一步是去量化，即量化表乘熵解碼后所得的圖3.20數(shù)據(jù)，得圖3.21的數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)二維離散余弦逆變換IDCT和電平移動(dòng)(+128)，則可得到解碼后的子圖象，如圖3.22。圖3.21去量化后的DCT系數(shù)圖3.22解碼后圖象數(shù)據(jù)比較解碼后圖象3.21與原圖象3.16可見(jiàn)，最大差值為5，即最大誤差為3.6%，此誤差人眼很難察覺(jué)，故此壓縮和去壓縮都是成功的。JPEG標(biāo)準(zhǔn)中以DCT為基礎(chǔ)的編碼過(guò)程，實(shí)際上是在消除圖象中的相關(guān)性，或者說(shuō)消除圖象中的冗余度，這種冗余度包括下列三種。第一種是編碼冗余度。例如，DCT變換，哈夫曼編碼，是消除編碼冗余度。第二種是象素間冗余度。例如，直流系數(shù)用差分編碼就是消除相鄰子圖象間的灰度(或亮度)冗余度。第三種是心理視覺(jué)冗余度。例如，用量化過(guò)程，就是利用人眼對(duì)各種空間頻率，包括亮度、色度、縱、橫方向的高頻、低頻的敏感程度不同，從而降低和消除一部分?jǐn)?shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的，或降低傳輸位率，同時(shí)又不損害心理視覺(jué)對(duì)圖象的主觀評(píng)價(jià)。這就是充分利用心理視覺(jué)冗余度對(duì)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。②步驟：彩色空間變換，DCT,量化,熵編碼框圖：具體見(jiàn)PPtchap3-3原理部分是：21~31例子部分：35~39③51.請(qǐng)列舉你所知道的算術(shù)編碼的應(yīng)用。=1\*GB3①圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)如JPEG，JBIG。=2\*GB3②基于抗差錯(cuò)算術(shù)編碼的不等差錯(cuò)保護(hù)圖像傳輸方法。=3\*GB3③利用算術(shù)編碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密。52.圖像壓縮中為什么要用Z行掃描？量化后的系數(shù)要重新編排，目的是為了增加連續(xù)的“0”系數(shù)的個(gè)數(shù)，就是“0”的游程長(zhǎng)度，方法是按照Z(yǔ)字形的式樣編排。這樣就把一個(gè)8×8的矩陣變成一個(gè)1×64的矢量，頻率較低的系數(shù)放在矢量的頂部。第4章53.簡(jiǎn)述CD-DA、HDCD、SACD的區(qū)別。CD-DA：把聲音信號(hào)記錄到以塑料為基片的金屬圓盤(pán)上。CD-DA存放數(shù)字化的音樂(lè)節(jié)目HDCD：在普通CD上添加一些信息提高聲音的質(zhì)量SACD：SACD是一種兩層混合碟片，一層保留了傳統(tǒng)的“紅皮書(shū)”標(biāo)準(zhǔn)，；另一層是高密度層，碟片在SACD播放器上播放，能提供2聲道（立體聲）和多聲道（6聲道或環(huán)繞聲），頻率響應(yīng)從DC到100kHz，而動(dòng)態(tài)范圍大于120dB。高密度層也可用來(lái)儲(chǔ)存文本、圖片和視頻信息在播放時(shí)重現(xiàn)多媒體的形式。DSD(DirectStreamDigital)直接流數(shù)字技術(shù)。除了音質(zhì)方面的改善外，SACD也提供了一種有效的版權(quán)管理方式，其版權(quán)識(shí)別方式是有一種可見(jiàn)的和一種不可見(jiàn)的數(shù)字式水印同時(shí)存在。③SACDCDHDCD頻寬

2Hz-100KHz5Hz-20KHz2hz-20khz信噪比

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