多媒体计算机技术课后习题答案_百度文库
多媒体计算机技术课后习题答案
第一章：多媒体计算机技术概述 1、什么是多媒体？ 答：多媒体是指信息表示媒体的多样化，常见的多媒体有文本、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。
2、多媒体的关键特性包刮哪些方面？ 答：多维化、集成性、交互性、实时性。 第二章多媒体计算机系统的组成
1、触摸屏分为几类？简述常见的触摸屏的工作原理。 答：触摸屏根据所用的介质以及工作原理可分为4种：电阻式、电容式、红外线式、声表面波式。
触摸屏的工作原理是：当用户手指或其他设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏时，所摸到的位置（以坐标形式）被触摸屏控制器检测到，并通过串行口或其它接口送到CPU，从而确定用户所输入的信息。
2、什么是视频捕捉卡？它的主要作用是什么？ 答：视频捕捉卡是把输入的模拟视频信号，通过内置芯片提供的捕捉功能转换成数字信号的设备。
3、简述USB设备的的软件、硬件结构。 答：硬件：USB结构简单，采用四条电缆，信号定义由2条电源线和2条信号线组成。
软件：USB软件由USB总线接口和USB系统组成。USB总线接口由主控制器事实现。
USB系统有3个组件：（1）住控制器驱动程序；（2）USB驱动程序；（3）USB客户软件。
4、简述CCD和CMOS影像感应器的主要特点。 答：CCD（charge coupled device,电荷耦合元件）传感器包含像点，通常以横竖线短阵型式排列，各像点包含一个光电二极管和控制相邻电荷的单元。这种结构可产生低噪音、高性能的成像。
CMOS传感器是用标准硅处理方法加工而成的。与CCD相比有以下优点：地电源消耗、芯片上符合有额外的电路、地系统成本。 第三章数字图像处理技术
1、简述数据压缩的必要性和可能性。 答：必要性：对多媒体信息进行实时压缩和解压缩是十分必要的。如果没有数据压缩技术的进步，多媒体计算机就难以得到实际的应用； 可能性：能够对多媒体数据进行压缩的前提是因为数据存在大量的冗余，尤其是声音和图像。数据压缩的目的就是尽可能的消除这些冗余。 2、常用的数据压缩算法有哪些？ 答：常用的数据压缩算法有信息熵编码（主要有行程长度编码、哈弗曼编码和算术编码）、词典编码、通用编码、预测编码、模型编码、变换编码、矢量量化编码、子带编码和混合编码。
3、矢量图和位图有哪些不同？
答：矢量图 ，文件内容图形指令 ，文件大小与图的复杂度有关，显示速度图越复杂，需执行的指令越多，显示越慢，应用特点易于编辑，适于绘制和创建，便于网络传输。但表现力受限 ， 位映像图，文件内容图像点阵数据，文件大小与图的尺寸、彩色深度有关，显示速度与图的大小有关，
应用特点适于获取和复制，表现力较丰富，但编辑较复杂。图像文件大，不便于网络传输。 4、常用的几种图像文件格式BMP、GIF和PNG各有什么特点？
答：BMP是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。所以，目前BMP在单机上比较流行。
GIF格式是用来交换图片的。GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
PNG格式是一种能存储32位信息的位图文件格式，它与gif和jpeg格式相比有以下优点：（1）兼有GIF和JPEG的色彩模式；（2）PNG能把图像压缩到极限有利于网络的传输；（3）更优化的传输显示；（4）PNG可以在所有系统上显示完全一样；
缺点有：（1）PNG不支持像GIF可以存储多张图片；（2）压缩比例不及JPEG格式的压缩；（3）不支持CMYK模式（青、品红、黄、黑）。
5、除了本章介绍的几种图像格式，还了解哪些图像文件格式？ 答：TGA格式:TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有着很大影响，在做影视编辑时经常使用,例如3DS MAX输出TGA图片序列导入到AE里面进行后期编辑。EPS格式:苹果Mac机的用户则用得较多。它是用
PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式，主要用于排版、打印等输出工作。 6、简单描述JPEG压缩算法的基本流程。 答： JPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视角系统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视角的冗余信息和数据本身的冗余信息。压缩编码大致分成三个步骤： （1）.使用正向离散余弦变换(forward
discrete cosine transform，FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图。
（2）.使用加权函数对DCT系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳的。
（3）.使用哈夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。
7、与JPEG相比，JPEG2000有哪些优点？在压缩算法上主要的不同是什么？
答：与JPEG相比，JPEG2000的优势主要表现在以下四个方面：（1）高压缩率；（2）无损压缩；（3）渐进传输；（4）感兴趣区域压缩。在压缩算法上放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换算法为主的区块编码方式，二改用以离散小波变换算法为主的多解析编码方式。 7、MPEG-1标准中主要采用了什么技术来减少视频图像的时间和空间上的冗余？
答：MPEG-1标准中采用16×16块的运动补偿缩减时间冗余；混合使用变换编码、基于视觉加权的标准量化和行程编码技术减少空间冗余。
8、简述AVS标准的主要特点。
答：1、AVS的性能高，与H.264的编码效率相当；2、AVS的复杂度低，编码复杂度比H.264明显低，软、硬件实现成本都低于H.264；3、
AVS编码技术为中国主导的知识产权，专利授权模式简单，费用较H.264低。
9、日前常用的视频压缩标准是什么？试通过几个具体的应用加以说明。 答： 视频压缩标准是：H.264标准。H.264标准是CCITT的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的标准，也称MPEG-4 Part10------高级视频编码。
H.264标准的关键技术包括如下几部分：（1）分层设计；（2）高精度、多模式运动估计；（3）4*4块整数变换；（4）统一的VLC；(5)帧内预测；(6)切换帧；(7)面向IP和无线环境。
10、简述H.263标准中QCIF（174×144）图像的帧结构。
答：H.263标准中QCIF（174×144）图像的帧结构如下：每帧图像被分为若干个宏块，每个宏块由4个8×8的亮度块、一个8×8Cb块和一个8×8Cr块组成。由若干个宏块行组成的块组称为一个GOD，行的数量取决于图像帧的分辨率，如QCIF格式的图像中，一个GOB由一行（11个）宏块组成，所以每帧图像由9个GOB组成。
第四章音频信号和声卡
1、列出所知道的语音编码标准。
化？ 答：均匀量化是采用相等的量化间隔对采样得到的信号进行量化，那么这种量化称为均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小;反之，量化间隔就大
3、什么叫做μ律压扩？什么叫做A律压扩？
答：u 律压扩是非均匀量化的一种，又称为对数PCM，其量化输出值与作为输入的采样样本值之间的关系由如下的关系式规
贡献者：shenmafuyun80
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&&&&&&&移动多媒体通信系统，能够实现多媒体信息的实时采集、处理和传输，是为完整的多媒体应用提供信息源，数据打包， 协议 支持等功能的无线通信系统。然而，多媒体信息尤其是视频信息在无线网络上传输存在着网络带宽有限、误码严重、终端处理能力较弱等问题。针对这些问题，在移动多媒体系统设计时要综合考虑多方面因素。在系统设计时涉及的关键技术包括移动多媒体终端、抗干扰的音视频编解码机制、无线通信网络组网及多媒体传输控制等。
&&&&&&&二、&& 移动多媒体终端设计架构
&&&&&&&移动多媒体通信终端，能够实现多媒体信息的实时采集、处理（编解码）和网络传输，提供信息源，数据打包， 协议 支持等功能。
&&&&&&&移动多媒体终端系统组成框图如图1所示。系统一般分为四个部分，系统、多媒体外设、数据 存储 设备和无线网络接口。
图1 移动多媒体终端系统结构框图
&&&&&&&1. 微处理器系统
&&&&&&&核心微处理器将采集到的原始多媒体数据经过音视频设备根据给定的编码标准（H.263、H.264、MPEG-4…）进行编码，以备本地播放或通过网络传输。同时，还要提供必要的多媒体外设接口、外部 存储 器接口和网络接口。
&&&&&&&目前，比较流行的核心微处理器的选择方案主要有以下几种：
&&&&&&&采用特殊用途的数字信号处理器（）芯片。现在，国际上已经推出了不少专用型DSP芯片，特别还有针对H.263、MPEG、JPEG标准的芯片。在这些芯片中，其软件算法已在芯片内部用硬件实现，适用于对速度要求很高的场合。这种方案的缺点是灵活性差，开发工具尚不完善。
&&&&&&&利用可编程DSP芯片实现。DSP芯片采用改进的哈佛总线结构，内部有硬件乘法器、累加器，使用流水线结构，具有良好的并行性等，非常适用于不允许有延迟的实时应用领域。而且，一块内嵌的DSP芯片结合外围能完成整个系统的压缩编码。这种方案有很强的灵活性，硬件系统完成后，整个系统的升级仅仅需要修改软件即可。
&&&&&&&用等可编程阵列产品实现。可以利于公司专用软件或VHDL等开发语言，通过软件编程用硬件实现特定的音视频压缩算法。这一方案具有通用性的特点，并可以实现算法的并行运算，无论是作为独立的数字信号处理器，还是做为DSP芯片的协处理器，都是比较活跃的研究领域。
&&&&&&&2. 多媒体外设
&&&&&&&多媒体外设主要包括摄像头、显示设备、音视频处理设备，还包括耳机、网络智能卡、天线和电池等。摄像头采集视频信号，显示设备将从本地或网络得到视频数据打开数据包，进行视频解码，并把得到的视频数据显示出来，同时，如果 嵌入式 网络多媒体终端需要验证视频压缩的数据的正确性，还可以带有本地解码器，支持解码数据的本地显示。
&&&&&&&3. 数据存储设备
&&&&&&&数据存储设备包括RAM、ROM、SDRAM和FLASH，用来扩展系统存储空间，存储经过编解码的多媒体数据和终端控制程序。
&&&&&&&4. 无线网络接口模块
&&&&&&&无线网络接口模块处理音视频编码流，把音视频数据打包为适合网络传输的数据包，并把它通过无线网络传输出去。并支持系统选定的无线网络传输控制协议。如：
&&&&&&&5. 以DM642为核心处理器的多媒体终端典型构架
图2 以DM642为核心的多媒体终端的系统框图
&&&&&&&&三、&& 抗干扰的视频编解码技术
&&&&&&&1. 视频编解码技术
&&&&&&&为了能在时变、带宽有限、误码率较高的无线信道上传输视频数据，图像视频编码算法必须满足：高效的视频压缩比；较高的传输实时性；较强的视频传输鲁棒性。
&&&&&&&目前，图像视频压缩标准有国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于活动图像的编码标准MPEG-X，国际电信联盟ITU-T关于视频电话/视频会议的视频编码标准H.26X，以及3GPP提出的第三代移动通信传输标准。
&&&&&&&MPEG-4已应用于Internet流媒体领域，如移动通信和个人通信中的声像业务，以及各种基于无线网络环境的手持式电子产品。今后还将可能应用于多媒体电脑、掌上电脑、网络电视、远程视频监控、视频会议和可视电话等。MPEG-7被称为“多媒体内容描述接口”，为各类多媒体信息提供一种标准化的描述，可以应用于智能多媒体、多媒体编辑、多媒体目录服务、个人的多媒体收集管理系统等。MPEG-21的目标是定义一个交互式多媒体框架，跨越大范围内不同的网络和设备，使用户能够透明地使用多媒体资源，存取、使用并交互多媒体对象，实现多种业务模型。在MPEG系列中，最适合目前移动多媒体通信技术及移动多媒体终端制造水平的应该是MPEG-4视频编码标准。因此一般采用MPEG-4 简单类作为目前移动多媒体终端的首选视频编解码标准。
&&&&&&&ITU-T颁布的H. 261标准，用于可视电话和会议电视。后来又陆续发展了H.263、H.263＋、H.264。它们的压缩原理是充分利用视频数据的空间和时间冗余，采用预测与变换的混合编码方法，对残余的数据进行编码，保证了极大的压缩比。H. 263在多媒体电脑、掌上电脑、网络电视、远程视频监控、视频会议和可视电话等都己经有了广泛的应用。目前最新的H. 264标准能够比H. 263节约50%左右的码率，应用范围包括网络广播、网络会议和无线视频监控等。
&&&&&&&3G-324M作为3GPP提出的第三代移动通信流媒体传输标准，可确保有线视频传输系统与第三代移动视频传输系统之间的互操作性。与ITU-T H.324中的视讯会议标准有较紧密的联系。3G-324M适用于UMTS移动网络中的64kbit/s电路 交换 链路，其复用协议为H.223、控制协议为H.245，缺省视频编码器采用H.263及MPEG-4简单类第一级，缺省语音编码器则为GSM-AMR和G.723.1。3GPP2也将类似的标准集应用于3GPP2无线网络电路 交换 视频会议业务。
&&&&&&&2. 编解码中的抗干扰问题
&&&&&&&相对于有线传输信道，移动通信所使用的无线传输信道环境要恶劣得多，数据包的接收误码率要高出几个数量级。而压缩视频流对误码非常敏感，即使接收到数据包的误码率很低，也会对解码后的图像质量造成很严重的影响。因此，抗干扰技术成为各种编解码技术中的关键问题。
&&&&&&&（1） H.263抗干扰机制
&&&&&&&为了提高压缩效率并拓展在无线通信中的适用范围，提出了一种基于H.263编解码标准的改进的H.263＋编解码机制。借鉴了基于Hufan的可逆变长编码（RVLC）的思想，每个RVLC码字可以前向解码也可以反向解码，如果在RVLC中检测到突发误码，解码器将跳到该分段的结束处开始反向解码，结果只是丢弃了碰到误码的分段的部分数据，更多的数据可以恢复。
&&&&&&&在H.263+基线模式编码过程中，同步标志不仅可以用来向后同步，也可以用来向前同步，在不降低编码效率的前提下，结合差错掩盖，极大的提高视频图像在无线网络等信道中传输的质量。
&&&&&&&在改进的编码器中，为了阻止GOB前半程MB行误码扩撒到后半程，设定后半程MB行的第一个预测运动矢量（MV）的水平和垂直分量都为0，其后宏块（MB）的运动矢量（MV）采用运动矢量差（MVD）来预测编码。
&&&&&&&差错监测和差错定位。传输差错可以通过视频信号的内在特征或编解码器的句法来检测，如相邻宏块（MB）或者块（bk）的边界存在剧烈的跳变，冲突的码字，
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