多媒体技术教程课后习题答案.pdf

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1、 多媒体技术教程练习与思考题参考答案林福宗清华大学计算机科学与技术系2008-2-第1章多媒体技术概要1.1 多媒体是什么？多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体。使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视像(video)。1.2 超链接是什么？超链接(hyper link)是两个对象或元素之间的定向逻辑链接，是一个对象指向另一个对象的指针。建立互相链接的这些对象不受空间位置的限制，可在同一个文件、在不同的文件或在世界上任何一台连网计算机上。1 3 超文本是什么？超文本是包含指向其他文档或文档元素的指针的电子文档。与传统的文本文件相比，它们之间的主要差别是，传

2、统文本是以线性方式组织的，而超文本是以非线性方式组织的。这种文本的组织方式与人们的思维方式和工作方式比较接近。1.4 无损压缩是什么？无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术。无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例。根据当前的技术水平，无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2 1/4。常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。1.5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。有损压缩

3、适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。例如，图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息，丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。1.6 SGML是什么语言？SGML语言的精华是什么？HTML是什么语言？HTML语言与SGML语言是什么关系？(1)1986年国际标准化组织(ISO)采用的信息管理标准。该标准定义独立于平台和应用的文本文档的格式、索引和链接信息，为用户提供一种类似于语法的机制，用来定义文档的结构和指示文档结构的标签。(2)SGML的精华是把文档的内容与样式分开处理。(3)HTML是用来创建超

4、文本文档的标记语言，也是创建Web网页用的标记语言。(4)HTML是SGML的一个子集。1.7有人认为“因特网就是万维网”，这种看法对不对？为什么？(1)不对。(2)因特网是专指全球范围内最大的、由众多网络相互连接而成的、基于TCP/IP协议的计算机网络；万维网是指分布在全世界所有HTTP服务器上互相连接的超媒体文档的集合。1.8组成万维网的4 个核心部分是什么？(1)超文本传输协议(HTTP)；(2)文档格式标准，包括HTML,XML,XHTML；(3)执行HTTP协议的Web浏览器；(4)执行HTTP协议的Web服务器。L9H.261H.264和G.711G.731是哪个组织制定的标准？国

5、际电信联盟(ITU)。1.10 MPEG-1,MPEG-2和MPEG-4是明E个组织制定的标准？ISO/IEC,即国际标准化组织(ISO)/国际电工技术委员会QEC)。1.11 因特网标准是哪个组织制定的标准？因特网标准是ISOC(因特网协会或称互联网协会)协调的4 个组制定的。ISOC负责协调的4 个组：(1)因特网工程特别工作组(IETF)；(2)因特网体系结构研究部(IAB)：(3)因特网工程指导组(IESG)；(4)因特网研究特别工作组(IRTF)。1.12 HTML和XML语言是哪个组织制定的标准？万维网协会(World Wide Web Consortium,W3C)。第2章无损数

6、据压缩2假设 a,c 是由3 个事件组成的集合，计算该集合的决策量。(分别用Sh,Nat和Hart作单位)。Ho=(log23)Sh=1.580 Sh=(loge3)Nat=1.098 Nat=(logio3)Hart=0.477 Hart2.2 现有一幅用256级灰度表示的图像，如果每级灰度出现的概率均为MXJ=1/256,i=0,255,计算这幅图像数据的嫡。1 1H（X）=-p（x;）l o g2 p（x,.）=-2 5 6 x （x l o g,）=8 （位），i=i 2 3 6 2 3 6也就是每级灰度的代码就要用8比特，不能再少了。2.3 现有8个待编码的符 号 机 ，机7,它们的

7、概率如练习一表2-1 所示，计算这些符号的霍夫曼码并填入表中。答案不唯一）。练习表2-1待编码符号概率分配的代码代码长度（比特数）恤0.4110.20 0 03m20.1 50 0 13吗0.1 00 1 13加40.0 70 1 0 14m50.0 40 1 0 0 05恤0.0 30 1 0 0 1 06m70.0 10 1 0 0 1 162.4 现有5个待编码的符号，它们的概率见练习表2-2。计算该符号集的：（1）嫡；（2）霍夫曼码；（3）平均码长。练习表2-2符号1a34a5概率0.40.20.20.10.1 燧H(4)=-E M 6)l o g 2 M q)=.4 X l o g2

8、(0.4)-2 X0.2*l o g2(0.2)-2 X0.1 l o g2(0.l)i=i=0.4 X 1.3 2 1 9+0.4 X2.3 2 1 9+0.2 X 3.3 2 1 9=0.5 2 8 8+-0.9 2 8 8+0.6 6 4 4=2.1 2 2 0 (位)(2)编码树和霍夫曼码练习图2-1 编码树编码表符号概率霍夫曼码*码长所需位数 20.4010.4%0.21 120.4*代码分配不唯(3)平均码长a30.210130.640.1100140.4%0.1100040.4L=0.4+0.4+0.6+0.4+0.4=2.2(位/符号)练习表2-32.5 使用算术编码生成字符串

9、games的代码。字符g,a,m,e,s的概率见练习表2-3。练习图2-2 games的算术码2.6 你是否同意“某个事件的信息量就是某个事件的燧”的看法？参考解答：信息量(infbrmation content)是具有确定概率事件的信息的定量度量”，而“炳(entropy)是事件的信息量的平均值，也称事件的平均信息量(mean information content)”。第3章数字声音编码3.1 音频信号的频率范围大约是多少？话音信号频率范围大约是多少？(1)Audio:20-20000 Hz(2)Speech:300 3400 Hz3.2 什么叫做模拟信号？什么叫做数字信号？(1)幅度或频

10、率发生连续变化的一种信号。(2)以二进制代码形式表示有无或高低的一种信号。3.3 什么叫做采样？什么叫做量化？什么叫做线性量化？什么叫做非线性量化？(1)采样：在某些特定的时刻对模拟信号进行测量的过程。(2)量化：幅值连续的模拟信号转化成为幅值离散的数字信号的过程。(3)线性量化：在量化时，信号幅度的划分是等间隔的量化。(4)非线性量化：在量化时，信号幅度的划分是非等间隔的量化。3.4 采样频率根据什么原则来确定？奈奎斯特理论和声音信号本身的最高频率。采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音。3.5 样本精度为8 位的信噪比等于多少分贝？4 8 分贝。

11、3.6 声音有哪几种等级？它们的频率范围分别是什么？练习表3-1 声音质量和数据率质量采样频率(kHz)样本精度(bit/s)单道声/立体声数据率(kb/s)(未压缩)频率范围电话88单道声64.0200-3 400 HzAM11.0258单道声88.220 15 000HzFM22.05016立体声705.650 7 000HzCD44.116立体声1411.220 20 000 HzDAT4816立体声1536.020 20 000 Hz3.7 选择采样频率为22.050 kHz和样本精度为16位的录音参数。在不采用压缩技术的情况卜 一，计算录制2 分钟的立体声需要多少MB(兆字节)的存储

12、空间(1MB=1O24X 1024B)(22050 X 2 X 2 X 2 X 60)/(1024 X 1024)=10.09 MB3.8 什么叫做均匀量化？什么叫做非均匀量化？(1)均匀量化：采用相等的量化间隔对采样得到的信号进行量化。它是线性量化的另一种说法。(2)非均匀量化：采用非相等的量化间隔对采样得到的信号进行量化。例如，对大的输入信号采用大的量化间隔，对小的输入信号采用小的量化间隔。它是非线性量化的另一种说法。3.9 什么叫做N率压扩？什么叫做A率压扩？(1)在脉冲编码调制(PCM)系统中，一种模拟信号和数字信号之间进行转换的CCITT压(缩)扩(展)标准。在北美PCM电话网中，使

13、用R率压扩算法。(2)在脉冲编码调制(PCM)系统中，一种模拟信号和数字信号之间进行转换的CCITT压(缩)扩(展)标准。在欧洲电话网，使用A律压扩算法。对于采样频率为8 k H z,样本精度为13比特、14比特或16比特的输入信号，使用日律压扩编码或使用A律压扩编码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8 比特，输出的数据率为 64 kbps3.10 G.711标准定义的输出数据率是多少？T 1的数据率是多少？T 2的数据率是多少？(1)G.711使用u 率和A率压缩算法，信号带宽为3.4 k H z,压缩后的数据率为64 kbps。(2)Tl 总传输率：1.544 Mbpso(2)T2 总

14、传输率:6.312 Mbps3.1 1 自适应脉冲编码调制(APCM)的基本思想是什么？根据输入信号幅度大小来改变量化阶大小的一种波形编码技术。这种自适应可以是瞬时自适应，即量化阶的大小每隔几个样本就改变，也可以是音节自适应，即量化阶的大小在较长时间周期里发生变化。3.12 差分脉冲编码调制(DPCM)的基本思想是什么？利用样本与样本之间存在的信息冗余度来进行编码的一种数据压缩技术。这种技术是根据过去的样木去估算(estimate)下一个样本信号的幅度大小，这个值称为预测值，然后对实际信号值与预测值之差进行量化编码，从而就减少了表示每个样本信号的位数。它与脉冲编码调制(PCM)不同的是，PCM

15、是直接对采样信号进行量化编码，而DPCM是对实际信号值与预测值之差进行量化编码，存储或者传送的是差值而不是幅度绝对值，这就降低了传送或存储的数据量。此外，它还能适应大范围变化的输入信号。3.1 3 自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)的基本思想是什么？ADPCM综合了 APCM的自适应特性和DPCM系统的差分特性，是一种性能比较好的波形编码。它的核心想法是：(1)利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值；(2)使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。第4章彩色数字图像基础4.

16、1 什么叫做真彩色和伪彩色？在一幅彩色图像中，每个像素值有R，G,B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。例如用RGB 5：5：5 表示的彩色图像，R,G,B各用5 位，用R,G,B分量大小的值直接确定三个基色的强度，这样得到的彩色是真实的原图彩色。现在，通常把每个像素的颜色值用24位表示的颜色叫做真彩色。24位表示的颜色总数：224=16 777 2 1 6 种颜色。4.2 什么叫屏幕分辨率和图像分辨率？查看你使用的计算机的所有屏幕分辨率。(1)屏幕分辨率是显示设备再现图像的精细程度的度量方法；图像分辨率是图像精细程度的度量方法。(2)在Window

17、s的主界面下，单击鼠标器的右键t在弹出的菜单上点击“属性”一在弹出的“显示属性”窗口上点击“设置”按钮一然后点击“高级”按钮一在弹出的“默认监视器和”窗口上点击“适配器”按钮一再 点 击“列出所有模式(L)”按钮，就可看到你的计算机的所有屏幕分辨率。4.3 个像素的RGB分量分别用3,3,2 位表示的图像，问该幅图像的颜色数H最多是多少？如果有一幅256色的图像，问该图的颜色深度是多少？(1)256 种;(2)8 位4.4 什么叫做Y校正？在屏幕上显示用离散量表示的色彩时采用的一种色彩调整技术。计算机显示器和电视采用的阴极射线管产生的光亮度与输入的电压不成正比，而是等于以某个常数为底，以输入电

18、压为指数的数，这个常数称为Y,它的值随显示器的不同而改变，,般在2.5左右。4.5 什么叫做。通道？它的作用是什么？在每个像素用32位表示的图像表示法中的高8 位，用于表示像素在一个对象中的透明度。例如,用两幅图A和B混合成一幅新图N e w,新图的像素为:New pixel=(alpha)(pixel Acolor)+(alpha)(pixel B color)在计算机环境下，a 通道可存储在帧缓冲存储器中的附加位平面上。对 于 32位帧缓冲存储器，除高8 位是。通道外，其余24位是颜色位，红、绿和蓝各占8 位。4.6 PNG图像文件格式的主要特点是什么？PNG用来存储灰度图像时，灰度图像的

19、深度可多达16位，存储彩色图像时，彩色图像的深度可多达48位，并且还可存储多达16位的a 通道数据。4.7 什么叫做图形(graphics)、图像(image)、位图(bitmap)和图形图像(graphical image)?(1)图形：按照数学规则用绘图软件(如Adobe Illustrator)或图形输入设备创建的图，如工程图和结构图。(2)图像：用像素值阵列表示的人物或场景的图。(3)位图：用像素值阵列表示的图。(4)图形图像：表示矢量图的位图。第5章 JPEG图像压缩与编码5.1 按照JPEG标准的要求，一幅彩色图像经过JPEG压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非图像专家难于找出

20、它们之间的区别，问此时的最大压缩比是多少？24:15.2 JPEG压缩编码算法的主:要计算步骤是：DCT变换，量 化，Z字形编码，使用DPCM对直流系数(DC)进行编码,使用RLE对交流系数(AC)进行编码,嫡编码。假设计算机的精度足够高，问在上述计算方法中，哪些计算对图像的质量是有损的？哪些计算对图像的质量是无损的？参考解答:算法名称有损/无损算法名称有损/无损 DCT变换无损 使 用 DPCM对直流系数(DC)进行编码无损 量 化有损 使 用 RLE对交流系数(AC)进行编码无损 Z字形编码无损嫡编码无损5.3 通过调查、试验和分析，把BMP,GIF,JPG和PNG格式的一些特性填入卜表。

21、图像文件格式名称BMPGIFJPGPNG有损还是无损压缩无损无损有损无损支持的最大颜色数16 777 21625616 777 21616 777 216第6章颜色空间变换6.1 PAL制彩色电视使用什么颜色模型？NTSC制彩色电视使用什么颜色模型？计算机图像显示使用什么颜色模型？(1)PAL制彩色电视：YUV(2)NTSC制彩色电视：YIQ(3)计算机图像显示设备：RGB6.2 用YUV或YIQ模型来表示彩色图像的优点是什么？为什么黑白电视机可看彩色电视图像？(l)YUV表示法的优点：它的亮度信号(Y)和色度信号(U,V)是相互独立的，因此可以对这些单色图分别进行编码；可以利用人眼的特性来降

22、低数字彩色图像所需要的存储容量。YIQ同样具有YUV的这两个优点。(2)黑白电视能接收彩色电视信号的道理是利用了YUV/YIQ分量之间的独立性。6.3 在RGB颜色空间中，当R=G=B,且为任意数值时，问计算机显示器显示的颜色是什么颜色？灰色6.4 在HSL颜色空间中，当H为任意值，S=L=O时，R,G和B的值是多少？当H=O,S=l,L=0.5,R,G和B的值是多少？(1)当H为任意值，S=L=0时，R=G=B=0(2)当H=0,S=l,L=0.5 时，R=l,G=B=06.5 打开Windows操作系统中的“画图”程 序,在“编辑颜色”窗口中的红(R)、绿(G)、蓝(B)和色调(H)、饱和

23、度(S)、亮度(L)对应显示上，如果设置R=G=B=255,问H,S和L的值分别为多少？分别改变R,G和B的值，观察H,S和L值的变化。当R=G=B=255 时，H=160,S=0,L=240(略)6.6 什么是颜色空间？对人、显示设备和打印设备，通常采用什么颜色参数来定义颜色？(1)颜色空间：表示颜色的一种数学方法，人们用它来指定和产生颜色，使颜色形象化。(2)对于人来说，可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色；对于显示设备来说，人们使用红、绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色；对于打印或者印刷设备来说，人们使用青色、品红色、黄色和黑色的反射和吸收来产生指定的颜色。6.7 用MATLAB编写RGB到

24、HSL和HSL到RGB颜色空间的转换程序：rgb2hsl.m和hsl2rgb.m。(略)6.8 用MATLAB编写YCbCr和RGB0,219颜色空间的转换程序：RGB2YCbCr.m和YCbSRGB.m。(略)第7章小波与小波变换7.1 写出矢量空间卬3的哈尔小波。7.2写出4X 4哈尔小波变换矩阵。10 xl/1612/16x3/16“加)=，-1l/16x2/16 媪(x)=-13/16x4/160其他.0其他 14/16x5/1616/16x7/16W(x)=,-15/16x6/16 嬉(x)=-17/16x8/160其他0其他-18/16x9/16110/16xll/16/(x)=,

25、-19/16x10/16 巧3 =-1ll/16x12/160其他0其他112/8x13/16*114/16x15/16嗑 x)=,-113/8x14/16*8 =-115/16xl0其他0其他(1)4X 4哈尔小波变换矩阵:先写出：1 11 1-0-0-0 02 22 21cl e1 1八八-0 0M.=-0 0M.=2 222 21,、1 ,、10 0 1 00-0-2 20 0 0 1110-0 2 2W=M.M22-0442J_j_044-2 _0442 _0,44-2.(2)规范化的4 X 4 哈尔小波变换矩阵:1正1V 20001正1一 正7.3 使用M A T L A B 中的多

26、级一维小波分解函数例程(f un c tion)waved ec,对例7.2 所示的函数作小波变换。(略)7.4 使用规范化的小波变换算法，用M A T L A B 编写一个M文件，重新计算/(%)=2,5,8,9,7,4,-1,-1 的哈尔小波变换。(略)第8章彩色数字电视基础8.1 电视是什么？电视制是什么？世界上主要的彩色电视制有哪几种？(1)电视是捕获、广播和接收活动图像和声音的远程通信系统；(2)电视制(televisionsystem)是传输图像和声音的方法；(3)目前世界上使用的彩色电视制式主要有P A L,N T S C,S E C A M 三种，都是模拟彩色电视制式。8.2

27、隔行扫描是什么意思？非隔行扫描是什么意思？(1)在隔行扫描中，一帧画面分两场，第一场扫描总行数的一半，第二场扫描总行数的另一半。电子束扫完第1 行后回到第3行开始的位置接着扫，然后在第5、7.行上扫，直到最后一行。奇数行扫完后接着扫偶数行，这样就完成了一帧(f ram e)的扫描。隔行扫描要求第一场结束于最后一行的一半,不管电子束如何折回，它必须回到显示屏顶部的中央,这样就可以保证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。正是这个原因，才要求总的行数必须是奇数。(2)在非隔行扫描中，电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像。8.3 电视机和计算机的

28、显示器各使用什么扫描方式？电视机通常使用隔行扫描；计算机的显示器通常使用非隔行扫描。8.4 在IT U-R B T.6 0 1 标准中，P A L 和N T S C 彩色电视的每一条扫描线上的有效显示像素是多少？7 20 个像素8.5 S-V ideo 信号是什么？它的连接器结构什么样？S-Vide。(SeparateVideo)是亮度信号(Y)和色度信号(C)分开录制和处理的一种电视信号。S-Video是分量模拟电视信号和复合模拟电视信号的种折中方案。使用S-Video有两个优点：(1)减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。(2)不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高亮度信

29、号的带宽。S-Vide。连接器的结构和外形可用搜索引擎的图片搜索功能找到。注：S-VHS和Hi-8摄像机以及盒式录像机(video cassette recorder,VCR)使用这种技术，它比标准的VHS和 8 毫米格式的设备提供质量比较高的彩色图像。在使用S-video技术的设备匕电视信号的输出除含有分离的亮度(Y)和色差信号(C)输出外，还有复合彩色全电视信号。S-video设备与其他设备连接的连接器使用S-video连接器，而不是普通的RCA连接器。有些电视图像卡和高档家用录像机(VCR)可以支持这种信号。8.6 对彩色图像进行子采样的理论根据是什么？人的视觉系统所具有的两种特性。一是

30、人眼对色度信号的敏感程度比对亮度信号的敏感程度低，利用这个特性可以把图像中表达颜色的信号去掉一些而使人不易察觉；二是人眼对图像细节的分辨能力有一定的限度，利用这个特性可以把图像中的高频信号去掉而使人不易察觉。子采样是压缩彩色电视信号的一种技术。8.7 图像子采样是在哪个彩色空间进行的？在YCbCr颜色空间8.8 一幅YUV彩色图像的分辨率为720X576像素。分别计算采用4:2:2、4:1:1和 4:2:0子采样格式采样时的样本数。(1)4:4:4这种采样格式不是子采样格式,它是指在每条扫描线上每4 个连续的采样点取4 个亮度Y样本、4 个红色差Cr样本和4 个蓝色差Cb样本，这就相当于每个像

31、素用3 个样本表示。720X576X3=1 244 160(2)4:2:2这种子采样格式是指在每条扫描线上每4 个连续的采样点取4 个亮度Y样本、2 个红色差Cr样本和2 个蓝色差Cb样本，平均每个像素用2 个样本表示。720X576X2=829 440(3)4:1:1这种子采样格式是指在每条扫描线上每4 个连续的采样点取4 个亮度Y样本、1 个红色差Cr样本和1个蓝色差Cb样本，平均每个像素用1.5个样本表示。720 X 576 X 1.5=622 080(4)4:2:0这种子采样格式是指在水平和垂直方向上每2 个连续的采样点上取2 个亮度Y样本、1个红色差Cr样本和1个蓝色差Cb样本，平均

32、每个像素用1.5个样本表示。720X576X1.5=6220808.9 数字电视是什么？数字电视(digital television/digital TV,DTV)是用数据压缩技术和数字传输技术的远程通信系统8.10 在目前的数字电视传输方式中，有哪3 种主要传输方式？目前传输数字电视用得最多的方式是使用卫星、地面广播和电缆，用它们传输的电视分别称为地面数字电视(digital terrestrial TV)、卫星数字电视(digital satellite TV)和有线数字电视(digital cable TV)。8.11 高清晰度电视(HDTV)是什么？高清晰度电视(high defin

33、ition television,HDTV)是具有正常视力的观众可得到与观看原始景物时的感受几乎相同的数字电视。通常认为，在观众与显示屏之间的距离等于3 倍显示屏高度的情况下就可获得这种感受。8.12 你是否同意将DVB(Digital Video Broadcasting)译 成“数字电视广播(技术)”而将DTV(digital television/digital TV)译 成 数 字 电 视 ；你是否同意“video是television的同义词”的说法。略。第9章 MPEG概要9.1 制定MPEG标准有哪4 个阶段以及各阶段提交什么类型的文件？(1)工作文件(Working Draft

34、 WD)：工作组(Working Group,WG)准备的工作文件(2)委员会草案(Committee Draft,CD)：从工作组WG准备好的工作文件WD提升上来的文件。这是ISO文档的最初形式，它由ISO内部正式调查研究和投票表决。(3)国际标准草案(Draft International Standard,DIS)：投票成员国对CD的内容和说明满意之后由委员会草案CD提升上来的文件。(4)国际标准(International Standard,IS)：由投票成员国、ISO的其他部门和其他委员会投票通过之后出版发布的文件。9.2 MPEG-1,-2,4,-7,-21分别是什么标准,各自要达

35、到的目标是什么?MPEG-1是数字电视标准。MPEG-1处理的是标准图像交换格式的电视，即NTSC制为352像素X240行/帧X30帧/秒，PAL制为352像素X288行/帧X 25帧/秒，压缩的输出速率定义在1.5 Mbit/s以下。这个标准主要是针对当时具有这种数据传输率的CD-ROM和网络而开发的，用于在CD-ROM I;存储数字影视和在网络上传输数字影视。MPEG-2是数字电视标准。MPEG-2标准是一个直接与数字电视广播有关的高质量图像和声音编码标准，是MPEG-1的扩充。MPEG-2提供位速率的可变性能功能，其最基本目标是：位速率为4 9 M bit/s,最高达15 Mbit/s。

36、MPEG-4是视听对象编码标准。MPEG-4是为视听数据的编码和交互播放开发的算法和工具，是一个数据速率很低的多媒体通信标准。M PEG4的目标是要在异构网络环境下能够高度可靠地工作，并且具有很强的交互功能。MPEG-7是多媒体内容描述接口标准。MPEG-7的名称叫做多媒体内容描述接口，目的是制定一套描述符标准，用来描述各种类型的多媒体信息及它们之间的关系，以便更快更有效地检索信息。这些媒体材料可包括静态图像、图形、3D模型、声音、话音、电视以及在多媒体演示中它们之间的组合关系。在某些情况下，数据类型还可包括面部特性和个人特性的表达。MPEG-21是多媒体框架标准。MPEG-21企图描述多媒体

37、的元数据(metadata)1,用于全球多媒体对象的集成、创建、使用、操作、管理和传送等操作，便于不同人群在异构网络环境下使用各种多媒体资源，它的目标是为未来多媒体的应用提供一个完整的平台。MPEG-21要解决的核心问题是资源共享、知识产权和版权的管理与保护。元数据(metadata)是描述数据本身特性的数据，如描述包含在数据流中的声音和视像数据的元数据，描述文件中的标题、主题、作者和大小等的元数据9.3 说明电视规格MPML和HPHL各自的含义。MPML(Main Profile,Main Level)指的是具有这种特性的电视：分辨率为720X 576X3 0,子采样格式为4:2:0,位速率

38、可高达15 Mbps。HPHL(High Profile,High Level)指 的 是 具 有 这 种 特 性 的 电 视：分辨率为1920 x1152x60,子采样格式为4:2:0或者4:2:2,位速率可高达80 Mbps。第10章 MPEG声音10.1 列出你所知道的听觉系统的特性。响度感知，音高感知，掩蔽效应10.2 什么叫做听阈？什么叫做痛阈？(1)当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，称此时的声音强度为“听阈”(2)当 声 音 强 到 人 的 耳 朵 刚 刚 感 到 疼 痛 时，称 此 时 的 声 音 强 度 为“痛阈”。实验表明，如果频率为1 kHz的纯音的声强级达到120 dB左

39、右时,人 的耳朵就感到疼痛，这个阈值称为“痛阈”。10.3 什么叫做频域掩蔽？什么叫做时域掩蔽？强纯音掩蔽在其附近同时发声的弱纯音，这种特性称为频域掩蔽。(2)在时间方向上相邻声音之间的掩蔽，这种特性称为时域掩蔽。10.4 MPEG-1的 层 1、2 和 3 编码分别使用了听觉系统的什么特性？层 1：频域掩蔽特性；层 2：频域掩蔽特性+时间掩蔽特性；层 3：频域掩蔽特性+时间掩蔽特性+临界频带特性(声音频率与掩蔽曲线不是线性关系)；10.5 MPEG-1的 层 1、2 和 3 编码器的声音输出速率范围分别是多少？层 1 ：384 kbps层 2：256 192 kbps层 3：128112 k

40、bps10.6 MPEG-1 的声音质量是：AM FM 电话 near-CD CD-DA AM FM 电话 VQ near-CD CD-DA10.7 什么叫做5.1声道立体环绕声？什么叫做7.1声道立体环绕声？(1)“5.1 环绕声”也称为“3/2-立体声加LFE”，其 中 的 是 指 LFE声道。它的含义是播音现场的前面可有3 个喇叭声道(左、中、右)，后面可有2 个环绕声喇叭声道，LFE是低频音效的加强声道。7.1声道环绕立体声与5.1类似。10.8 MP3是什么?MP3(MPEG Audio Layer 3)的含义有两种：(1)MPEG-1 声音层 3：MPEG-1 Audio标准中定义

41、的声音压缩技术。MPEG声音的压缩技术分为1 层，2 层和3 层。层 1 典型的压缩比为 1:4,相应的数据率为384 kbps；层 2 典型的压缩比为1:6 1:8,数据率为256 192 kbps；层 3 典型的压缩比为1:10-1:12,相应的数据率为128 112 k b p s,声音质量接近CD-DA；(2)MP3文件：使用MPEG-1声音层3 压缩技术和存储格式的声音文件。MP3文件是目前因特网上最流行的文件，它的文件扩展名是.m p 3,可以下我到袖珍M P3播放机或计算机上播放。第11章MPEG视像11.1 电视图像数据中有哪些冗余数据可去掉，目前分别采用什么方法减少冗余数据？

42、电视图像数据中的冗余数据可归纳成两类:人的视觉特性感觉不到的冗余数据和电视图像数据自身的冗余数据，针对不同类型的冗余采用不同方法减少冗余，详见下表。视像压缩利用的各种冗余信息种类内容目前用的主要方法空间冗余像素间的相关性变换编码，预测编码时间冗余时间方向上的相关性帧间预测，移动补偿图像构造冗余 图像本身的构造轮廓编码，区域分割知识冗余收发两端对人物的共有认识 对象编码，知识编码视觉冗余人的视觉特性非线性量化，位分配其他不确定性因素11.2 在MPEG视像数据压缩技术中，目前利用了视觉系统的哪两种特性？人的视觉系统具有的两种特性可以用来压缩电视图像数据。一是人眼对色度信号的敏感程度比对亮度信号的

43、敏感程度低，利用这个特性可以把图像中表达颜色的信号去掉一些而使人不易察觉：二是人眼对图像细节的分辨能力有定的限度，利用这个特性可以把图像中的高频信号去掉而使人不易察觉。11.3 MPEG-1编码器输出的电视图像的数据率大约是多少？1.15 Mbps11.4 MPEG专家组在制定MPEG-1/-2 Video标准时定义了哪几种图像？哪种图像的压缩率最高？哪种图像的压缩率最低？(1)MPEG专家组定义了三种图像：帧内图像I(intra),预测图像P(predicted)和双向预测图像B(bi-directionally interpolated)。(2)双向预测图的压缩率最高，帧内图像的压缩率最低

44、。11.5 有人认为“图像压缩比越高越好”。你对这种说法有何看法？在图像压缩算法中，为了获得比较高的压缩率，通常要采用有损压缩。如果笼统说“图像压缩比越高越好”是不严格的。因为压缩比越高，意味图像的质量损失越大，重构图像的质量将会越低。如果说“在图像质量相同的前提下，图像压缩比越高越好”是认可的。11.6 有 人 说“MPEG-1编码器的压缩比大约是200:1。这种说法对不对？为什么?不对。“200:1”是使用子采样、降低图像分辨率和MPEG-1视像压缩技术获得的，而电视图像的子采样(4：1：1)不是MPEG编码器的功能，它的压缩比为2:1；(2)电视图像画面尺寸(如PAL制 720X576)

45、的降采样(变成360X288)也不属于MPEG编码器的功能，它的压缩比为4:1。11.7 视像的空间分辨率和时间分辨率是什么意思？空间分辨率：图像的尺寸。例如，PAL制图像尺寸：720X576,360X288。时间分辨率：图像的帧数每秒。例如，PAL制电视图像的时间分辨率为30帧/秒，NTSC电视图像的时间分辨率为25帧/秒，电影图像的时间分辨率为24帧/秒。11.8 在MPEG-1和MPEG-2中，典型的宏块由多少个像素组成：子采样为4:2:0的宏块分成多少个亮度图块、红色差图块和蓝色差图块，每个图块由多少个像素组成。在MPEG-l,MPEG-2中，典型的宏块为16X 16像素。在子采样为4

46、:2:0的宏块分成4 个亮度图块、1 个红色差图块和1 个蓝色差图块，每个图块由8X 8个像素组成。11.9 什么叫做移动估算？移动估算(motion estimation)是计算移动矢量的过程，也就是在参考图像中查找与当前编码图块匹配最佳的图块的过程。11.10 什么叫做移动补偿？计算当前编码图块与参考帧中的图块的像素值之差的过程。在编码时，使用移动矢量表示当前帧的图块相对于过去或将来帧的图块的偏移量，使用当前帧的与过去或将来帧的像素值的差值表示图像的变化程度，这个差值在重构当前帧的图块时作为“补偿量”；在解码时，利用移动矢量确定当前帧的图块相对于过去或将来帧的图块位置，使用过去或将来帧的像

47、素值和编码时得到的补偿量重构当前帧的图块。11.11 与以前的MPEG-Video视像标准相比，在视像质量相同的前提K,MPEG-4 AVC/H.264视像标准的压缩效率提高了多少。压缩效率提高2 3 倍。11.12 MPEG-4 AVC/H.264提高编码效率的主要技术是什么？MPEG-4 AVC/H.264提高编码效率的主要改进技术包括：(1)采用可变图块大小的帧间预测和移动补偿，预测图块的大小不再局限于16X 16像素，可小到4X 4 像素，这样就提高了预测精度，如将移动矢量精度提高到1/4个像素。(2)采用空间的帧内预测，预测图块的大小可以是16X16的宏块，也可以是4 X 4 像素的

48、图块，而且定义了多种预测方式，目的是找到相关性最大的预测。(3)采用从DCT演变来的称为“整数变换编码”的方法，提高了编码的运算速度。(4)嫡编码采用编码效率更高的前后文自适应可变长度编码(context-based adaptivevariable length coding,CAVLC)和前后文自适应：元算术编码(Context-based Adaptive BinaryArithmetic Coding,CABAC)。止 匕 外，标准还采用了多参考帧(multiple reference flame)和消除“块状失真(因压缩率过高导致重构图像呈现的块状外观)”滤波等技术.第12章光盘存储

49、器12.1 只读光盘是如何记录“0”和“1”的？只读光盘通常是指CD/DVD系列只读光盘。用在盘上压制凹坑的机械办法来记录“0”和“1”。凹坑的边缘代表“1”,凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”，凹坑的长度和非凹坑的长度都代表有多少个“0”。12.2 CD-DA的音乐信号的采样频率为什么选择44.1 kHz?人耳朵(因人而异)能听到的声音信号频率范围是2020 000 H z,为了避免高于20 000Hz的高频信号干扰采样，在进行采样之前，需要对输入的声音信号进行滤波。考虑到滤波器在20 000 Hz的地方大约有10%的衰减，所以可以用22 000 Hz的 2 倍频率作为声音信号的采样频率。但是

50、，为了能够与电视信号同步，PAL电视的场扫描为50 Hz,NTSC电视的场扫描为60 H z,所以取50和 60 的整数倍，选用了 44 100 Hz作为激光唱盘声音的采样标准。12.3 激光唱盘音乐信号的样本位数是1 6,它的信噪比是多少？如果样本位数提高到2 0,它的信噪比是多少？(1)96分贝(2)120分贝12.4 为什么物理线路上传输的数字信号都需要采用通道编码？主要原因有两个，一是为了改善读出信号的质量，二是为了在记录信号中提取同步信号。(例如，有连续多个字节的全“0”信号或者全“1”信号要记录到盘匕如果不作通道编码就把它们记录到盘上，读出时的输出信号就是一条直线，电子线路就很难区