2023年多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用是中央電大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(本科)的一門限選課程。４學(xué)分,開設(shè)一學(xué)期。該課程使用的教材為《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用(第2版）》和《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用(第２版)輔導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)》,鐘玉琢、沈洪等編著,清華大學(xué)出版社出版。本課程綜合講述了多媒體計(jì)算機(jī)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)及其開發(fā)和應(yīng)用。規(guī)定學(xué)生掌握的重要內(nèi)容有:多媒體計(jì)算機(jī)的定義及其關(guān)鍵技術(shù);視頻音頻信息的獲取與解決;多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)；多媒體計(jì)算機(jī)硬件及軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、超文本和超媒體、多媒體計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)。通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)容,為此后開展多媒體領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作打下良好的基礎(chǔ)。為了電大的同學(xué)更好地復(fù)習(xí)和掌握這門課程的知識(shí),下面按照教學(xué)大綱規(guī)定,對(duì)各章的復(fù)習(xí)要點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié),并給出相應(yīng)的練習(xí)題及解答，供大家復(fù)習(xí)時(shí)參考。一、期末復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容第1章多媒體計(jì)算機(jī)概述１．多媒體計(jì)算機(jī)的定義和分類多媒體計(jì)算機(jī)的定義是:計(jì)算機(jī)綜合解決多媒體信息（文本、圖形、圖像、音頻和視頻)使多種信息建立邏輯連接、集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性的技術(shù)。簡(jiǎn)樸地說：計(jì)算機(jī)綜合解決聲、文、圖信息;具有集成性和交互性。多媒體計(jì)算機(jī)的分類,從開發(fā)和生產(chǎn)廠商以及應(yīng)用的角度出發(fā)可以分為兩大類：一類是家電制造廠商研制的電視計(jì)算機(jī)(Telｅputer)，是把CＰU放到家電中通過編程控制管理電視機(jī)、音響。有人稱它為“機(jī)靈”電視(SmarｔTV);另一類是計(jì)算機(jī)制造廠商研制的計(jì)算機(jī)電視(Coｍpuvｉｓioｎ)，采用微解決器(８0X86,68XＸＸ)作為CＰU,其它設(shè)備尚有VGA卡,CD－ROM，音響設(shè)備以及擴(kuò)展的多媒體家電系統(tǒng),有人說它的發(fā)展方向是ＴＶ－Killer。２．多媒體計(jì)算機(jī)要解決的關(guān)鍵技術(shù)（1）視頻音頻信息的獲取技術(shù);（2）多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼和解碼技術(shù);(3)視頻音頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)解決和特技；(4)視頻音頻數(shù)據(jù)的輸出技術(shù)。3．多媒體技術(shù)促進(jìn)了通信娛樂和計(jì)算機(jī)的融合(1)多媒體技術(shù)是解決數(shù)字化及HDTV的可行方案應(yīng)用多媒體技術(shù)制造高清楚度電視(ＨDTＶ)它可以支持任意分辨率的輸出,并且輸入輸出分辨率可以獨(dú)立,輸出分辨率也可以任意地改變。可以用任意的窗口尺寸輸出,同時(shí)還具有許多新的功能,如圖形功能、視頻音頻特技以及交互功能。高清楚度數(shù)字電視技術(shù)及交互式電視技術(shù)由于采用了數(shù)字式視頻數(shù)字式音頻及MＰEG壓縮編碼算法以便于數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及計(jì)算機(jī)控制和管理。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-Ⅱ，提供了四種工具：空間可擴(kuò)展性、時(shí)間可擴(kuò)充性、信噪比可擴(kuò)充性及數(shù)據(jù)分塊等。(2)運(yùn)用多媒體技術(shù)制作VCD、ＤVＤ及影視音響應(yīng)用多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)可制作VCD、ＤＶD、影視音響卡拉OK機(jī)等。VＣＤ播放系統(tǒng)重要有兩種,一種是MPEＧ播放卡,另一種是VＣＤ播放機(jī)。MPＥＧ卡由Mediaｍatiｃs公司研制的，這種卡由三塊重要的芯片:MＸ501、4Mbｉt-DＲＡＭ和４0MHzＯＳC。它由視頻音頻解碼加速器、PＣI總線/主機(jī)寄存器組成。(３）個(gè)人信息通信中心(PIC）多媒體計(jì)算機(jī)由于具有錄音機(jī)、電話(可視電話）、圖文傳真機(jī)、立體聲音設(shè)備、電視機(jī)和錄音像機(jī)等多種功能。通過聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)上傳輸多種信息，因此,有人稱它為個(gè)人信息通信中心(PIＣ）。第2章音頻信息的獲取與解決1．?dāng)?shù)字音頻的基本概念(１)模擬音頻與數(shù)字音頻技術(shù)聲音是一種機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)越強(qiáng),聲音就越大。例如話筒把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),這是一種模擬的音頻，它是以模擬電壓的幅度表達(dá)聲音的強(qiáng)弱。數(shù)字音頻技術(shù)是把表達(dá)聲音強(qiáng)弱的模擬電壓用數(shù)字表達(dá)，如0.5V電壓用數(shù)字20表達(dá),2V電壓用80表達(dá)。模擬電壓的幅度,即使在某電平范圍內(nèi),也可以取無窮多個(gè)，如1.2Ｖ、１.21V、１.215V……。而用數(shù)字來表達(dá)音頻幅度時(shí)，只能把無窮多個(gè)電壓幅度用有限個(gè)數(shù)字表達(dá)。把某一幅度范圍的電壓用一個(gè)數(shù)字表達(dá),這叫做量化。數(shù)字音頻是通過采樣量化把模擬量表達(dá)的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成許多二制數(shù)１和0組成數(shù)字音頻文獻(xiàn)。（2)數(shù)字音頻的文獻(xiàn)格式與轉(zhuǎn)換多媒體技術(shù)中常用的聲音文獻(xiàn)格式有:⑴WAV文獻(xiàn)ＷAV是Mｉcrｏsoｆt公司的音頻文獻(xiàn)格式。Mｉcrｏsｏfｔsouｎdｓｙstｅm軟件SoundFinｄer可以轉(zhuǎn)換ＡIF，ＳND和VOC文獻(xiàn)到ＷAV格式。其中AIF是Ａpple計(jì)算機(jī)的音頻文獻(xiàn)格式；SNＤ是另一種計(jì)算機(jī)的波形音頻文獻(xiàn)格式；⑵VOＣ文獻(xiàn)VOＣ文獻(xiàn)是Cｒeaｔive公司波形音頻文獻(xiàn)格式。運(yùn)用聲霸卡提供的軟件可實(shí)現(xiàn)VOC和WAＶ文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)換。程序VOC2WAＶ轉(zhuǎn)換Creativｅ的VOC文獻(xiàn)到Mｉcｒｏｓoft的WAV文獻(xiàn)。程序WAV2VOＣ轉(zhuǎn)換Micrｏsoft的ＷＡV文獻(xiàn)到Creative的VＯC文獻(xiàn)。⑶MIＤI文獻(xiàn)MIDI文獻(xiàn)是（ＭusiｃalInstruｍｅntDigｉtaｌＩｎtｅrface）樂器數(shù)字接口的縮寫。RMＩ是Ｍicrosofｔ公司的MIDI文獻(xiàn)格式。2.音頻卡的功能及工作原理（1）音頻卡的功能音頻卡的功能有以下幾個(gè)重要方面:音頻錄放、編輯、音樂合成、文語轉(zhuǎn)換、CＤ-RＯＭ接口、MIDI接口、游戲接口等。音頻錄放①數(shù)字化音頻采樣頻率范圍：5kHz~44．1ｋＨｚ；量化位：8位／16位;通道數(shù)：立體聲／單聲道。②編碼與壓縮:基本編碼方法有PCM（脈沖編碼調(diào)制)；壓縮編碼方法有ADＰＣM（8:4；８:３;８:２；16:4）;CCＩTＴ律(13：8)CCITT律(14:8)實(shí)時(shí)硬件壓縮/軟件壓縮。③音頻錄放的自動(dòng)動(dòng)態(tài)濾波。④錄音聲源：麥克風(fēng)、立體聲線路輸入、CＤ。編輯與音樂合成編輯與合成就像一部數(shù)字音頻編輯器，它可以對(duì)聲音文獻(xiàn)進(jìn)行各種特殊的解決:如倒播、增長(zhǎng)回音效果、靜噪音、往返放音、互換聲道等。音樂合成功能和性能重要是依賴于合成芯片。（2)音頻卡的工作原理音頻卡的工作原理框圖重要由以下幾個(gè)部分組成:聲音的合成與解決這是音頻卡的核心部分,它由數(shù)字聲音解決器、調(diào)頻（ＦM）音樂合成器及樂器數(shù)字接口（MIDI）控制器組成。這部分的重要任務(wù)是完畢聲波信號(hào)的模／數(shù)(A/D)和數(shù)/模（D／Ａ)轉(zhuǎn)換，運(yùn)用調(diào)頻技術(shù)控制聲音的音調(diào)、音色和幅度等?；旌闲盘?hào)解決器混合信號(hào)解決器內(nèi)置數(shù)字／模擬混音器,混音器的聲源由以下幾種信號(hào)如MIDI信號(hào)、CD音頻、線路輸入、麥克風(fēng)等。可以選擇一個(gè)聲源或幾個(gè)不同的聲源進(jìn)行混合錄音。功率放大器由于混合信號(hào)解決器輸出的信號(hào)功率還不夠大不能推動(dòng)揚(yáng)聲器或音箱,所以一般都有一個(gè)功率放大器作為功率放大使得輸出的音頻信號(hào)有足夠的功率。總線接口和控制器總線接口有多種,初期的音頻卡為IＳA總線接口,現(xiàn)在的音頻卡一般是ＰCI總線接口。總線接口和控制器是由數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)器、總線接口控制邏輯、總線中斷邏輯及直接存儲(chǔ)器訪問(DMA）控制邏輯組成。第３章視頻信息的獲取與解決1.彩色空間表達(dá)及其轉(zhuǎn)換⑴ＲGB彩色空間在多媒體計(jì)算機(jī)中常用紅、綠、藍(lán)（ＲGB）彩色空間表達(dá),由于計(jì)算機(jī)彩色監(jiān)視器的輸入需要紅、綠、藍(lán)（ＲGＢ）三個(gè)彩色分量,通過RGB三個(gè)分量的不同比例的組合,在顯示器屏幕上可得到任意的顏色。在多媒體系統(tǒng)中不管采用什么形式的彩色空間表達(dá),但最后規(guī)定輸出的是轉(zhuǎn)換成ＲGB彩色空間表達(dá)。⑵ＹUV和YIQ彩色空間現(xiàn)代的彩色電視系統(tǒng)中,一般采用攝像機(jī)把攝到的彩色圖像信號(hào)，通過度色棱鏡提成R0、G0、Ｂ0三個(gè)分量的信號(hào),通過放大和校正后得到ＲＧB信號(hào)，再通過矩陣變換電路得到亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)R-Ｙ、B－Y,最后發(fā)送端將Y、R-Y及B-Y三個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼,用同一信道通過高頻功率放大,通過天線發(fā)送出去。這種信號(hào)就是常用的YUV彩色空間表達(dá)。由于這種彩色空間的亮度信號(hào)Y解決了彩色電視與黑白電視的兼容問題,并且實(shí)驗(yàn)表白人眼對(duì)彩色圖像細(xì)節(jié)的分辨能力比對(duì)黑白低得多，因此可以對(duì)色度信號(hào)U、V采用“大面積著色原理”用亮度信號(hào)Y傳送細(xì)節(jié)而用色差信號(hào)Ｕ、V進(jìn)行大面積涂色。采用YIQ彩色空間表達(dá)的好處是人眼的彩色視覺特性表白，人眼分辨紅、黃之間顏色變化的能力最強(qiáng)，而分辨藍(lán)與紫之間顏色變化的能力最弱。（３）ＲGB與YUV和ＹIQ之間的轉(zhuǎn)換彩色攝像機(jī)得到的信號(hào)是通過校正的RＧB信號(hào)?？紤]到和黑白電視機(jī)兼容及壓縮編碼，在傳送過程中包含亮度信號(hào)和色差信號(hào)，則亮度方程可簡(jiǎn)化為：Y＝0.３R＋０.5９G+0.１1Ｂ。從這個(gè)公式可看到,采用三基色顯示彩色時(shí)，各基色組成亮度Y的比例關(guān)系是不變的，這些比例系數(shù)也叫做“可見度系數(shù)”它們的和為1。這表達(dá)當(dāng)基色信號(hào)電壓ER、EG、EB各為1Ｖ時(shí),構(gòu)成的亮度信號(hào)Ｅ也為1V。在三個(gè)色差信號(hào)中B-Y、R-Y、G-Y，其中有兩個(gè)是獨(dú)立的，最后一個(gè)可用亮度方程和兩個(gè)色差信號(hào)通過運(yùn)算得到?？紤]到彩色與黑白的兼容問題和減少幅度失真問題，則必須對(duì)彩色信號(hào)進(jìn)行壓縮,具體方法是讓色差信號(hào)乘上一個(gè)小于1的壓縮系數(shù)。通過運(yùn)算整理得YＵV與ＲGB之間的關(guān)系表達(dá)式。2.黑白全電視信號(hào)和彩色全電視信號(hào)(1）黑白全電視信號(hào)全電視信號(hào)重要由圖像信號(hào)、復(fù)合消隱信號(hào)(涉及行消隱信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào))和復(fù)協(xié)議步信號(hào)(涉及行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)）三部分組成。(2)彩色全電視信號(hào)彩色全電視信號(hào)與黑白電視的兼容問題在彩色電視系統(tǒng)中,通常用Ｙ、U、Ｖ彩色空間或Y、I、Q彩色空間,Y為亮度信號(hào),它可以和黑白全電視信號(hào)兼容。為了實(shí)現(xiàn)兼容,彩色電視信號(hào)必須滿足以下幾個(gè)規(guī)定：(a)保存黑白電視信號(hào)原有的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。如：每幀62５行、隔行掃描、幀頻為25Ｈz、場(chǎng)頻為50Hz、行頻為１56２５Ｈz、以及同步方式、頻帶寬度等。(b)彩色電視信號(hào)中應(yīng)包具有一個(gè)代表圖像的亮度信號(hào)（稱為亮度信號(hào)),這個(gè)信號(hào)中彩色接受機(jī)和黑白接受機(jī)中均能重現(xiàn)黑白圖像。（c)彩色電視圖像信號(hào)中還應(yīng)包具有代表圖像顏色的信號(hào)(稱為色度信號(hào)）和色同步信號(hào)。彩色全電視信號(hào)的組成彩色全電視信號(hào)是由色度信號(hào)Ｆ、亮度信號(hào)Y(或用B表達(dá))、復(fù)合消隱信號(hào)A（涉及行消隱和場(chǎng)消隱信號(hào)）、復(fù)協(xié)議步信號(hào)S（涉及行同步和場(chǎng)同步信號(hào)）等迭加在一起組成的,通?？捎梅?hào)ＦＢＡS來表達(dá)。在我國(guó)消隱電平規(guī)定為零電平，因此，在彩色全電視信號(hào)中事實(shí)上并沒有迭加特定的消隱信號(hào)。此外,為了接受機(jī)解調(diào)色度信號(hào)的需要,在彩色全電視信號(hào)中還應(yīng)涉及色同步信號(hào),這是由位于行同步后肩，具有十個(gè)周期左右的副載波組成。(3）視頻信息和獲取技術(shù)①運(yùn)用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生彩色圖形,靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像。②運(yùn)用彩色掃描儀，掃描輸入彩色圖形和靜態(tài)圖像。③運(yùn)用視頻信號(hào)數(shù)字化儀,將彩色全電視信號(hào)經(jīng)數(shù)字化解決后，輸入到多媒體計(jì)算機(jī)中,獲得靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像。3．視頻采集卡的組成⑴模數(shù)(A／D）變換和數(shù)字解碼⑵窗口控制器⑶幀存儲(chǔ)器系統(tǒng)⑷數(shù)模（Ｄ／A）轉(zhuǎn)換和矩陣變換⑸視頻信號(hào)和ＶGA信號(hào)的疊加⑹數(shù)字式多制式視頻信號(hào)編碼4.視頻卡的工作原理視頻卡的工作原理(參考教材上視頻卡的工作原理框圖)可概述為：視頻信號(hào)源、攝像機(jī)、錄像機(jī)或激光視盤的信號(hào)一方面通過模數(shù)(A/D）變換,送到多制式數(shù)字解碼器進(jìn)行解碼得到Y(jié)、U、V信號(hào)，然后由視頻窗口控制器對(duì)其進(jìn)行剪裁,改變比例后存入幀存儲(chǔ)器。幀存儲(chǔ)器的內(nèi)容在窗口控制下，與ＶGＡ同步信號(hào)或視頻編碼器的同步信號(hào)同步，再送到數(shù)模（Ｄ/Ａ)變換器模擬彩色空間變換矩陣，同時(shí)送到數(shù)字式視頻編輯器進(jìn)行視頻編碼,最后輸出到VGＡ監(jiān)視器及電視機(jī)或錄像機(jī)。第4章多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮的重要性和分類為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮多媒體信息涉及了文本、數(shù)據(jù)、聲音、動(dòng)畫、圖形、圖像以及視頻等多種媒體信息。雖然通過數(shù)字化解決后其數(shù)據(jù)量是非常大的，假如不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮解決，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就無法對(duì)它進(jìn)行存儲(chǔ)和互換。另一個(gè)因素是圖像、音頻和視頻這些媒體具有很大的壓縮潛力。由于在多媒體數(shù)據(jù)中,存在著空間冗余、時(shí)間冗余、結(jié)構(gòu)冗余、知識(shí)冗余、視覺冗余、圖像區(qū)域的相同性冗余、紋理的記錄冗余等。它們?yōu)閿?shù)據(jù)壓縮技術(shù)的應(yīng)用提供了也許的條件。因此在多媒體系統(tǒng)中必須采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它是多媒體技術(shù)中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)。（2)數(shù)據(jù)壓縮方法的分類常用的壓縮編碼方法可以分為兩大類,一類是無損壓縮法；另一類是有損壓縮法。常用的數(shù)據(jù)壓縮方法按其原理分類也可分為：預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、量化與矢量量化編碼、信息熵編碼、分頻帶編碼、結(jié)構(gòu)編碼和基于知識(shí)的編碼。2.量化的基本原理量化的概念和原理量化的作用是在圖像質(zhì)量或聲音質(zhì)量達(dá)成一定保真度的前提下，舍棄那些對(duì)視覺或聽覺影響不大的信息。量化的過程是模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的映射。模擬量是連續(xù)量,而數(shù)字量是離散量,因此量化操作實(shí)質(zhì)上是用有限的離散量代替無限的連續(xù)模擬量的多對(duì)一的映射操作。量化概念重要來自于從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，即A/Ｄ轉(zhuǎn)換,也就是通過采樣把連續(xù)的模擬量離散化。量化過程預(yù)先設(shè)立一組判決電平和一組重建電平，各個(gè)判決電平覆蓋一定的區(qū)間,所有判決電平將覆蓋整個(gè)有效取值區(qū)間。量化時(shí)將模擬量的取樣值同這些電平比較，若采樣值幅度落在覆蓋區(qū)間之上，則取這個(gè)量化級(jí)的代表值，稱為碼字。一個(gè)量化器只能取有限多個(gè)量化級(jí),因此量化過程不可避免地存在量化誤差。3.常用的壓縮編碼（1)記錄編碼(2)預(yù)測(cè)編碼(3）變換編碼4．多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)ＪＰEＧ1986年CCITT和ＩSO兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合成立了一個(gè)聯(lián)合圖像專家組JPEＧ(JｏintPhotograpｈicExpeｒtｓGroup），致力于建立適合彩色和單色灰度級(jí)的連續(xù)色調(diào)靜止圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。(2）運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEGMPEＧ標(biāo)準(zhǔn)是ISO/IEC委員會(huì)的第11172號(hào)標(biāo)準(zhǔn),是針對(duì)全活動(dòng)視頻的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)涉及MＰEG視頻、MPEＧ音頻和MPEG系統(tǒng)三大部分。MPEG視頻是面向位速率約1．５Mbit/ｓ全屏幕運(yùn)動(dòng)圖像的數(shù)據(jù)壓縮;MPEＧ音頻是面向每通道數(shù)率為６４,1２8和192kbｉt／s的數(shù)字音頻信號(hào)的壓縮。ＭＰＧE輸入圖像亮度信號(hào)的分辨率為360×２40,色度信號(hào)的分辨率為180×1２0，每29．97幀，采用雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。MPEG把輸入的視頻信號(hào)提成組，用三種圖像格式標(biāo)出：幀內(nèi)圖像、預(yù)測(cè)圖像和差補(bǔ)圖像。每組中的第一幀用幀內(nèi)圖像格式編碼,第1M、2M、3M幀（Ｍ一般選為３）用預(yù)測(cè)圖像格式編碼，其它各幀使用差補(bǔ)圖像格式編碼。差補(bǔ)圖像不僅運(yùn)用過去的幀內(nèi)圖像或預(yù)測(cè)圖像，也運(yùn)用未來的幀內(nèi)圖像或預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,因此可以達(dá)成更高的圖像壓縮率。MPEＧ-I標(biāo)準(zhǔn)ＭPEＧ-I標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)動(dòng)圖像專家小組19８１年制訂的數(shù)字存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)圖像及伴音編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)分為視頻、音頻和系統(tǒng)三部分。它是一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn),即考慮了應(yīng)用規(guī)定,又獨(dú)立于具體應(yīng)用之上。視頻部分為１.5Mｂｉt/s活動(dòng)圖像壓縮編碼算法,對(duì)于帶寬為１.5Mbit/ｓ的位流,可以獲得可接受的圖像質(zhì)量。該算法幀內(nèi)編碼采用二維余弦變換、自適應(yīng)量化、行程編碼、變字長(zhǎng)編碼和ＤＰＣM技術(shù)，幀間編碼采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)插技術(shù)。MPEG-I對(duì)于較低的傳輸速率、窄帶寬的應(yīng)用（如單速CＤ-ＲOM)是相稱完善的，并通過插值可解決大于35２×24０的畫面。MPEG-ＩI標(biāo)準(zhǔn)ＭＰEG-II是MＰＥＧ-I的擴(kuò)充，豐富和完善。MPEG－ＩI標(biāo)準(zhǔn)的視頻數(shù)據(jù)速率為４－5Mbｉt/s,能提供720×480（NＴSC）或7２0×５76(PAL)分辨率的廣播級(jí)質(zhì)量的視像，合用于涉及寬屏幕和高清楚度電視（HDTV)在內(nèi)的高質(zhì)量電視和廣播。5．理解信息熵的概念信源X發(fā)出的xj(j＝1,2,…n),共n個(gè)隨機(jī)事件的自信息記錄平均(求數(shù)學(xué)盼望）,即Ｈ(Ｘ)＝Ｅ{I（ｘj）} ==H（Ｘ）在信息論中稱為信源Ｘ的“熵”(Entrｏpy),它的含義是信源X發(fā)出任意一個(gè)隨機(jī)變量的平均信息量。例如：信源X中有16個(gè)隨機(jī)事件,即n＝16。每一個(gè)隨機(jī)事件的概率都相等，即Ｐ(x1）=P(x2)＝Ｐ（x３)＝…=P（x１6)=,計(jì)算信源Ｘ的熵。那么，Ｘ的熵為:6.理解哈夫曼編碼方法哈夫曼編碼方法的環(huán)節(jié)是:①概率記錄(如對(duì)一幅圖像，或ｍ幅同種類型圖像作灰度信號(hào)記錄），得到n個(gè)不同概率的信息符號(hào)。 ②將n個(gè)信源信息符號(hào)的n個(gè)概率，按概率大小排序。 ③將n個(gè)概率中，最后兩個(gè)小概率相加，這時(shí)概率個(gè)數(shù)減為n－1個(gè)。 ④將n-１個(gè)概率，按大小重新排序。 ⑤反復(fù)③,將新排序后的最后兩個(gè)小概率再相加,相加和與其余概率再排序。?⑥如此反復(fù)反復(fù)n-2次,得到只剩兩個(gè)概率序列。 ⑦以二進(jìn)制碼元（0,1)賦值,構(gòu)成霍夫曼碼字。編碼結(jié)束。在理解上述環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)給已知的信源編碼。第5章多媒體計(jì)算機(jī)硬件及軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MＰC的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ＭPＣ聯(lián)盟規(guī)定多媒體計(jì)算機(jī)涉及五個(gè)部件:個(gè)人計(jì)算機(jī)（PＣ)、只讀光盤驅(qū)動(dòng)器（CD-ROM）、聲卡、Winｄowｓ操作系統(tǒng)和一組音箱或耳機(jī)等組成。并對(duì)CPU、存儲(chǔ)器容量和屏幕顯示功能等給出了最低規(guī)定的功能標(biāo)準(zhǔn)。目前已有三個(gè)MPC標(biāo)準(zhǔn)，MPC１、ＭPＣ2、ＭPＣ３，有關(guān)具體的標(biāo)準(zhǔn)配置參考書上的內(nèi)容。2.MＰC的升級(jí)方法和原則獲得MPC的途徑有兩種：一種是直接購(gòu)買ＭＰC機(jī)，另一種是購(gòu)買多媒體升級(jí)套件，使原有的普通ＰC機(jī)升級(jí)為ＭＰＣ。數(shù)字視頻交互式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)DVＩ?，DｉgitａlＶiｄeoInterａctive,數(shù)字視頻交互式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。DVI（DigｉtalVideoＩnterａctive),是Intｅｌ公司推出的支持對(duì)多媒體信息進(jìn)行解決及表現(xiàn)的一個(gè)集成環(huán)境。該產(chǎn)品采用了PLＶ(ProductLevｅｌＶｉｄeo)視頻壓縮編碼算法；設(shè)計(jì)了兩個(gè)專用芯片(８２7５0ＰＢ像素解決器及８2750DB顯示解決器）；設(shè)計(jì)制造了三塊門陣電路:８2750LＨ主機(jī)接口門陣、827５0LVＶＲAM／SCSI/caｐtuｒe接口門陣、82７50LA音頻子系統(tǒng)接口門陣;初次設(shè)計(jì)了視頻音頻引擎(AVE-AudioVidｅｏEnginｅ)；開發(fā)了多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：ＡVSＳ(AudioVidｅｏSub-Systeｍ)和AＶK(ＡuｄioViｄeoKernel)。DVＩ系統(tǒng)重要在以下幾個(gè)方面取得了實(shí)質(zhì)性的突破:一種全數(shù)字化的方法視頻壓縮聲音壓縮合成圖形DVI-II型比ＤVI-I型重要的改善重要有以下幾點(diǎn)：性能指標(biāo)高使用了三個(gè)專用的門陣列電路將多塊解決板集成為一塊解決板第6章超文本和超媒體超文本和超媒體的重要特性超文本的數(shù)據(jù)庫(kù)是由文本、聲音、圖形、圖像類節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。屏幕的窗口和數(shù)據(jù)中的節(jié)點(diǎn)是一一相應(yīng)的,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有名字或標(biāo)題在窗口顯示。容易地創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)、連接新的節(jié)點(diǎn)的鏈。用戶可對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行瀏覽和查詢。超文本為作者提供一種新的寫作方式。超文本為讀者提供了閱讀大型信息庫(kù)的方法。具有窗口化的管理功能?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)庫(kù)。具有交互式的操作。超文本和超媒體的兩個(gè)基本模型Camｐbｅll和Gｏｏdmａｎ模型Dexteｒ模型第７章多媒體計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)電了出版物重要的創(chuàng)作流程多媒體電子出版物一般要通過以下過程:選題、編寫腳本、準(zhǔn)備媒體數(shù)據(jù)、系統(tǒng)制作、調(diào)試、測(cè)試、優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)和發(fā)行等幾個(gè)階段。視頻會(huì)議系統(tǒng)的分類視頻會(huì)議系統(tǒng)根據(jù)通訊節(jié)點(diǎn)數(shù)量提成兩類：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成以及各部分的重要功能。視頻會(huì)議終端;視頻會(huì)議終端的重要功能是：完畢視頻音頻信號(hào)的采集、編輯解決及輸出、視頻音頻數(shù)字信號(hào)的壓縮編碼和解碼,最后將符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的壓縮碼流經(jīng)線路接口送到信道,或從信道上將標(biāo)準(zhǔn)壓縮碼流經(jīng)線路接口送到終端。多端控制單元（MCU)；多端控制單元的重要功能是：對(duì)視頻、語音及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行切換，例如它把傳送到ＭCU某會(huì)場(chǎng)發(fā)言者的圖像信號(hào)切換到所有會(huì)場(chǎng)。信道(網(wǎng)絡(luò)）;信道（網(wǎng)絡(luò)）的重要功能是:保證視頻音頻數(shù)據(jù)壓縮碼流安全在信道上傳輸?shù)揭曨l會(huì)議系統(tǒng)的終端。控制管理軟件;控制管理軟件重要是視頻會(huì)議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，其中最著名的標(biāo)準(zhǔn)是H.３２0系列和Ｔ．１20系列建議。H系列的建議和標(biāo)準(zhǔn)是專門針對(duì)交互式電視會(huì)議業(yè)務(wù)而制定的，而T系列是針對(duì)其他媒體的管理功能做出規(guī)定，兩種協(xié)議的結(jié)合將使多媒體會(huì)議系統(tǒng)的通信有更完善的依據(jù)。H.３２0系列標(biāo)準(zhǔn)涉及了視頻、音視的壓縮和解壓縮,靜止圖像,多點(diǎn)會(huì)議，加密及一些改善的特性。T.１2０是國(guó)際電信聯(lián)盟通信標(biāo)準(zhǔn)部開發(fā)的系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)是為多媒體會(huì)議系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)而制定的。二、期末綜合練習(xí)及解答（一）單項(xiàng)選擇題（從提供的四個(gè)答案中選擇一個(gè)對(duì)的的答案，并將其編號(hào)填入括號(hào)中)1．Coｍｍodorｅ公司于1９８５年在世界上推出的第一個(gè)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是（)。A、MacｉntｏｓhＢ、DＶIC、AmｉgaＤ、CＤ－I2.下列哪些不是多媒體系統(tǒng)的核心軟件（)。A、AVSＳＢ、AVKＣ、DOＳD、AmｉgaVisiｏn3．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-ＩI采用了分層的編碼體系，提供了四種技術(shù)，它們是（）。A、空間可擴(kuò)展性;信噪比可擴(kuò)充性；框架技術(shù)；等級(jí)技術(shù)B、時(shí)間可擴(kuò)充性；空間可擴(kuò)展性;硬件擴(kuò)展技術(shù);軟件擴(kuò)展技術(shù)C、數(shù)據(jù)分塊技術(shù);空間可擴(kuò)展性;信噪比可擴(kuò)充性；框架技術(shù)Ｄ、空間可擴(kuò)展性;時(shí)間可擴(kuò)充性；信噪比可擴(kuò)充性；數(shù)據(jù)分塊技術(shù)4.在數(shù)字音頻信息獲取與解決過程中，下述順序哪個(gè)是對(duì)的的()。A、Ａ/Ｄ變換,采樣,壓縮,存儲(chǔ)，解壓縮,Ｄ／A變換Ｂ、采樣,壓縮，A/D變換,存儲(chǔ)，解壓縮，D/A變換C、采樣，Ａ/D變換,壓縮,存儲(chǔ),解壓縮,D/A變換D、采樣，D/A變換,壓縮,存儲(chǔ)，解壓縮,A/D變換5．某音頻信號(hào)的采樣率為44．１kHｚ,每個(gè)樣值的比特?cái)?shù)是8位，則每秒存儲(chǔ)數(shù)字音頻信號(hào)的字節(jié)數(shù)是（)。Ａ．３44.53１ｋＢ．43.066kC.４4.1ｋＤ．３52.8k6．彩色可用(）來描述。Ａ．亮度,飽和度,色調(diào)B．亮度,飽和度，顏色C．亮度，對(duì)比度,顏色D．亮度，色調(diào)，對(duì)比度7.在全電視信號(hào)中，把()的前沿作為一場(chǎng)的起點(diǎn)。A.奇數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)B．開始場(chǎng)信號(hào)C．偶數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)D.場(chǎng)同步基準(zhǔn)信號(hào)8．下列數(shù)字視頻中質(zhì)量最佳的是（）。A.240×1８0分辨率、24位真彩色、15幀/秒的幀率Ｂ.3２0×24０分辨率、30位真彩色、25幀/秒的幀率C.３20×２40分辨率、3０位真彩色、３0幀/秒的幀率D.640×4８0分辨率、16位真彩色、15幀/秒的幀率９.一幅彩色靜態(tài)圖像(ＲGB),設(shè)分辨率為5１２×51２,每一種顏色用8biｔ表達(dá),則該彩色靜態(tài)圖像的數(shù)據(jù)量為()。A．２56×512×3×8ｂitB.５12×51２×３×８×25biｔC．25６×２56×3×８bitD.５1２×512×３×8bit11.D/Ａ轉(zhuǎn)換器和矩陣變換的目的是實(shí)現(xiàn)()。A．模數(shù)轉(zhuǎn)換和YUV到RGB的轉(zhuǎn)換Ｂ.數(shù)模轉(zhuǎn)換和RGB到Y(jié)UＶ的轉(zhuǎn)換C．模數(shù)轉(zhuǎn)換和ＲGB到Y(jié)ＵV的轉(zhuǎn)換Ｄ.數(shù)模轉(zhuǎn)換和YＵV到RGB的轉(zhuǎn)換12.下列哪個(gè)說法,(）是不對(duì)的的。Ａ、熵壓縮法會(huì)減少信息量B、熵壓縮法是有損壓縮法C、熵壓縮法可以無失真地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)D、熵壓縮法的壓縮比一般都較大１3．下列哪種說法不對(duì)的（)。Ａ、預(yù)測(cè)編碼是一種只能針對(duì)空間冗余進(jìn)行壓縮的方法Ｂ、預(yù)測(cè)編碼是根據(jù)某一模型進(jìn)行的Ｃ、預(yù)測(cè)編碼需將預(yù)測(cè)的誤差進(jìn)行存儲(chǔ)或傳輸D、預(yù)測(cè)編碼中典型的壓縮方法有DPCM、APＣM1４.下列哪種說法對(duì)的（）。A、信息量等于數(shù)據(jù)量與冗余量之和B、信息量等于信息熵與數(shù)據(jù)量之差C、信息量等于數(shù)據(jù)量與冗余量之差Ｄ、信息量等于信息熵與冗余量之和1５．超文本和超媒體是以(）組織各種媒體信息。A.線性形式B.流式形式C．網(wǎng)狀鏈接形式D.字節(jié)形式16．Ⅰ型DVI系統(tǒng)硬件部分重要由三塊板組成它們分別是()。A、視頻板、多功能板、計(jì)算機(jī)主板Ｂ、音頻板、視頻板、計(jì)算機(jī)主板C、多功能板、視頻板、音頻板D、視頻板、音頻板、圖像獲取板1７.在視頻會(huì)議系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)是（）。A、視頻會(huì)議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)B、多點(diǎn)控制單元MCＵC、視頻會(huì)議終端D、視頻會(huì)議系統(tǒng)的安全保密(二)多項(xiàng)選擇題1．多媒體計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是（）。A、進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作環(huán)境CＳＣWＢ、智能多媒體技術(shù)Ｃ、把多媒體信息實(shí)時(shí)解決和壓縮編碼算法作到ＣPU芯片中D、多媒體創(chuàng)作工具極其豐富。2．多媒體技術(shù)未來發(fā)展的方向是()。A、高分辨率,提高顯示質(zhì)量Ｂ、高速度化,縮短解決時(shí)間Ｃ、簡(jiǎn)樸化,便于操作D、智能化,提高信息辨認(rèn)能力３.模擬音頻在時(shí)間上是（)。Ａ．連續(xù)的B.斷續(xù)的C．離散的D．模擬的Ｅ.數(shù)字的4.下列文獻(xiàn)中屬于音頻文獻(xiàn)格式的有（）。A．WAＶ文獻(xiàn)Ｂ.AVI文獻(xiàn)C.VOＣ文獻(xiàn)D.GIF文獻(xiàn)Ｅ.ＭIＤＩ文獻(xiàn)５．彩色可用(）來描述。Ａ．亮度Ｂ.色調(diào)Ｃ．顏色D.飽和度E.對(duì)比度６.在多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)中,常用的彩色空間表達(dá)有（）。A.NTSC彩色空間B．RGＢ彩色空間C.ＰAL彩色空間D．YUV彩色空間Ｅ.YIQ彩色空間7.下列屬于圖像和視頻編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的是（)。A、ＪPＥGB、MPEGＣ、ＡＤPCMD、H.2６18．視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)立的訪問權(quán)限是（）。Ａ、超級(jí)、優(yōu)先B、一般、作廢C、排隊(duì)、優(yōu)先D、超級(jí)、中斷9．基于內(nèi)容檢索要解決的關(guān)鍵技術(shù)是（）。A、多媒體特性提取和匹配B、相似檢索技術(shù)C、多媒體數(shù)據(jù)管理技術(shù)D、多媒體數(shù)據(jù)查詢技術(shù)（三)填空題多媒體技術(shù)促進(jìn)了、和的融合。多媒體計(jì)算機(jī)可分為和兩大類。量化方法分為為量化和量化。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)基于內(nèi)容的檢索的體系結(jié)構(gòu)為子系統(tǒng)和子系統(tǒng)。PAL制采用的彩色空間是;ＮＴSC制采用的彩色空間是。超文本和超媒體的重要特性是、和。聲音卡一般是根據(jù)采樣量化的位數(shù)來分的,常用的有位、位和位聲卡。當(dāng)采樣頻率等于被采樣對(duì)象的最高頻率的2倍時(shí)，被稱為頻率。超文本由和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有向圖。多媒體技術(shù)的重要特性有、和。HIＳ彩色空間表達(dá)中的H、Ｓ、I分別代表、、。ＤVI系統(tǒng)中“AVE”的含義是。表達(dá)圖像分辨率的單位“dpｉ”的含義是;表達(dá)傳輸速率的單位“ｂpｓ”的含義是。JPＥG算法具有以下四種操作方式：順序編碼、、、。JＰEG解碼原理簡(jiǎn)化框圖如圖所示，①,②，③。解碼器量化表③②①?量化表③②①壓縮的圖像數(shù)據(jù)熵編碼表恢復(fù)的圖像數(shù)據(jù)熵編碼表（四）簡(jiǎn)答題音頻卡的重要功能有哪些?預(yù)測(cè)編碼的基本思想是什么？MＰEG圖像的三種類型:I幀、P幀、B幀，其顯示順序和傳輸視頻流順序不一致的，若顯示的順序:1 2?３ ４?5 6 ７Ｉ?B?B?P B Ｂ P傳輸?shù)捻樞驊?yīng)如何?簡(jiǎn)述視頻會(huì)議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？簡(jiǎn)述色度學(xué)中的三基色原理。什么是模擬音頻和數(shù)字音頻？簡(jiǎn)述抱負(fù)多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。衡量數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)性能的重要指標(biāo)是什么？音頻信號(hào)解決的特點(diǎn)是什么?如何理解數(shù)據(jù)壓縮中的“量化解決”？（五)綜合題論述JPEG靜態(tài)圖像壓縮編碼的重要原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。論述Ⅱ型ＤVＩ系統(tǒng)在技術(shù)上作了哪些改善。ＤVI系統(tǒng)如何解決計(jì)算機(jī)綜合解決聲、文、圖信息的問題?已知信源:XX=X1X2X3X4X5X60.250.250.200.150.100.05對(duì)其進(jìn)行Ｈufｆmａn編碼,并計(jì)算其平均碼長(zhǎng)。（規(guī)定:大約率符號(hào)賦予0，小概率符號(hào)賦予１,相同概率情況下上面的是0，下面的是1。）信源X中有16個(gè)隨機(jī)事件,即n=16。每一個(gè)隨機(jī)事件的概率分別為:,X1~X8＝；X9～X１2=；X13~X16＝，請(qǐng)寫出信息熵的計(jì)算公式并計(jì)算信源X的熵。參考解答(一)單項(xiàng)選擇題1、C2、C３、D4、C5、Ｂ６、Ａ7、A8、C9、D10、A１1、D12、C１３、A14、Ｃ15、C１６、Ｃ17、B(二)多項(xiàng)選擇題1、ABC2、ＡBCＤ3、AD４、ＡCE5、AＢD６、BDE7、ABD8、AＢ9、AB（三）填空題通訊娛樂計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)電視電視計(jì)算機(jī)均勻非均勻數(shù)據(jù)庫(kù)生成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢子系統(tǒng)ＹUVＹIQ多媒體化交互性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8位16位32位奈魁斯特節(jié)點(diǎn)鏈集成性交互性多樣性色調(diào)顏色的飽和度光的強(qiáng)度音頻視頻引擎象素點(diǎn)/英寸比特/秒累進(jìn)編碼無失真編碼分層編碼熵解碼器反量化器逆變換（IＤCT)（四)簡(jiǎn)答題答:①音頻的錄制與播放；②編輯與合成；③MIDＩ接口；④ＣD-ROM接口及游戲接口等。答:①一方面建立數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用以往的樣本值對(duì)新的樣本值進(jìn)行預(yù)測(cè)；②將樣本的實(shí)際值與其預(yù)測(cè)值相減得到一個(gè)誤差值;③對(duì)誤差值進(jìn)行編碼。答:１ 4 ２?3?7 5 ６I P?BB P ＢB答:①Ｈ系列的標(biāo)準(zhǔn)H．320系列標(biāo)準(zhǔn);（合用于ISDＮ)H．323系列標(biāo)準(zhǔn)；(合用于無QOS保證LAN)H．３２４系列標(biāo)準(zhǔn);(低速率合用于GSＴＮ）H．321系列標(biāo)準(zhǔn)；（合用于ATM)②T系列的標(biāo)準(zhǔn)：T.1２0是為視頻會(huì)議系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)而制的。③PＣS標(biāo)準(zhǔn):是由計(jì)算機(jī)和通信公式聯(lián)合成立的個(gè)人會(huì)議工作組。答:（1）自然界常見的各種顏色光,都可由紅（R）、綠(G)、藍(lán)（B)三種顏色光按不同比例相配而成；（2）同樣絕大多數(shù)顏色也可以分解成紅(R）、綠(G)、藍(lán)（Ｂ）三種顏色光，這就是色度學(xué)中最基本原理,三基色原理。（３）三基色的選擇不是唯一的，但三種顏色必須是互相獨(dú)立的，即任何一種顏色都不能由其他兩種顏色合成。答：（1)模擬音頻是把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),以模擬電壓的幅度來表達(dá)聲音的強(qiáng)弱。(2）數(shù)字音頻是把表達(dá)聲音信號(hào)強(qiáng)弱的模擬電壓用一系列數(shù)字表達(dá),也就是說，把模擬量表達(dá)的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成由許多１和0組成的二進(jìn)制數(shù)的數(shù)字音頻文獻(xiàn)。答:抱負(fù)多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：(1)進(jìn)一步完善計(jì)算機(jī)支撐的協(xié)同工作環(huán)境(CSCW)；(２）智能多媒體系統(tǒng);（3）把多媒體信息實(shí)時(shí)解決和