复习题 多媒体通信技术

多媒体考试复习题
注：所有答案均在课件里，答题时要注意条理清晰。

简答题或是概念题
1. 媒体的概念及分类。
答：媒体(medium)是指信息传递和存储的最基本的技术和手段，即信息的载体。
媒体可划分为5大类：(1) 感觉媒体（perception medium）
是指人类通过感觉器官直接产生感觉（感知信息内容）的一类媒体。
这类媒体包括：声音、文字、图像、气味、冷热等。
(2) 表示媒体（representation medium）是指用于数据交换的编码表示。
这类媒体包括：图像编码、文本编码、声音编码等。
其目的是为了能有效地加工、处理、存储和传输感觉媒体。
(3) 显示媒体（presentation medium）是指进行信息输入和输出的媒体。
输入媒体包括：链盘、鼠标、摄像头、话筒、扫描仪、触摸屏等；
输出媒体包括：显示屏、打印机、扬声器等。
(4) 存储媒体（storage medium）是指进行信息存储的媒体。
这类媒体包括：硬盘、光盘、软盘、磁带、ROM、RAM等。
(5) 传输媒体（transmission medium）是指承载信息，将信息进行传输的媒体。这类媒体包括：双绞线、同轴电缆、光缆、无线电链路等。
“多媒体”通常是指感觉媒体的组合，即声音、文字、图像、数据等各种媒体的组合。
2.多媒体通信系统是如何构成的，简述其主要特征。
在物理结构上，多媒体通信系统是由若干个多媒体通信终端、多媒体服务器经过通信网络连接构成的系统。
特征：（1）集成性
可处理、存储和传输内容上相互关联的多媒体信息。
（2）交互性
用户与系统通信过程中具有完全的交互控制能力。
（3）同步性
使得多媒体信息（文字、图形、声音、图像等）在终端上以时空同步方式工作。
3.音频信息编码方法有哪几种？说明各自的特点。
音频信息的编码技术通常分为三类：波形编码、参量编码和混合编码。其中，波形编码和参量编码是两种基本类型。波形编码：它具有适应能力强、语音质量好等优点，但压缩程度不高，实现的码速率也较高。在对信号带宽要求不太严格的通信中得到应用，而对频率资源相对紧张的移动通信则不合适。 参量编码的特点：可实现低速率语音编码，比特率可压缩到2～9.6kbit/s 之间。
缺点：重建信号的波形同原语音信号的波形有相当大的差别，语音质量较差，清晰度满足要求但自然度较低，难以分辨处讲话者；其次是电路实现复杂度高。
混合编码特点： 混合编码将波形编码和参量编码组合起来，克服了原有波形编码和参量编码的弱点，结合各自的长处，试图保持波形编码的高质量和参量编码的低速率。
4.简述子带编码的优越性。
子带编码的突出优

点是：(1)、通过合理分配比特，可以获得更好的主观质量。
(2)各带量化噪声相互独立，只对本带有影响。
(3)各子带采样频率降低。
(4)去除各子带信号间的相关性
5简述自适应差分编码（ADPCM）的基本原理。
核心思想是：利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值。
6介绍图像数字化过程中的取样、量化和编码中的基本思路
取样又称为抽样，它是指图像信号空间离散化的过程。这时所选取的点就是取样点、抽样点或样点，也被称为像素。经过取样后所获得的图像是由一系列空间上离散的样值序列构成，每个样值是一个有无穷多个取值的连续变量。量化是指将具有无限多个取值的样值用有限个离散值来表示的过程，并且可以赋予不同的码字，从而成为真正意义上的数字图像。
7简述YUV与RGB的关系
(1)、彩色电视系统的设计应考虑到与已有的黑白电视系统的兼容问题: 传输1个亮度分量和2个色差分量。Y=0.299R+0.587G+0.114B
(2)、另外还有2个色差信号U和V，U表示所传输的蓝基色分量与亮度分量的差值信号，而V表示所传送的红基色分量与亮度分量的差值信号，它们存在下述关系：U=K1(B-Y) V=K2(R-Y)
(3)、如果系统是黑白电视系统，R=G=B=0,可以得出这样的结论，即U=V=0.
8简述逐行扫描与隔行扫描的关系
逐行扫描的行频是隔行扫描的2倍，隔行扫描中场频是帧频的2倍。
9简述在具有运动补偿的帧间内插和帧间预测中，进行运动估值的目的、估值准确性带来的影响以及采用的方法。
具有运动补偿的帧间内插和帧间预测都需要进行运动估值，但二者的目的和运动估值不准确所带来的影响不完全相同。在帧间预测中引入运动补偿的目的是为了减少预测误差，从而提高编码效率。运动估值的不准确会使预测误差加大，从而使传输的数据率上升，但接收端据此位移矢量和预测误差解码不会引起图像质量下降。
帧间内插中引入运动补偿的目的是使恢复的内插帧中的运动物体不致因为内插而引起太大的图像质量下降。这是由于在丢弃帧内没有传送任何信息，要确定运动物体在丢弃帧中的位置必须知道该物体的运动速度。运动估值的不准确将导致内插出来的丢弃帧图像的失真。另外，在帧间内插中的位移估值一般要对运动区的每一个像素进行，而不是对一个子块；否则，内插同样会引起运动物体边界的模糊。因此，在帧间内插中较多使用的是像素递归法。
10像素递归法与块匹配算法的性能比较
两种方法的对比：
像素递归法对每一个像素给出一个估计的位移矢量，因而对较小面积物体的运动

估值较为精确，可以满足运动补偿帧内插的要求。但其在估值时需要进行叠代运算，从而存在着收敛速度和稳定性问题。接收端较复杂，不利于一发多收（如数字电视广播等）的应用。块匹配算法虽然作了一定假设（假设位于同一图像子块内的所有像素都作相同的运动，且只作平移运动），限制了对每一像素的估值精度，但对于面积较大的运动物体而言，其预测效果要优于像素递归法。同时满足了计算复杂度和实时实现的要求，利于硬件实现。
11变换编码的特点
正交变换本身并不能压缩数据，它只把信号映射到另一个域，各变换系数之间的相关性明显下降。能量主要集中在低频部分，因而在编码时可忽略某些能量较小的高频分量，或者对方差较小的分量分配较少的比特数。
12简述分布式多媒体系统的主要特征
特征：
（1）集成性
可处理、存储和传输内容上相互关联的多媒体信息。
（2）交互性
用户与系统通信过程中具有完全的交互控制能力
（3）同步性
使得多媒体信息（文字、图形、声音、图像等）在终端上以时空同步方式工作。
13简述分布式多媒体操作系统与传统的操作系统的区别



填空题或选择题或判断题
1多媒体通信系统的主要特征：集成性，交互性，同步性。同步性决定了一个系统是多媒体系统还是多种媒体系统。
2差值脉冲编码调制属于波形编码。线性预测编码属于参数编码。
3在矢量量化编码方法中，传输的不是对应的矢量，而是每个矢量对应的下标。
4感知编码是利用基于人耳的闻域、临界频段和掩蔽效应。
5线性预测编码将语声激励信号简单的划分为浊音信号和清音信号。
6图像信号的数字化主要分为三个部分：取样，量化，编码。
7多媒体信息存在数据量大、数据流具有突发性和码速可变性三大特征。
8静态图像中存在的最主要的一种数据冗余是空间冗余。（掌握各种冗余）
9预测编码是有损压缩编码，主要通过减小图像信息在时间上和空间上的相关性来达到数据压缩的目的。
10在帧间预测中，后向预测与双向预测均存在帧延时。
11预测编码是在空间域（时间域）内进行的，是通过减小信源图像信息在时间上和空间上的相关性来达到数据压缩的目的；变换编码是在变换域（频率域）内进行的。
12变换编码中，正交变换系数的能量主要集中在直流和低频区。
13变换编码引入的失真有三种类型：分辨率失真，颗粒失真，方块效应。
14进行图像复原的关键在于建立退化模型。
15运动估值方法主要分为两大类，分别称为块匹配法和像素递归法。
16文语转换的语音合成系统（TTS）包括文本分

析，韵律生成和语音生成三部分。
17超媒体技术提供的思想方法可建立各种媒体信息之间的网状链接结构。
18超媒体的基本构成要素是节点、链和网络。热字热标的概念
19在超媒体的三个组成部分中，支持子系统是超媒体系统的核心层。
20Web超文本系统可分为三层：表现层、超文本抽象基层、超文本信息库层。
21多媒体数据的三种约束关系中，时域约束关系最为重要。
22多媒体同步的四层参考模型由描述层、对象层、流层和媒体层构成。
23多媒体通信对网络性能的要求有吞吐量、差错率、传输延时及延时抖动
24路由选择协议的核心是路由选择算法，基本的路由选择算法有距离矢量路由选择算法和链路状态路由选择算法。
25宽带IP城域网采用分层结构，共分三层：核心层、汇聚层和接入层。
26IPv6与IPv4的共存技术主要分三类：双栈技术、隧道技术、转换技术
27采用流式传输方式在互联网上播放的媒体格式称为流媒体，流媒体技术的相关内容，播放后数据是否存储
28变换编码中，选择变换系数的方法：区域取样和门限取样。
29一个超媒体系统由著作子系统、浏览子系统和支持子系统组成。
30根据解码后数据与原始数据是否完全一致，数据压缩方法划分为可逆编码和不可逆编码。
31无失真图像压缩编码的平均码长存在一个下限，就是信源熵——无失真压缩编码的压缩比不可能很高。
32斜率过载，颗粒噪声，边缘忙乱，伪轮廓的定义和发生区域。
33掌握三种音频编码类型的编码标准。
34彩色电视信号的调制方式。
35限失真图像压缩编码和无失真图像压缩编码方法都有哪些。
36人耳对声音强弱的感觉与哪个参量相关。
37在分布式多媒体系统中对多媒体信息的处理形式采用了分布式处理。


计算
1不同标准下（4：2：2 4：1：1 4：4：4），三个分量数字化后的数据量计算。

? 分量电视信号的数字化
? ITU-R BT 601建议，建议采用分量编码，亮度和色差信号的取样频率fY和fC分别为:



? 其中fHNTSC和fHPAL分别代表NTSC制和PAL制中的行频。如果对亮度信号和色差信号进行量化，而且都采用8位码，那么三个分量信号数字化后的数据量为：

? 如果对色差信号使用的采样频率比对亮度信号使用的采样频率低，这种采样就称为图像子采样。




2信息墒的计算
概念题
1等响曲线
人耳对声音响度的感觉与声压级和频率有关，将人耳在听到不同频率纯音(正弦波)时，对所有具有相同音量感的声压用一条曲线表示后得到的曲线族，称为等响曲线。
2听觉的掩蔽效应
由于第一个声音的存在而使第二个声音提高听阈的现象称为掩蔽。当人

耳听到符合声音时，若存在响度较高的声音频率分量，那么人耳对响度较低的声音频率分量就不易察觉到了，这种生理现象称为掩蔽效应。
3人眼对空间频率的临界对比度（或人眼对空间频率对比度灵敏度）
人眼视觉的对比度灵敏度
人眼区分某一给定空间频率的正弦光栅明暗差别所需的最低对比度，称为分辨这一空间频率的临界对比度，用Cr表示。临界对比度的倒数1/Cr被称为人眼对于这一空间频率对比度灵敏度。由以上定义可知，临界对比度表示人眼在给定的亮度环境下所能区分景物的最小亮度差别，通常称这一最小亮度差别为一个亮度级（或灰度级）。
4视觉惰性
视觉惰性
当一个景物突然出现在眼前时，需经过一定的时间才能形成一个稳定的主观亮度感觉；同样当一个实际景物从眼前消失后，所看到的印象都不会立即消失，还会暂留一段时间，由此可见人眼亮度感觉的建立与消失都滞后于实际的光刺激，而且此过程是逐步的，这样一种现象就是视觉惰性。
5闪烁（或临界闪烁频率）
闪烁
如果观察者观察到一个具有周期性的光脉冲，当其重复频率不够高时，便会产生一明一暗的感觉，这种感觉就是闪烁，但当重复频率足够高时，闪烁感觉将消失，随之看到的是一个恒定的亮点。临界闪烁频率就是指闪烁感觉刚刚消失时的频率。
它与脉冲亮度有关，脉冲的亮度越高，临界闪烁频率也相应地增高。
6帧间内插和帧间预测
帧间预测是指由前一帧或前几帧图像来预测当前图像，与帧内预测相同，仅对误差信号进行编码.
活动图像的帧间内插编码是在系统发送端每隔一段时间丢弃一帧或几帧图像，而在接收端再利用图像的帧间相关性将丢弃的帧通过内插恢复出来，以防止帧率下降引起闪烁和动作不连续。
7存储区域网络(SAN )
答：存储区域网络是由磁盘阵列连接光纤通道组成，将数据存储在相对独立的存储区域网内，利用光纤通道传输数据，拓展了服务器与存储设备间的距离，拥有几乎无限的存储容量。

8分布式多媒体系统
在物理结构上，多媒体通信系统是由若干个多媒体通信终端、多媒体服务器经过通信网络连接构成的系统。

在计算机领域又称为分布式多媒体系统DMS（Distribute Multimedia System） 。




注意下列概念的区分（填空，判断，选择）

1多媒体系统，多种媒体系统
2 MPEG-2 AAC ，MPEG-2 BC
3亮度与照度（亮度是针对射出光的量度，有方向性；照度是针对入射光的量度。）
亮度是指发光面在某一给定方向上的发光强度与该发光面积在此方向上的投影之比，单位：尼特，nit。
照度是指单位面积上所接收到的光

功率，单位：勒克司，lx。
4扫描中的场频和帧频的关系
5闪烁 视觉惰性
6帧内预测，帧间预测
帧内预测编码是针对一幅图像以减小其空间相关度来实现数字压缩的。通常采用差分脉冲编码调制(DPCM)来实现。优点是方法简单，易于硬件实现。
帧间预测是指由前一帧或前几帧图像来预测当前图像，与帧内预测相同，仅对误差信号进行编码。
7运动估值，运动补偿
运动估值是对运动物体的位移作出估计，即对运动物体从前一帧到当前帧位移的方向和像素数作出估计，也就是求出运动矢量。
运动补偿是指利用运动矢量建立处于前后帧的同一物体的空间位置的对应关系。
8多媒体的同步类型：上层同步、中层同步和底层同步。上层同步也称为户级同步。中层同步又称为“媒体之间的同步”。底层同步即系统同步，也称为媒体内部同步。




“多媒体”通常是指感觉媒体的组合，即声音、文字、图像、数据等各种媒体的组合。
多媒体技术就是计算机交互式综合处理多媒体信息（文本、图形、图像和声音），使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。
多媒体技术的最简单表现形式――多媒体计算机（对视频的处理、存储和显示的能力。）