西南大学0165《多媒体技术》第一次作业

第一次作业
主观题：
一、对字符串abcabacdbce进行Huffman编码，将之编码成二进制串，并计算平均码长。

（提示：首先要统计各个符号的概率，比如a的概率是3/11，d的概率是1/11等；然后按Huffman 编码的算法进行编码，获得每个符号的编码；再用替换法将每个符号替换成对应的二进制编码，就可将字符串编码成二进制串。

）
二、基于DCT的JPEG编码，其编码过程是怎样的？
三、以图像压缩为例，简述变换编码的原理。

四、在JPEG编码中，采用Z型扫描的目的是什么？
五、按照信息是否有损失，数据压缩方法分为哪两类？各举出一些压缩技术的例子和应用的例子。

六、在MPEG等视频编码算法中，运动补偿的含义和目的。

七、简述MPEG中的宏块的构成。

八、和Huffman编码相比，算术编码有什么特点？
九、有一段音乐，被采样并且无压缩地存储在磁盘上，大小为52920000字节。

已知其它参数如下：3分钟20秒，立体声， 24位深度。

试计算采样频率是多少。

十、北美和日本采用NTSC制式数字电视图像（SIF格式），30帧/秒，每帧352×240，每象素点用3字节表示。

粗略计算一下，如果不压缩的话，每秒钟的数据量是多少？如果不考虑音频，一张650M字节的存储这种未经压缩的视频的CD-ROM光盘可播放多长时间？
主观题答案：
一、答：编码图如下：
字符串共11个（次）字符，由a、b、c、d、e这5个字符组成，稍微统计，可发现a、b、c、d、e的概率分别是3/11、3/11、3/11、1/11、1/11
平均码长（平均编码长度）是：(3/11)×2＋(3/11)×2＋(3/11)×2＋(1/11)×3＋(1/11)×3 ＝ 24/11
最后，字符串abcabacdbce编码为二进制串为：（a用00替换，b用01替换，类推）
000110000100101100110111，共24个比特。

二、答：基于DCT的JPEG编码方法的步骤如下：①将图象分割成若干8×8的子块，对每块分别进行DCT变换；②对变换后的系数进行量化；③对所有块的DC系数进行DPCM编码，对AC系数Z形扫描和行程编码进行；④对DC码和AC行程编码的码字再进行统计编码。

三、答：以图象压缩为例，变换编码的原理是：图象在空间域上毫无规律，但将图象作为矩阵，将它从空间域变换到频率域。

在频率域上有规律，并且系数按重要性的程度不同分布在不同的位置，容易压缩。

四、答：在经过DCT变换和量化以后，重要的系数都集中在左上角，并且它们的绝对值比较大，而其余位置的系数不重要并且绝对值很小甚至为0。

利用Z型扫描就可以增加行程中连续0的个数，尽可能把0连在一起，把非0连在一起，便于压缩。

五、答：按照信息是否有损失，数据压缩方法分为可逆编码和不可逆编码。

前者没有失真，例如统计编码，常用于文件压缩，若Winrar。

后者要进行量化，故有信息损失，例如大数据量的媒体压缩，如MPEG。

六、答：视频编码时，要比较2帧的区别。

一帧为已编码的过去帧（参照帧），另一帧为正在编码的当前帧。

对当前帧进行编码，就要在参照帧中寻找符合一定条件的当前被预测块的最佳匹配块。

用匹配块来代替被预测块，叫做运动。

但这两块之间是有误差的，要对误差进行补偿，也就是说，匹配块加误差等于被预测块。

运动补偿技术一方面提高了压缩比，另一方面保证了图象的清晰度。

七、答：MPEG中，一个宏块由一个16×16的亮度信息和两个8×8的色度信息构成。

八、答：和Huffman编码相比，算术编码用实数间隔来表示信息；它不必预先定义概率模型；信源符号概率接近时，它的效果比Huffman要好。

九、答：采样频率是：52920000÷（200×2×24/8）＝44100Hz ＝44.1KHz
十、答：每秒钟的数据量是：
352×240 × 3× 30 ≈ 7.603MB
如不压缩，也不考虑音频，那么一张650M字节的CD-ROM光盘可播放
650 ÷ 7.603 ÷ 60 ≈ 1.42分钟
客观题：
1、DVD中的电影数据是采用哪一个算法编码的（ B ）
A：MPEG-1B：MPEG-2C：MPEG-4D：MPEG-7
2、多媒体技术中的媒体指的是（ A ）
A：感觉媒体B：表示媒体C：表现媒体D：存储媒体
3、同一首音乐有4种格式的文件，你认为数据量最小的是（ B ）
A：.wavB：.midC：.mp3D：.rm
4、Winrar文件压缩属于（B ）
A：子带编码B：可逆编码C：不可逆编码D：模型编码
5、静态图象的压缩要消除（ A ）
A：空间冗余B：时间冗余C：结构冗余D：知识冗余
6、下列不属于多媒体技术特点的是（ D ）
A：多样性B：实时性C：交互性D：分布性
7、下列常用于视频通信的压缩编码方法是（ C ）
A：MPEG-1B：MPEG-2C：MPEG-4D：MPEG-7
8、下列彩色空间模型中，最适合用来作图像处理的是（ B ）
A：RGB彩色空间B：HSI彩色空间C：YUV彩色空间D：YIQ彩色空间
9、下列哪项是语音编码（ A ）
A：G.728B：H.263C：H.326D：A VS
10、mp3采用了哪个标准进行数据压缩？（ A ）
A：MPEG-1B：MPEG-2C：MPEG-4D：MPEG-7
11、下面哪项属于多媒体范畴？（ A ）
A：交互式视频游戏B：立体声音乐C：彩色电视D：彩色画报
12、我国传统的模拟电视系统采用PAL制式，其彩色空间是（ C ）
A：RGB B：HIS C：YUV D：YIQ
13、一般说来，要求声音的质量越高，则（ C ）
A：量化级数越低和采样频率越低B：量化级数越高和采样频率越高
C：量化级数越低和采样频率越高D：量化级数越高和采样频率越低。