武汉大学多媒体课后习题作业

第一章

2.什么是多媒体?多媒体的关键特性包括那些方面?

答：（1）多媒体，从表面上讲，就是“多种媒体的综合”，相关的技术也就是“怎么样进行多种媒体综合技术”。多媒体技术概括的讲，就是能够对多种媒体信息进行综合的处理技术。所以多媒体技术可以定义为：以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行采集、编码、存储、传输、处理和表现，综合处理多种媒体信息并使之建立起来有机的逻辑联系，集成为一个系统并具有良好交互性的技术。

（2）多媒体的关键特性主要包括信息载体的多样性、交互性和集成性这3个方面。

5.多媒体计算机组成的硬件环境包含那些设备?

答：多媒体计算机基本的硬件结构，主要包括功能强大的CPU，大容量的存储空间，高分辨率的显示接口和设备，音频接口和相应的设备，视频接口和相应的设备等。

一种典型的多媒体计算机配置的多媒体设备有：①光盘驱动器；②音频卡；③视频卡；④扫描卡；

⑤交互式控制接口；⑥网络接口；⑦打印机接口；⑧图形加速卡。

第二章

1.简述多媒体通信基本概念。

答：多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体信息（如声音、图形、图象、数据、文本等）新型通信方式

3.简述媒体同步技术。

答：在多媒体系统中，通常利用多媒体从不同角度从不同侧面表现一个主题，此时不同媒体之间就存在同步问题，例如，视频播放时，伴音应和口型相吻合等。同步是多媒体系统中的一个关键问题，它与系统中许多因素有关，如通信系统、操作系统、数据库、文件及其应用形式等。因此，多媒体系统中同步应在不同的层面上考虑。

1.链路层同步，链路层同步处理的是媒体流内部以及多个媒体流之间的同步问题。

2.表示层同步，在将不同表示媒体的对象复合一个复合对象的过程中将引入同步机制，构成多媒体复合对象；或用超级链接将不同表示媒体的对象链接过程中引入同步机构，构成超媒体。

3.应用层同步，应用层同步采用的技术为脚本（Script）同步技术。

6.简述多媒体通信的终端技术。

答：多媒体终端作为人机交互的界面，具有两种功能：一是面向用户，提供一种自然、友好的交互环境，屏蔽掉各种复杂的网络功能；二是面向网络，下达其所需实施的各种功能，屏蔽掉应用环境的复杂性和不确定性。从多媒体系统具有交互性这一重要性来看，多媒体终端技术是离不开计算机技术的。而从PC 派生出来的功能简化的终端则统称为“信息家电”。

多媒体通信的终端技术中，面向对象的软件开发技术成为主流技术；网络计算和分布式技术成为软件的核心技术；嵌入式软件技术成为智能化设备的基础；软件构件和复合技术成为提高软件开发生产率，形成规模生产的重要手段。

第三章

4. 常用的变换编码由哪些？变换编码是如何压缩数据得？

答：常用的变换编码有KLT变换和离散余弦DCT变换两种：

变化编码是有失真编码的一种重要的编码类型。在变化编码中，原始数据从初始空间或者时间域进行数学变换，使得信号中最重要的部分（例如包含最大能量的最重要的系数）在变换域中易于识别，并且集中出现，可以重点处理；相反使能量较少的部分较分散，可以进行粗处理。例如将时域信号变换到频域，因为声音、图象大部分信息都是低频信号，在频域中比较集中，再进行采样编码可以压缩数据。该变换

过程是逆过程，使用反变换可以恢复原始数据。变换编码系统中的压缩数据有三个步骤：变换、变换域采样和量化。变化是可逆的，本身并不进行数据压缩，它只把信号映射到另一个域，使信号在变换域里容易压缩，变换后的样值更独立有序。在变换编码系统中，用于量化一组变换样值的比特数是固定的，它是小于对所有变换样值用固定长度均匀量化进行编码所需要的总数，所以量化是使数据得到压缩，是变化编码中不可缺少的一步。为了取得满意的结果，某些重要系数的编码位数比其他要多，某些位数要少，某些就干脆被忽略了。在对量化后的变换样值进行比特分配，要考虑使整个量化失真最小。这样过程就称为有损压缩。数据压缩对变化矩阵的选择有两方面的要求，一要能准确地再现信源向量，即要求再现误差尽量地小；二要尽可能地去除信息的相关性。

5. 哈夫曼编码的编码方法怎样？有什么特点？举例说明哈夫曼编码过程.

答： Huffman于1952年提出了对统计独立信源能达到最小平均码长的编码方法，即最佳码，它完全依据字符出现概率来构造，各码字长度严格按照所对应符号出现概率的大小逆序排列。最佳性可从理论上证明。这种码具有即时性和唯一可译性。

编码时，首先将信源符号按概率递减顺序排列，把两个最小的概率加起来，作为新符号的概率，重复此过程，直到概率和达到1。

Huffman编码过程如下:

1.将信源符号按概率递减顺序排序；

2.把二个最小的概率加起来，作为新符号的概率；

3.重复步骤1、2，直到概率达到1为止；

4.在每次合并消息时，将合被合并的消息赋于1和0或0和1；

5.寻找从每一个信源符号到概率为1处的路径上的1和0；

6.对每一符号写出‘1’、‘0’序列（从码书的根到终节点）；

第四章

1.简述JPEG压缩算法。

答： JPEG压缩标准是一个用于灰度或彩色图象的压缩标准，包括无损模式和有损模式，非常适用于那些不太复杂或一般取自真实图象的压缩标准。它使用离散的余玄变换(DCT)、量化、行程和哈夫慢编码等技术，是一种混合编码标准。

JPEG定义了如下两种基本的压缩算法：基于空间线性预测技术，即PCM的无失真压缩算法；基于DCT的有失真压缩算法，并进一步应用行程编码和熵编码。

PCM的无失真压缩算法具有硬件实现容易、重见图象质量好的优点，在此采用的是完全恢复的技术。无损压缩不使用DCT方法，而是采用一个简单的预测器。预测器可以采用不同的方法，不同的预测方法将决定有那些相邻的相素将被用于预测下一个像素。

JPEG的基于DCT的压缩编码算法包括基本系统和增强系统两种不同的层次的系统。并定义了顺序工作方式和累进工作方式。基本系统只采用顺序工作方式，熵编码时只能采用哈夫曼编码，且只能存储两套码表。增强系统是基本系统的扩充，可采用累进工作方式、分层工作方式等，熵编码时可选用哈夫曼或算术编码。

3. 在MPEG视频压缩中为了提高压缩比，采用哪两种技术。

答：在空间方向上：图像压缩采用JPEG压缩算法去掉冗余信息，即基于DCT的压缩技术，减少空间域冗余度；在时间方向上：采用基于16×16子块的运动补偿技术，减少帧序列时间域的冗余度。

5. 简述MPEG-1视频压缩过程。

答：MPEG视频压缩编码后包括三种元素：I帧（I-frames）、P帧（P-frames）和B帧（B-frames）。在MPEG编码的过程中，部分视频帧序列压缩成为I帧；部分压缩成P帧；还有部分压缩成B帧。I帧法