多媒体技术试卷及答案

1．多媒体的主要特征是：（B）A. 动态性、丰富性 B. 集成性、交互性 C. 标准化、娱乐化 D. 网络化、多样性2．声音信号的数字化是指：（A）A. 实际上就是采样与量化 B. 数据编码 C. 语音合成、音乐合成 D. 量化与编码3．PCM的非均匀量化是指：（A）
A. 其实就是对大的输入信号采用大的量化间距，小的信号采用小的量化间距；
B. 用可变的采用频率对输入信号进行采样；
C. 其实就是μ律压扩；
D. 其实就是A律压扩。

4．下面哪一种压缩算法为无损数据压缩算法？（D）A. PCM B. 波形编码 C. 子带编码 D. 霍夫曼编码
5．图像分辨率是指：（C）A. 像素的颜色深度 B. 图像的颜色数 C. 图像的像素密度 D. 图像的扫描精度6．光谱色的定义是：（D）A. 国际照明委员会定义的颜色 B. 人的眼睛可以看得见的颜色
C. RGB三原色
D. 用波长定义的颜色
7．颜色的空间变换是指：（D）
A. 设备相关的颜色空间与设备无关的颜色空间之间的转换；
B. 根据RGB相加混色模型生成不同的颜色；
C. 是颜色色制之间的转换；
D. 一般是指颜色空间之间的数学变换。

8．电视隔行扫描的一帧图像由下列哪两部分组成？（B）A. 行频、场频 B. 奇数场、偶数场 C. 前景、背景 D. 像素、扫描线
9．听阈是指：（C）A. 声音强到使人耳感到疼痛时声强级B. 人耳感觉比较舒服时的声强级
C. 人耳刚刚能够感觉到的声强级
D. 指人耳可以听到的最低频率
10．MPEG所定义的帧内图像（I图像）是指：（A）A. 不参照过去或将来的图像 B. 插补的图像 C. 运动发生位移的图像 D. JPEG图像11．数字CD的红皮书标准又称为：（B）A. CD-ROM标准 B. 激光唱盘标准(CD-DA)
C. CD-R标准
D. CD-ROM/XA标准
12．设采样频率为8 kHz，样本精度为8位，则其数据率（未压缩）为：（D）A. 44.1 kbps B. 128 kbps C. 16 kbps D. 64 kbps
13．下列哪种编码属于变换编码？（A）A. DCT B. PCM C. RLE D. D/A
14．图像显示分辨率是指：（A）A. 屏幕上能够显示的像素数目 B. 用像素表示的数字化图像的实际大小
C. 用厘米表示的图像的实际尺寸大小
D. 图像所包含的颜色数
15．MPEG-2标准定义了下列哪两种音频数据压缩格式？（A）A. MPEG-2 BC与MPEG-2 AAC B. MPEG-2 AAC与Dolby AC-3
C. MP3与Dolby AC-3
D. MPEG-2 BC与Dolby AC-3
二、简答题（35分，每小题5分）
1．简要说明奈奎斯特采样定律，并阐述其理论根据。

答：奈奎斯特采样定律——采样频率应该大于等于音源信号最高频率的两倍。

声音的物理性质说明，声音信号可以表示为随时间变化的波形。

在进行信号处理的时候我们常常把这些波形表示为正弦波（或余弦波），如：A(t) = b* sin(t + w)，A(t)表示振幅，t表示时间，w表示相位。

在一个周期T内正弦波一般有一个波峰和一个波谷，其出现的时间间距为T/2。

也就是说，我们要至少采到两个接近波峰和波谷的连续样本A，只有这样，我们才能用A(t)类似的公式还原出接近原始信号的波形。

2．请说明什么是非均匀采样？什么是非均匀量化？各有什么优点？
答：非均匀采样和非均匀量化是相对于均匀采样、均匀量化而言的，所谓均匀采样是指采样的时间间隔∆t是相等的，均匀量化是指量化阶距是相等的（如我们在考试计分统计的时候一般统计10、20、30…分数段的成绩，分数段大小是一样的）。

因此可以看出，非均匀采样的∆t、非均匀量化的量化阶距均是可变。

采用非均匀采样，可以适应音源信号频率的变化，采用分均匀量化可以适应信号大小的非均匀分布特性（如我们在统计考试成绩的时候一般进行如下的简化统计: 不及格、60~74分、75~84、85以上的人数，因为大部分人的成绩均落在60~74、75~84分之间，所以这两挡的间距比较小）。

3．请说明在JEPG压缩算法中为什么对DCT变换后的数据进行Z字形编排？
答：在JPEG的压缩算法中，前向DCT变换后，非零数据主要集中在8⨯8宏块的左上角。

这样，如果用RLE对所谓的交流分量进行压缩，则一个良好的做法就是进行Z字形扫描以提高零数据序列的长度。

宏块Z字形扫描的前部分主要在左上角徘徊，虽然零数据序列的长度有限，但是大部分后面的扫描结果均为零数据。

4．什么是MPEG的运动补偿技术？该技术包含哪些内容？
答：MPEG的运动补偿技术用于预测并计算B, P图像与I（或P）图像的差值。

它包括运动估计、运动补偿两个方面的内容。

运动估计是计算运动矢量，如I图像中的某一物体在P图像中的位置，用一个矢量表示这个运动的位移情况（牵涉到复杂的搜索过程与搜索算法），有了这一估计可以比较精确地预测出P的值——预测值。

当然，我们还可以精确地计算出I和P的实际差值，对这个差值进行编码即得P的编码。

在图像还原的时候要用差值对P图像进行修正（补偿）。

这就是所谓的运动补偿技术。

5．请比较DPCM与APCM。

答：APCM是一种根据输入信号的幅度大小来改变量化阶距大小的编码技术，分为前向自适应和后向自适应编码两种类型。

而DPCM是根据样本与样本之间存在的信息冗余来进行编码的一种数据压缩技术，它先对输入信号进行预测，计算预测值与真值之间的差，对差值进行编码。

两者各考虑了问题的一个方面，如提高量化的自适应性、减少信息冗余，未能全面考虑既提高自适应性又减少信息的冗余。

将二者的结合形成了ADPCM压缩技术。

6．简要概述位图（Bitmap）与矢量图（Vector Graph）的区别？
答：位图又叫位映射图，记录的是像素的位置及其颜色值。

矢量图纪录的是构成一幅图像的矢量
及其颜色特征（颜色值可以用某一个与空间相关的函数来表示）。

它们之间的主要区别是纪录的方式不同，前者以单个像素的描述为主，而后者是以一批像素构成的图形为主。

7．什么是真彩色？它与伪彩色有什么不同？
答：真彩色是指在图像格式中，每个像素的颜色值直接用R, G, B的值来表示；而伪彩色一般是指用颜色查找表（简称CLUT）的索引值来表示。

如在MS Windows 16色位图格式中，图像像素的编码值用色板的索引号0~F表示，在256、216、…色图像格式中直接用RGB的真实值进行编码。

16色位图格式所记录的图像颜色是伪彩色，256、216、…色图像格式所记录的是真彩色。

阅卷人
得分
三、综合题（35分）
四、1．请详细描述听觉系统的感知特性在MPEG音频编码中的作用。

（13分）
答：（1）根据人的听力范围，可以过滤掉频率为2k~20k以外的声音信息。

（2）根据“听阈—频率曲线”可以将听阈、痛阈之外的信号信息过滤掉。

（3）根据频域掩蔽特性（①不同纯音的掩蔽效果不同，在250，1k和4k附近的纯音对其他纯音的掩蔽效果强。

②低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音，而高频纯音对低频纯音的掩
蔽效果不明显），进行临界频带分割，以较优地进行子带编码。

（4）根据时域掩蔽特性，可以将强掩蔽音的超前掩蔽（一般约为5~20ms）和滞后掩蔽（一般约为50~200ms）所掩盖的声源信息过滤掉。

如在立体声多路同步录音的情况下，可
以考虑采用时域掩蔽效应。

（5）除上述的几个运用外，MPEG主要采用了一个称之为“心理声学模型”将各种感知特性集成起来，处理冗余的声音信息。

2．请画出JPEG编、解码器的算法框图，写出JEPG算法的主要步骤。

（12分）
答：（1）JPEG的编、解码器算法框图如下：
JPEG编码算法的原理：将源图像分割成一系列的8 8子块（子块之间不相交），对每一个子块的每一个颜色分量实施FDCT变换，用每一个颜色分量的量化表对FDCT的结果进行量化并取整，取每一个子块的左上角元素组成一个序列，称之为直流分量序列，用DPCM进行编码，取每一个子块的所有非左上角元素，称之为交流分量，进行Z字形扫描，对扫描后的序列进行RLE压缩，对DPCM和RLE的结果分别进行熵编码，以JFIF格式记录编码后的位流构成图像文件。

解码是一个反向过程。

（2）编码算法的主要步骤如下：
根据编码算法的原理，其主要步骤有
①正向余弦变换FDCT
②量化
③ Z字形编码
④直流分量序列的DPCM编码
⑤交流分量序列的RLE编码
⑥熵编码（霍夫曼编码）。