多媒体计算机技术课后习题答案

第一章：多媒体计算机技术概述1、什么是多媒体？答：多媒体是指信息表示媒体的多样化，常见的多媒体有文本、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。

2、多媒体的关键特性包刮哪些方面？答：多维化、集成性、交互性、实时性。

第二章多媒体计算机系统的组成1、触摸屏分为几类？简述常见的触摸屏的工作原理。

答：触摸屏根据所用的介质以及工作原理可分为4种：电阻式、电容式、红外线式、声表面波式。

触摸屏的工作原理是：当用户手指或其他设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏时，所摸到的位置（以坐标形式）被触摸屏控制器检测到，并通过串行口或其它接口送到CPU，从而确定用户所输入的信息。

2、什么是视频捕捉卡？它的主要作用是什么？答：视频捕捉卡是把输入的模拟视频信号，通过内置芯片提供的捕捉功能转换成数字信号的设备。

3、简述USB设备的的软件、硬件结构。

答：硬件：USB结构简单，采用四条电缆，信号定义由2条电源线和2条信号线组成。

软件：USB软件由USB总线接口和USB 系统组成。

USB总线接口由主控制器事实现。

USB系统有3个组件：（1）住控制器驱动程序；（2）USB驱动程序；（3）USB客户软件。

4、简述CCD和CMOS影像感应器的主要特点。

答：CCD（charge coupled device,电荷耦合元件）传感器包含像点，通常以横竖线短阵型式排列，各像点包含一个光电二极管和控制相邻电荷的单元。

这种结构可产生低噪音、高性能的成像。

CMOS传感器是用标准硅处理方法加工而成的。

与CCD相比有以下优点：地电源消耗、芯片上符合有额外的电路、地系统成本。

第三章数字图像处理技术1、简述数据压缩的必要性和可能性。

答：必要性：对多媒体信息进行实时压缩和解压缩是十分必要的。

如果没有数据压缩技术的进步，多媒体计算机就难以得到实际的应用；可能性：能够对多媒体数据进行压缩的前提是因为数据存在大量的冗余，尤其是声音和图像。

数据压缩的目的就是尽可能的消除这些冗余。

2、常用的数据压缩算法有哪些？答：常用的数据压缩算法有信息熵编码（主要有行程长度编码、哈弗曼编码和算术编码）、词典编码、通用编码、预测编码、模型编码、变换编码、矢量量化编码、子带编码和混合编码。

3、矢量图和位图有哪些不同？答：矢量图，文件内容图形指令，文件大小与图的复杂度有关，显示速度图越复杂，需执行的指令越多，显示越慢，应用特点易于编辑，适于绘制和创建，便于网络传输。

但表现力受限，位映像图，文件内容图像点阵数据，文件大小与图的尺寸、彩色深度有关，显示速度与图的大小有关，应用特点适于获取和复制，表现力较丰富，但编辑较复杂。

图像文件大，不便于网络传输。

4、常用的几种图像文件格式BMP、GIF和PNG各有什么特点？答：BMP是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。

这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。

所以，目前BMP在单机上比较流行。

GIF格式是用来交换图片的。

GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。

PNG格式是一种能存储32位信息的位图文件格式，它与gif和jpeg格式相比有以下优点：（1）兼有GIF和JPEG的色彩模式；（2）PNG能把图像压缩到极限有利于网络的传输；（3）更优化的传输显示；（4）PNG可以在所有系统上显示完全一样；缺点有：（1）PNG不支持像GIF可以存储多张图片；（2）压缩比例不及JPEG格式的压缩；（3）不支持CMYK模式（青、品红、黄、黑）。

5、除了本章介绍的几种图像格式，还了解哪些图像文件格式？答：TGA格式:TGA的结构比较简单，属于一种图形、图像数据的通用格式，在多媒体领域有着很大影响，在做影视编辑时经常使用,例如3DS MAX输出TGA图片序列导入到AE里面进行后期编辑。

EPS格式:苹果Mac机的用户则用得较多。

它是用PostScript语言描述的一种ASCII码文件格式，主要用于排版、打印等输出工作。

6、简单描述JPEG压缩算法的基本流程。

答： JPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视角系统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视角的冗余信息和数据本身的冗余信息。

压缩编码大致分成三个步骤：（1）.使用正向离散余弦变换(forwarddiscrete cosine transform，FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图。

（2）.使用加权函数对DCT系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳的。

（3）.使用哈夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。

7、与JPEG相比，JPEG2000有哪些优点？在压缩算法上主要的不同是什么？答：与JPEG相比，JPEG2000的优势主要表现在以下四个方面：（1）高压缩率；（2）无损压缩；（3）渐进传输；（4）感兴趣区域压缩。

在压缩算法上放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换算法为主的区块编码方式，二改用以离散小波变换算法为主的多解析编码方式。

7、MPEG-1标准中主要采用了什么技术来减少视频图像的时间和空间上的冗余？答：MPEG-1标准中采用16×16块的运动补偿缩减时间冗余；混合使用变换编码、基于视觉加权的标准量化和行程编码技术减少空间冗余。

8、简述AVS标准的主要特点。

答：1、AVS的性能高，与H.264的编码效率相当；2、AVS的复杂度低，编码复杂度比H.264明显低，软、硬件实现成本都低于H.264；3、AVS编码技术为中国主导的知识产权，专利授权模式简单，费用较H.264低。

9、日前常用的视频压缩标准是什么？试通过几个具体的应用加以说明。

答：视频压缩标准是：H.264标准。

H.264标准是CCITT的VCEG和ISO/IEC的MPEG的联合视频组开发的标准，也称MPEG-4Part10------高级视频编码。

H.264标准的关键技术包括如下几部分：（1）分层设计；（2）高精度、多模式运动估计；（3）4*4块整数变换；（4）统一的VLC；(5)帧内预测；(6)切换帧；(7)面向IP和无线环境。

10、简述H.263标准中QCIF（174×144）图像的帧结构。

答：H.263标准中QCIF（174×144）图像的帧结构如下：每帧图像被分为若干个宏块，每个宏块由4个8×8的亮度块、一个8×8Cb块和一个8×8Cr块组成。

由若干个宏块行组成的块组称为一个GOD，行的数量取决于图像帧的分辨率，如QCIF格式的图像中，一个GOB由一行（11个）宏块组成，所以每帧图像由9个GOB组成。

第四章音频信号和声卡1、列出所知道的语音编码标准。

化？答：均匀量化是采用相等的量化间隔对采样得到的信号进行量化，那么这种量化称为均匀量化。

非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。

对于信号取值小的区间，其量化间隔也小;反之，量化间隔就大3、什么叫做μ律压扩？什么叫做A律压扩？答：µ 律压扩是非均匀量化的一种，又称为对数PCM，其量化输出值与作为输入的采样样本值之间的关系由如下的关系式规定： Fμ（x）=sgn（x）[ln(1+μ|x|) / ln （1+μ）] 式中：x为输入信号幅度，规格化成 -1 ≤ x ≤ 1;sgn(x)为x的极性；µ 为确定压缩量的参数，它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比，取100 ≤µ ≤500。

具体计算时，用µ ＝255，把对数曲线变成8条折线以简化计算过程。

Α律压扩也是非均匀量化的一种，其量化输出值与作为输入的采样样本值之间的关系由如下的关系式规定： F A(x)={sgn（x）[（1+lnA|x|）/(1+lnA)] 1/A〈|x|≤1sgn（x）【A(x) /(1+lnA)】0≤|x|≤1/A 0 ≤ |x| ≤ 1/A 1/A < |x| ≤ 1 式中：x为输入信号幅度，规格化成 -1 ≤x ≤ 1；sgn(x)为x的极性；A为确定压缩量的参数，它反映最大量化间隔和最小量化间隔之比。

3、在增量调制中为什么会产生粒状噪音？答：出现噪音的原因是反馈回路输出信号的最大变化速率受到量化阶大小的限制，在输入信号缓慢变化部分，即输入信号与预测信号的差值接近零的区域，增量调制器的输出会出现随机交变的0和1。

4、自适应脉冲编码调制（APCM）的基本思想是什么？答：基本思想是根据输入信号幅度的均方根值的变化来改变量化增量的一种编码技术。

这种自适应可以是瞬时自适应，即量化增量每隔几个样本就改变，也可以是非瞬时自适应，即在较长的时间内保持不变。

5、差分脉冲编码调制（DPCM）的基本思想是什么？答：基本思想根据过去的样本区评估下一个样本信号的幅度大小，这个值称为预测值，然后对实际信号值与预测值之差进行量化编码，从而减少了表示每个样本信号的位数。

6、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）的两个基本思想是什么？答：两个核心思想是：○1利用自适应的思想改变量化增量的大小，即使用小的量化增量去编码小的差值，使用大的量化增量去编码大的差值；○2使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测样本值之间的差值总是最小。

7、声卡的7.1声道都包含那几个声道？其中的“.1”指的是什么？答: 6.1声道和7.1声道两者非常接近，它们都是建立在5.1声道基础上，将5.1声道的后左、后右声道放在听音者的两侧，在听音者后方加上1或者2个后环绕。

其中“.1”仍然是指低音音箱，也叫低音炮，用来播放分离的低频声音，在Dolby环绕中用来播放LFE声道。

8、列出并比较所了解的声卡功能。

答：（1）录制、编辑和回放数字声音文件；（2）控制各声源的音量，并混合在一起，以便数字化；（3）在记录和回放数字文件时进行压缩和解压缩，以节省空间；（4）采用语音合成技术，能让计算机朗读文件。

9、简单说明声卡的工作原理。

答：声卡的工作原理是：主机通过总线将数字化的声音信号以PCM的方式送到数模转换器（D/A），将数字信号转换成模拟的音频信号。

同时又可以通过模数转换器（A/D）将麦克风或CD得输入信号转换成数字信号，送到计算机进行处理。

10、简述语音合成和语音识别技术的基本原理和应用领域。

答：语音合成技术的基本原理：人在发出声音前，进过一段大脑的高级神经活动，即先有一个说话的意向，然后围绕这个意向生成一些列相关的概念，最后将这些概念组织称语句发音输出。

常用的语音合成技术主要有：共振峰合成、LPC合成、PSOLA 拼接合成和LMA 声道模型技术。

语音合成技术的应用领域：（1）人机对话；（2）电话咨询；(3)自动播音；(4)助讲助读；(5)语音教学；(6)电话翻译。