音视频处理技术

计算机与信息工程学院/系计算机应用技术专业计信1025A班级学号3311025125 姓名卢永甜合作者教师评定

第一章概述

1.简述数字化视频处理系统的基本组成。(第13页)

答：（1）视频输入设备：主要功能是将待处理视频/图像信号输入系统，根据应用需求的不同，往往有不同的设备形式。

（2）视频输出设备：主要是将经过系统处理后的视频/图像信号以用户能感知的形式显示出来。

（3）储存与控制设备：控制设备主要用于在视频处理过程中对视频处理设备进行控制；存储设备主要用于在视频/图像处理过程中对视频/图像信息本身和其他有关信息进行暂时或永久保存。

（4）用户存取/通信设备：主要功能是使用户按需将以处理好的，或还需进一步处理的视频/图像信号取出或送入视频处理模块。

（5）视频处理设备：它是一个复杂的软、硬件系统。

视频处理系统模型如下：

2.数字话音视频信息系统有哪些主要性能指标

答：（1）有效性：是指在给定信道内能够传输的信息的多少，通常用码元传输速率或信息传输速率来进行度量。

（2）可靠性：是指信宿所接收到的信息的准确度，通常用码元差错概率或信息差错概率来进行度量。

（3）保密性：是指数字音视频信息系统通过授权技术，以防范在系统中传输/存储信息被非法授权信宿终端所接收、正确解码和利用的有效程度。

（4）便利性：是指信宿终端用户按需从系统中检索出目标信息的简捷程度。

第二章数字音频技术基础

1.简述模拟信号数字化过程。(第42页)

答：模拟信号的数字化过程是取样、量化和编码的过程，这个变化过程如图所示的各环节完成，改系统称之为PCM.。它是“数字化”的最基本的技术，模拟信号正是通过PCM 而变化成数字信号的，具体过程是：通过抽样、量化和编码3个步骤，用若干代码表示模拟行驶的信息信号，再用脉冲信号表示这些代码来进行传输存储。图如下所示：

第三章音频压缩编解码

1.简要介绍MPEG-1音视编码标准的主要特点和应用(第84页)

答：MPEG-1是第一个官方的视频音频压缩标准。用于传输1．5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，经过MPEG-1标准压缩后，视频数据压缩率为1/100～1／200，音频压缩率为1／6.5。MPEG-1提供每秒30帧352*240分辨率的图像，当使用合适的压缩技术时，具有接近家用视频制式录像带的质量。MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。其中的音频压缩的第三级简称MP3，成为比较流行的音频压缩格式。

为了追求高的压缩效率，去除图像序列的时间冗余度，同时满足多媒体等应用所必须的随机存取要求，MPEG-1视频把图像编码分成I帧、P帧、B帧和D帧共4种类型。I 帧为帧内编码帧，编码时采用类似JPEG的帧内DCT编码，I帧的压缩率是几种编码类型中最低的。P帧为预测编码帧，采用前向运动补偿预测和误差的DCT编码，由其前面的I 或P帧进行预测。B帧为双向预测编码帧，采用双向运动补偿预测和误差的DCT编码，由前面和后面的I或P帧进行预测，所以B帧的压缩效率最高。D帧为直流编码帧，只包含每个块的直流分量。MPEG-1采用运动补偿支除图像序列时间轴上的冗余度，可使对P 帧和B帧图像的压缩倍数比I帧提高很多。

第四章数字视频编码基础

1.简述视频信号的数字化过程. (第121页)

答：视频信号的数字化过程与音频信号数字化过程类似，包括图像中像素位置的离散化、所得采样值的离散化以及PCM编码3个过程。

首先通过扫描的方式把三维视频信号转化为一维随时间变化的信号，即将图像分为若干帧。对于每一帧图像，在垂直方向上分成若干行。经过上述取样的图像，只是在空间上被离散成了像素的阵列。但是，必修将每个样本的灰度值或色彩转化为有限个离散值，并赋予不同的码字，才能完成数字化。

第七章数字音视频信号的传输技术1.信道编码的方法有许多种，可分为哪几类？(第252页)

答：信道编码的方法有许多种，一般可以按下列方式分类。

（1）按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同，可以分为分组码和卷积码。

（2）按照差错控编码的不同功能，可分为检错码、纠错码和纠删码等。

（3）按照信息码元与监督码元之间的关系又可以分为线性码和非线性码。

（4）按照编码后每个码字的结构是否保持原来的形式不变，可分为系统码和非系统码。

（5）按照修正错误的类型不同，可以分为纠正随机错误和纠正突发错误的码。

（6）按照码字中每个码元的取值不同，还可以分为二进制码和多进制码等。2.常用的差错控制方式有哪几种？

答：差错控制方法

1.误码率

误码率Pe=接受的错误码元数/接受的总码元数

采取的措施有两种：提高线路电气特性、采用差错控制技术

2.差错控制

常用的差错控制方法是在数据中加入差错控制编码，在所要发送的信息位之前按照某种规则加上一定的冗余位，构成一个码字再传送。

通常有反馈重传技术、前向纠错技术：

1)反馈重传技术

发送端在信息位中加入检错码，接收端收到码字后利用检错码对信息位进行检错，如正确则发回无错信号，开始传送下一信息位，如不正确则发回有错信号，发送端重发信息，直到接收端确认无误为止。

2)前向纠错技术

发送端发送能够纠错的数据，接收端收到数据后不仅能自动发现错误，还能自动纠正传输中的错误，优点是不需要反馈信道，但设备复杂。

第八章数字音视频存储技术1.光盘驱动器的工作模式有哪几种？(第282页)

答：光盘驱动器主要有四种工作模式。

1.CLV(Constant Linear Velocity, 恒定线速度)

2.CAV(Constant Angular Velocity，恒定角速度)

3.P-CAV(Partial CAV，局部恒定角速度)

4.Z-CLV(Zoned Constant Linear Velocity ，区域恒定线速度 )

第九章数字音视频技术的业务应用

1.视频监控系统由哪几部分组成？(第318页)

答：监控系统主要由前端部分、传输部分、控制部分、显示部分、供电系统所组成，根据不同要求的，还有防盗报警部分等组成。

供电系统部分至关重要，供电部分的电源供给于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至关重要的作用，一旦电源受破坏即会导致整个系统处于瘫痪状态。系统的供电可以采用集中供电和分散供电两部分，用户可以根据实际的需要进行选择。

前端部分主要是完成模拟视频的拍摄，摄像头通过内置CCD及辅助电路将现场情况拍摄成为模拟视频电信号，经同轴电缆传输。电动变焦镜头将拍摄场景拉近、推远，并实现光圈、调焦等光学调整。温、湿度传感器可探测环境内温度、湿度，从而保证内部良好的物理环境。云台、防护罩给摄像机和镜头提供了适宜的工作环境，并可实现拍摄角度的水平和垂直调整。解码器是云台、镜头控制的核心设备，通过它可实现使用微机接口经过软件控制镜头、云台。

传输部分有通过视频线、同轴电缆、或者光纤等来成模拟视频监视信号的数字采集，它的通道可靠性、运算处理能力、录像检索的便利性直接影响到整个系统的性能。

显视部分主要是完成在系统显示器或监视器屏幕上的实时监视信号显示

和录像内容的回放及检索。

2.简述数字音频技术的新业务应用。

答：经过多年的努力，音频压缩技术得到了蓬勃的发展。新型高效的音频压缩编码方式已经在互联网、广播、移动通信、个人消费电子产品和数字影视等领域获得了广泛的应用。此外，近年来我国拥有自主知识产权的音频编解码技术标准(如DRA、AVS等)相继诞生，使我国在数字音频核心技术领域占有一席之地，有利于我国数字化音视频产业群的培育，对推动我国音视频产业发展和参与国际标准竞争起到积极作用。

1.数字告示：数字告示系统是近来发展起来的一种基于数字音视频技术的户外动态信

息传播系统。

2.IPTV：又称网络电视，是指基于IP协议的电视广播服务。

3.CMMB：是中国移动多媒体广播地方简称。