多媒体数据压缩与存储技术习题.docx
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多媒体数据压缩与存储技术习题
多媒体数据压缩与存储技术习题
第四章多媒体数据压缩与存储技术习题
4-1填空题
1．自信息函数是的函数。
必然发生的事件概率为，自信息函数值为。
把叫作信息熵或简称熵（Entropy），记为。
2．所有概率分布pj所构成的熵，以为最大，因此，可设法改变信源的概率分布使，再用最佳编码方法使来达到高效编码的目的。
3．MPEG中文翻译“动态图像专家组”，MPEG专家组推出的MPEG-1标准中文含义是标准，它包括四部分。
4．CD-DA中文含义，其相应的国际标准称为书标准。
CD-ROM中文含义，其相应的国际标准称为书标准。
5．在CD-ROM光盘中，用代表“1”，而代表“0”，为保证光盘上的信息能可靠读出，把“0”的游程最小长度限制在个，而最长限制在个。
6．DVD原名，中文翻译。
DVD光盘按单/双面与单/双层结构可以分为四种。
按照DVD光盘的不同用途，可以把它分为：
，，
，，，。
4-2简答题
1．请解释信息熵的本质为何？
2．请解释在MPEG压缩算法中，最好每16帧图像至少有一个帧内图（I帧）的原因。
3．简要说明光盘的类型有哪些？
4．DVD有哪些类型？
DVD存储容量大大增加的原因是什么？
4-3应用题
1．某信源有以下6个符号，其出现概率如下：
求其信息熵及其Huffman编码？
2．设某亮度子块按Z序排列的系数如下：
k01234567-63
系数：
124100-1100
请按JPEG基本系统对其进行编码。
4-4计算题
1．请计算52速光盘的传输速率。
4-5上机应用题
1．请用NeroExpress7将上一章编辑的电影剪辑制作成VCD。
第四章多媒体数据压缩与存储技术习题解答
4-1填空题
1．自信息函数是度量信息不确定性的多少的函数。
必然发生的事件概率为1，自信息函数值为0。
把自信息量的概率平均值叫作信息熵或简称熵（Entropy），记为H（X）。
2．所有概率分布pj所构成的熵，以等概率时为最大，因此，可设法改变信源的概率分布使其尽可能地非均匀，再用最佳编码方法使平均码长逼近信源的熵来达到高效编码的目的。
3．MPEG中文翻译“动态图像专家组”，MPEG专家组推出的MPEG-1标准中文含义是多媒体运动图像及其伴音的压缩编码标准，它包括MPEG系统、MPEG视频）、MPEG音频）、测试和验证四部分。
4．CD-DA中文含义数字激光唱盘，其相应的国际标准称为红皮书标准。
CD-ROM中文含义只读光盘，其相应的国际标准称为黄皮书标准。
5．在CD-ROM光盘中，用凹坑和非凹坑之间机械性的跳变边沿代表“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”，为保证光盘上的信息能可靠读出，把“0”的游程最小长度限制在2个，而最长限制在10个。
6．DVD原名digitalvideodisc，中文翻译数字视盘。
DVD光盘按单/双面与单/双层结构可以分为单面单层、单面双层、双面单层和双面双层四种。
按照DVD光盘的不同用途，可以把它分为：
DVD－ROM，DVD－Video，
DVD－Audio，DVD－R，DVD－RAM，DVD-RW。
4-2简答题
1．请解释信息熵的本质为何？
答：
自信息函数是度量信息不确定性的多少的函数，把自信息量的概率平均值，叫作信息熵或简称熵（Entropy），记为H（X）。
已经证明，H（X）为离散无记忆信源进行无失真编码的极限。
2．请解释在MPEG压缩算法中，最好每16帧图像至少有一个帧内图（I帧）的原因。
答：
在MPEG-1压缩标准中，定义了三种类型图像：
帧内图（IntraPictures，I）、预测图（PredictedPictures，P）和插补图，即双向预测图（BidirectionalPredicted，B）。
在上面的三种类型图像中，只有帧内图（Intrapictures，I）未采用运动补偿编码技术，采用直接对原始图像数据压缩，因此，为保证质量，最好每16帧图像至少有一个帧内图（I帧）。
3．简要说明光盘的类型有哪些？
激光唱盘、CD-ROM、数字激光视盘等等统称为光盘。
按照将信息写入光盘和从光盘读取信息的性质看，目前光盘可分为三种：
只读光盘、一次写入式光盘、可擦写光盘。
4．DVD有哪些类型？
DVD存储容量大大增加的原因是什么？
答：
1）DVD盘的记录区域从CD盘片面积86cm2提高到86.6cm2，这样记录容量提高了1.9%；
2）DVD中将数值孔径由CD盘片的0.45加大到0.6最小凹坑的长度从CD盘片的0.834微米缩小到0.4微米，DVD光道之间的间距由CD盘片的1.6微米缩小到0.74微米，总的容量提高了4.486倍。
3）使用DVD盘的两个面来记录数据，以及在一个单面上制作好几个数据记录层，可大大增加DVD盘片的存储容量。
4-3应用题
1．某信源有以下6个符号，其出现概率如下：
求其信息熵及其Huffman编码？
解：
（1）H（X）=-（1/4）log2（1/4）×2-（1/8）log2（1/8）×4
=4/4+12/8=2.5（bit/字符）
（2）Huffman编码过程如下图示：
图4-1习题4-31的图
（3）上述编码的平均码字长度为：
R=0.25*2*2+0.125*3*4=2.5
（4）上述编码的编码效率为η=2.5/2.5=100%
2．设某亮度子块按Z序排列的系数如下：
k01234567-63
系数：
124100-110
请按JPEG基本系统对其进行编码。
解：
1）先求DC系数ZZ（0）：
ZZ（0）=12，由表4.3.1，ZZ（0）落入（-15~8，8~15）区间，查表得“SSSS”=4，由表4.3.2，查得其码字为“101”；12>0，故四位附加位为“1100”，所以，DC系数ZZ（0）的编码为“1011100”；
2）ZZ
（1）=4，它与ZZ（0）之间无零系数，NNNN=0，4落入表4.3.3的第三组，所以SSSS=3；而NNNN/SSSS=0/3的编码查表4.3.4为“100”，所以ZZ
（1）=4的编码为“100100”；
3）ZZ
（2）=1，它与ZZ
（1）之间无零系数，NNNN=0，1落入表4.3.3的第1组，所以SSSS=1；而NNNN/SSSS=0/1的编码查表4.3.4亮度AC系数为“00”，所以ZZ
（2）=1的编码为“001”；
4）ZZ（5）=-1，它与ZZ
（2）之间有2个零系数，NNNN=2，-1落入表4.3.3的第1组，所以SSSS=1；而NNNN/SSSS=2/1的编码查表4.3.4亮度AC系数为“11010”，ZZ（5）-1=-2，其编码为“0”，而所以ZZ（5）=1的编码为“110100”；
5）ZZ（6）=1，它与ZZ（5）之间无零系数，NNNN=0，1落入表4.3.3的第1组，所以SSSS=1；而NNNN/SSSS=0/1的编码查表4.3.4亮度AC系数为“00”，所以ZZ
（2）=1的编码为“001”；
6）ZZ（7）~ZZ（63）=0，直接使用“EOB（%）”结束本子块，查表4.3.4其码字为“1010”；
所以，上述亮度子块的JPEG基本系统编码为：
“1011100+100100+001+110100+001+1010”
共用了29位，压缩比为512/29=17.66
4-4计算题
1．请计算52速光盘的传输速率。
解：
Mode1扇区格式下：
52*75*2048≈7.6M
Mode2扇区格式下：
52*75*2336≈8.4M
4-5上机应用题
1．请用NeroExpress7将上一章编辑的电影剪辑制作成VCD。
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