《多媒体技术》复习材料Word格式.docx
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基于Internet的多媒体技术
（4）典型应用领域：
教育和培训，咨询和演示，娱乐和游戏、管理信息系统（MIS），视频会议系统，计算机支持协同工作、视频服务系统。
（5）发展前景：
网络化，智能化，标准化，多领域融合，虚拟现实。
4、试从一两个应用实例出发，谈谈多媒体技术的应用对人类社会的影响。
如教育和培训方面，利用多媒体技术开展培训、教学工作，寓教于乐，内容直观、生动、活泼，给培训对象的印象深刻，培训教学效果好。
如咨询和演示方面，在销售、导游或宣传等活动中，使用多媒体技术编制的软件，能够图文并茂地展示产品、游览景点和其他宣传内容，使用者可与多媒体系统交互，获取感兴趣对象的多媒体信息。
或例如房地产公司在推销某处楼房是，可将该楼房的外貌、内部结构、室内装修、周围环境、配套设施、交通安全用文字、图形、图像表现出来，并加入对应的解说，制作成多媒体节目，用户通过观看这个节目就可以对所售楼房有了直观了解，避免了销售人员解说的麻烦而效果又不好的情况。
5、多媒体技术未来发展的方向是：
（D）
（1）高分辨率，提高显示质量；
（2）高速度化，缩短处理时间；
（3）简单化，便于操作；
（4）智能化，提高信息识别能力。
（A）
（1）
（2）（3）（B）
（1）
（2）（4）（C）
（1）（3）（4）（D）全部
★第二章多媒体数据压缩技术（重点）
本章主要讲述数字音频编码、数字图像编码、数字视频编码、常用的数据压缩技术、多媒体数据转换。
音频的数字化、分类、计算；
图像信息量计算；
几种彩色空间；
彩电制式；
彩色和黑白兼容的原理。
v本章主要考点：
概念、简答、数字音频存储量、电视信号的数据量、哈夫曼编码、算术编码
知识点一、多媒体数据表示方法：
1、音频（包括：
语音、音乐和音响）（人类的听力所接受的频率为20Hz到20kHz）
数字音频的存储量=采样频率（Hz）*量化位数（位）*声道数*音频长度（秒）/8
2、图像（图像三要素：
色调、饱和度和亮度）图像数据量大小=像素总数*图像深度/8
3、视频（中国彩电制式为PAL）
知识点二、音频的数字化分为两步：
采样和量化。
1、采样：
把模拟声音变成数字音频时，每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值。
（这个时间间隔成为采样周期）
2、量化：
把无穷多个电压幅度用有限个数字来表示。
将采样的离散音频数据量化成计算机能够表示的数据范围。
（编码：
把声音数据写成计算机二进制数据格式。
）
知识点三：
计算机中音频分为波形音频、MIDI音频和CD音频。
1、波形音频是以数字方式表示音波，是计算机处理的音频基本方式。
来源广，包括人的口语，效果与编码指标有关。
2、MIDI数字音乐接口：
MusicalInstrumentDigitalInterface
MIDI有两种合成方式：
频率调制FM合成，波表合成（原始声音存在）。
MIDI严重缺点：
不适合编制口语旁白的音频
知识点四：
视频制式分为NTSC（美）、PAL（中、德）、SECAM（法、俄、中东）
我国电视系统采用PAL-D制式，彩色空间为YUV，彩色、黑白兼容。
（彩色、黑白兼容原理：
亮度信号Y和色差信号U、V是分离的，不在同一个频率上，似的彩色电视系统与只对亮度敏感的黑白电视机亮度信号兼容）
电视接收机输入信号有视频输入、复合视频输入和两分量视频输入。
1、声音是由振动的声波所组成，在任一时刻t，声波可分解为一系列正弦波线性叠加：
f（t）=ΣAnsin（nωt+φn），其中,ω称为基频或基音，它决定声音的高低；
nω称为ω的n次谐波分量或称为泛音，与声音的音色有关;
An是振幅,表示声音的强弱；
φn是n次谐波的初相位。
★2、量化后数字音频存储量计算公式：
数字音频存储量（字节）=采样率（Hz）×
量化位数（位）×
声道数×
音频长度（秒）/8
（若给出的是原始音频，则采样率至少为2*音频（Hz））
◆例：
激光数字唱盘CD-DA的标准采样频率为44.1kHz,量化位数为16位，立体声，这即CD音质。
考虑一下CD-DA播放一分钟音乐所需要的存储量是多少？
解：
存储量=44100×
16×
2×
60/8B=10584000字节
★5、图像数据量=像素总数*图像深度/8
★4、量化后电视信号的数据量计算公式：
电视信号的数据量（位）=电视信号带宽（Hz）×
2倍采样频率×
数字化深度×
时间
在彩色电视信号表示时，设代表光强、色彩和色饱和度的YIQ彩色空间中各分量的带宽分别为4.2MHZ、1.5MHZ、0.5MHZ。
再设各分量均被数字化为8b。
则一秒钟电视信号的数据量是多少？
一秒钟电视信号的数据量（位）=（4.2+1.5+0.5）×
8×
1=99.2Mb
4、各种彩色空间：
RGB是彩色最基本表示模型,也是计算机系统中所使用的彩色模型。
分别代表红、绿、蓝三原色。
HSI彩色空间，这种模型中,用H（Hue,色调）、S（Saturation,饱和度）、I（Intensity,光强度）3个分量来表示一种颜色,这种表示更适合人的视觉特性。
在YUV彩色空间中，Y为亮度信号,U、V是色差信号（B-Y,R-Y）。
广播电视系统另一种常用的亮度与色差分离的模型YIQ。
这里Y是亮度,I和Q共同描述图象的色调和饱和度。
5、在YUV彩色空间中数字化后Y:
U:
V是：
（A）4:
2:
2（B）8:
4:
2（C）8:
4（D）8:
4
6、数字视频是连续的数字图像序列。
它与模拟视频相比：
很高的存储质量和交互性，易于实现视频数据加密等优点。
但是相邻图像之间有相关性。
数字视频基本单位是帧。
7、常用的数据压缩技术根据解码后数据与原始数据是否完全一致，数据压缩方法划分为两类：
可逆编码、不可逆编码。
根据压缩的原理分类：
预测编码、变换编码、量化与向量量化编码、★信息熵编码、子带编码、模型编码。
8、图像序列中的两幅相邻图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关，这是（D）
A.视觉冗余B.空间冗余C.信息熵冗余D.时间冗余
（空间冗余：
同一幅图像中，规则物体和规则背景的表面物理特性具有相关性
时间冗余；
信息熵冗余/编码冗余；
结构冗余：
从大域上看存在着这非常强的纹理结构；
知识冗余：
许多图像的理解与某些基础知识有相当大的相关性；
视觉冗余：
有些图像变化不能为人类视觉所感知；
其他冗余；
★9、哈夫曼编码：
Huffman定理：
在变长编码中,对出现概率大的信源符号赋于短码字,而对于出现概率小的信源符号赋于长码字。
如果码字长度严格按照所对应符号出现概率大小逆序排列,则编码结果平均码字长度一定小于任何其它排列方式。
设一组音源符号为{X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8}，这些符号出现的概率分别为{0.40，0.18，0.10，0.10，0.07，0.06，0.05，0.04}，求它们的Huffman编码。
实现步骤：
（1）将信源符号按概率递减顺序排列；
（2）把二个最小概率相加作为新符号的概率,并按
（1）重排；
（3）重复
（1）、
（2）,直到概率为1；
（4）在每次合并信源时,将合并的信源分别赋“0”和“1”（如概率大的赋“0”,概率小的赋“1”）；
（5）寻找从每一信源符号到概率为1处的路径,记录下路径上的“1”和“0”；
（6）写出每一符号的“1”、“0”序列（从树根到信源符号节点）。
哈夫曼编码的平均码字长：
R=∑Piβi=0.40×
1+0.18×
3+0.10×
4+0.07×
4+0.06×
4+0.05×
5+0.04×
5=2.61
★10、算术编码：
基本原理：
将编码的信息表示成实数0和1之间的一个间隔（Interval）,信息越长,编码表示它的间隔就越小,表示这一间隔所需的二进制位就越多。
采用固定模式符号概率分配如下：
字符:
aeiou
概率:
0.20.30.10.20.2
范围:
［0,0.2）［0.2,0.5）［0.5,0.6）［0.6,0.8）［0.8,1.0）
用算术编码表示数据串eai
解：
令high间隔的高端,low为低端，range为间隔的长度,rangelow为编码字符分配的间隔低端,rangehigh为编码字符分配的间隔高端。
初始high=1,low=0,range=high-low,
一个字符编码后新的low和high按下式计算：
low=low+range×
rangelow；
high=low+range×
rangehigh。
①在第一个字符e被编码时,e的rangelow=0.2,rangehigh=0.5,因此:
low=0+1×
0.2=0.2
high=0+1×
0.5=0.5
range=high-low=0.5-0.2=0.3
此时分配给e的范围为［0.2,0.5）
②第二个字符a编码时使用新生成范围[0.2,0.5）,a的rangelow=0,rangehigh=0.2,因此:
low=0.2+0.3×
0=0.2
high=0.2+0.3×
0.2=0.26
range=0.06
范围变成[0.2,0.26）
③对下一个字符i编号,i的rangelow=0.5，rangehigh=0.6,range=0.06,则：
low=0.2+0.06×
0.5=0.23
high=0.2+0.06×
0.6=0.236
结果：
用[0.23,0.236）表示数据串eai
★第三章多媒体数据编码标准
静态图像编码标准JPEG、运动图像编码标准MPEG、视听通信编码解码标准H.26X、AVS标准、声音压缩标准。
JPEG压缩步骤。
MPEG的六层及图像类型（B、P、I）
1、JPEG是A图像压缩编码标准。
，
A.静态B.动态C.点阵D.矢量
2、MPEG是数字存储B图像压缩编码和伴音编码标准
A.静态B.动态C.点阵D.矢量
3、JPEG标准的基本系统中压缩过程有哪几步？
简述其工作原理。
（1）正向离散余弦变换
（2）量化处理
（3）DC系数的编码和AC系数的行程编码（4）熵编码
工作原理：
基于DCT的有失真压缩编码。
（下图为编码过程和解码过程）
4、JPEG2000与JPEG相比有什么特点？
其压缩原理是什么？
（1）JPEG2000的特点：
①高压缩率：
与JPEG相比,可修复约30％的速率失真特性。
JPEG和JPEG2000在压缩率相同时,JPEG2000的信噪比将提高30％左右;
②无损压缩：
预测编码作为对图像进行无损编码的成熟方法被集成在JPEG2000中;
③渐进传输：
JPEG2000可实现以空间清晰度和信噪比为首的各种可调节性,从而实现渐进传输,即具有“渐现”特性.
④感兴趣区域压缩：
JPEG2000支持所谓的“感兴趣区域”。
可以指定图像上感兴趣区域的压缩量，还可以指定的部分先解压缩。
纠错能力很强；
可以指定最后文件尺寸大小。
（2）压缩原理：
JPEG2000作为JPEG升级版，采用以小波变换为主的多分辨率编码方式。
同时统一了面向静态图像和二值图像的编码方式,既支持低比率压缩又支持高比率压缩的通用编码方式
5、
（1）MPEG标准用于消除P图像和B图像在时间上的冗余性，提高压缩效率的方式是运动补偿技术；
基于DCT变换，用于减少空间上冗余性，提高压缩效率的方式是ADCT技术。
（2）MPEG-1视频数据流的六层结构：
运动序列、图像组、图像、块、宏块、图像切片。
（3）MPEG图像类型：
（典型次序：
IPBBPBBPBBPBBI）
I图像：
利用图像自身的相关性压缩，提供压缩数据流中的随机存取的点。
P图像：
用最近的前一个I图像（或P图像）预测编码得到（前向预测）。
B图象：
既可使用前一个图像作参照,也可使用下一个图像做参照或同时使用前后两个图像作为参照图像（双向预测）
（4）预测技术：
帧内编码
向前预测
向后预测
双向预测
6、MPEG标准为减少视频图像的时间冗余采用了哪些方式?
（在宏块一级工作）
MPEG标准为减少视频图像的时间冗余采用了基于块的运动补偿技术，基于块的补偿技术就是在其参照帧中寻找符合一定条件,当前被预测块的最佳匹配块。
找到匹配块后,有两种处理方法：
一是在恢复被预测块时,用匹配块代替；
二是对预测的误差采用ADCT技术编码,在恢复被预测块时,用匹配块加上预测误差。
7、MPEG-4针对低速率视音频编码,更加注重系统交互性和灵活性。
MPEG-4引入了AV对象（AVO）,使得更多的交互操作成为可能。
（基于内容的标准，索引查询。
8、DPCM、ADPCM等波形预测技术是音乐和实时语音数据压缩技术的主要方法。
9、在JPEG中使用了哪两种熵编码方法：
（A）统计编码和算术编码（B）PCM编码和DPCM编码
（C）预测编码和变换编码（D）哈夫曼编码和自适应二进制算术编码
★第四章多媒体计算机系统组成
光盘工作原理（只读光盘、可擦写式光盘）；
光盘伺服系统及其优缺点；
视频卡分类（如视频采集卡）；
扫描仪分类、工作原理、指标（扫描分辨率）；
触摸屏分类、工作原理；
激光式打印机输出原理；
LCD和液晶区别；
声卡功能。
1、简述CD-ROM和可擦写光盘的工作原理。
（1）CD-ROM工作原理：
只读光盘上的信息是沿着盘面螺旋形状的信息轨道以凹坑和凸区的形式记录的。
它既可以记录模拟信息，也可以记录数字信号。
如果在光盘上记录模拟信息
模拟信号先进行频率调制（FM），声音信号加在经过频率调制的视频信号上，所得到的综合信号经过双向限幅，再转换成光盘上长度不等的凹坑和凸区，边缘之间的长度反映了视频信号频率的高低和声音信号的频率和幅度。
如果在光盘上写/读数字信息，光道上凹坑或凸区的长度是0.3微米的整数倍。
凹凸交界的正负跳变沿均代表数字“1”，两个边缘之间代表数字“0”,“0”的个数是边缘之间的长度决定的。
然后通过光学探测仪器产生光电检测信号，从而读出“0”、“1”数据。
然而为了提高读出数据的可靠性，减少误码率，存储数据采用EFM编码。
（2）可擦写光盘的工作原理：
光盘记录方式可分为两大类：
磁光式和相变式
①磁光式擦写原理：
该盘普遍采用玻璃盘基上再加四层膜结构组成，它是以稀土—过渡金属非晶体垂直磁化膜作为记录介质光学膜和保护膜的多层夹心结构。
磁光写操作方法有两种居里点记录和补偿点记录，其擦去过程和写过程刚好相反，即恢复原来的磁化方向。
②相变式擦写原理：
利用记录介质的两个稳态之间的互逆相结构的变化来实现信息的记录和擦除。
两种稳态是反射率高的晶态和反射率低的非晶态（玻璃态）。
写过程是把记录介质的信息点从晶态转变为非晶态。
擦过程是写过程的逆过程，即把激光束照射的信息点从非晶态恢复到晶态。
2、比较CD-ROMXA两种格式的差异。
FORM1的USERDATA段为2048B，而FORM2的USERDATA段为2324B，并且FORM1的末尾比FORM2多了一个ECC段。
3、光盘驱动有几种伺服方式？
是比较它们的优缺点？
光盘驱动两种伺服方式：
常线速和常角速。
（1）常线速：
扇区长度为常数，以紧凑形式存放信息。
当驱动器从内圈到外圈读盘时，由于内圈和外圈存放的信息量不同，所以转速也不同。
（2）常角速：
以类似于磁盘的方式划分扇区，扇区长度从内圈到外圈逐渐增加，。
优点是驱动器读盘时，从内圈到外圈，转速一致，这种信息存放格式有利于单帧访问、搜索、帧序列的随机访问等功能，适合于多媒体平台。
4、视频卡分类：
视频采集卡、视频压缩卡、视频解压卡和视频转换卡。
（1）视频采集卡（电视卡）：
捕捉和编辑静态视频图像，完成视频图像数字化、编辑以及处理等工作。
分类：
广播级、专用级、民用级、VCD制作卡。
（2）视频压缩卡：
根据JPEG/MPEG标准做压缩与还原的工作。
5、触摸屏
（1）分类：
红外线触摸屏、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波技术和底座式矢量压力测力触摸屏。
（2）红外线触摸屏工作原理：
在屏幕四边放置红外发射管和红外接收管，微处理器控制驱动电路依次接通红外发射管并检查相应的红外接收管，形成横竖交叉的红外线阵列
6、激光输出原理：
光存储技术是通过光学的方法读写数据的一种存储技术。
其工作原理是改变一个存储单元的性质，使其性质的变化反映出被存储的数据；
识别这种性质的变化,就可以读出存储数据。
7、LCD和CRT的区别:
（1）亮度和对比度：
CRT的亮度和对比度都超过LCD
（2）反应速度：
指像素由亮转暗并由暗变亮所需的时间，反应慢，画面会出现拖尾、残影等现象，CRT反应时间快。
（3）色彩表现力：
CRT可显示的色彩是无限的，而LCD只能显示大约29万种颜色。
（4）刷新率：
CRT分辨率越高，刷新率越低；
LCD不会有闪烁现象。
（5）可视面积：
显示图像的面积。
（6）显示效果：
CRT存在聚焦、汇聚的问题。
（7）体积不同。
（8）辐射和能量消耗不同
8、扫描仪（指标为扫描分辨率）
（1）分类：
平板式，滚动式，手持式。
（2）工作原理：
基本原理是将反映图象特征的光信号转换成计算机可接受的电信号。
（3）光电转换部件：
CCD电荷耦合器件。
9、平均存取时间：
在光盘上找到需要读写的信息的位置所需要的时间。
即从计算机向光盘驱动器发出命令,到光盘驱动器可以接受读写命令为止的时间。
平均寻道时间：
一般取光头沿半径移动全程1/3长度所需要的时间为平均寻道时间。
平均等待时间：
盘片旋转一周的一半时间为平均等待时间。
平均存取时间=读写光头稳定时间+平均寻道时间+平均等待时间。
10、一个典型的声卡应包含哪些声音处理功能？
（1）录音和播放数字声音文件
（2）控制声音的音量（混音）
（3）对声音的压缩文件解压缩（声卡中固化了压缩算法）
（4）语音合成（在软件支持下计算机朗读文本）
（5）语音识别：
使计算机能识别出人的声音，通过特殊软件与声卡结合，完成对计算机的控制。
（6）声音效果合成：
回声、音调高低变化。
1、CD的最基本标准是（D）
A.CD-ROMXAB.CD-VC.Photo-CDD.CD-DA
2、CD-DA即激光唱盘错误的检测和校正采用的是CIRC码。
DVD校验系统采用更可靠的RS-PC。
3、DVD-Video采用的图象压缩标准为MPEG-2标准。
4、下列特点中，D不是CD-ROM光盘应具有的特点
A.大容量特性B.可靠性高C.读写非对称性D.可重复擦写性
5、同样一块差不多大小的光盘，存储信息量最大的C光盘
A.LD B.VCDC.DVDD.CD－DA
6、在数字音频信息获取与处理过程中，下述正确的顺序是（C）
C.采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换
7、多媒体计算机系统中信息显示的设备主要有PC机的显示系统。
包括两部分:
显示器,显示适配器。
显示适配器由寄存器、视频存储器和控制电路三部分组成。
显示器与显示适配器相配。
主要有两类，即多同步显示器和平面直角显示器。
8、目前广泛使用的触摸屏技术是属于（B）
A.工程技术B.多媒体技术C.电子技术D.传输技术
9、下列哪些不是多媒体核心软件？
（A）
（1）AVSS
（2）AVK（3）DOS（4）AmigaVision
A.（3）B.（4）C.（3）（4）D.
（1）
（2）
◎第五章多媒体软件开发环境
多媒体数据（音频、视频、文字）获取、图形与动画的制作、多媒体编著工具、WINDOWS多媒体程序设计
传统动画的特征和优缺点；
计算机动画的研究内容；
多媒体编著工具的分类和优缺点；
多媒体节目的基本功能和创作过程。
1、简述开发一个多媒体节目的步骤。
（1）明确使用对象，了解用户需求：
往往是针对多媒体技术从内容和设备配置方面具体要求。
（2）选择开发方法
总体设计：
由开发人员编码；
利用多媒体开发工具来制作
实施阶段：
实施阶段的基本工作是多媒体数据的准备。
（3）准备多媒体数据：
包括数据的获取、数据的整理、数据的编辑加工等阶段。
（4）系统集成：
制作者通过所选择的开发方法将节目情节具体化程序化,并将准备好的多媒体素材按照需要进行编辑加工,最终集成为一个由程序和数据组成的软件产品
2、简述多媒体编著工具的分类及每类工具的特点。
以卡或页为基础的多媒体创作工具：
提供一种可以将对象连接于卡或页的环境。
一页或一张卡便是数据结构中的一个节点，它类似于书的一页或数据袋里一张卡片。
这种页或卡片上的数据比书上的一页或数据袋里一张卡片的数据更多样化。
在卡或页上的图符很容易理解和使用。
优点：
比较容易规划表现内容；
容易调整一组卡片的先后顺序；
简单而且容易理解。
缺点：
对于跨节点的媒体表现，比较难于控制。
（实例：
ToolBook）
②基于图符和事件的创作工具：
基于图符的创作工具提供可视化的程序设计环境。
设计之初须先用其他软件来制作各种元素。
然后在此系统中建立一个流程图,在流程图当中可以包括起始事件、分支、处理及结束等各种图符。
设计者可依流程图将适当的对象从所谓的图符库按下拉至工作区内。
这些图符可以包括菜单条的选项、图形、图像、声音及运算等。
这个流程图也是事先安排的次序,同时也表示整个节目的逻辑蓝图。
具有良好的结构性。
Authorware。
）
③以时间为基础的创作工具：
常见的一种多媒体编辑系统,常用于制作电影与卡通片的节目。
大多是以时间轴来决定事件的顺序与对象显示上演的时段。
这种时间关系可以许多频道形式出现,以便安排多种对象同时呈现。
这类系统中都会有一个控制播出的控制面板,它很象录音机、录放像机的控制板,含有倒带、倒退、停止、演出及快进等按钮。
优点
升级会员 