计算机水平考试中级多媒体应用设计师上半年下午真题真题含答案与解析交互Word格式.docx
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量化处理是把在幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换为离散值（数字量）表示，因此量化过程有时也称为A仍转换（模／数转换）。
量化后的样本是用若干位二进制数（bit）来表示的，位数的多少反映了度量声音波形幅度的精度，称为量化精度，也被称为量化分辨率。
例如，每个声音样本若用8位（1字节）表示，则样本的取值范围是0～255，精度是1／256。
量化精度越高，声音的质量越好，需要的存储空间也越多；
量化精度越低，声音的质量越差，而需要的存储空间越少。
经过来样和量化处理后的声音信号已经是数字形式了，但为了便于计算机的存储、处理和传输，还必须按照一定的要求进行数据压缩和编码，即选择某一种或者几种方法对它进行数据压缩，以减少数据量，再按照某种规定的格式将数据组织成为文件。
2.
[问题2]（4分）
分段录制好的音频数据需要整体进行规格化（Normalize）处理，然后按照设计规则进行词组和短句的分割，播放时按照文字顺序重新组合输出。
音频数据规格化处理的目的是什么?
规格化的目的是使不同时间分别录制的音频数据动态范围调整到趋于一致，音量尽量统一，这样做重组播放时声音听感连接比较自然。
自动语音报站系统所需的语音信号是由人朗读，通过计算机录制成音频数据文件，再由自动语音报站系统调用、播送。
音频数据包括报站、安全提示和广告等，通常是不同时间分别录制的，其动态范围不一致，或者说音量不一致。
这样，当重组播放时声音听感不够自然。
对于整体音量偏小，或者多个音频数据文件音量不一致的情况，规格化是一种有效的处理方法。
通过规格化处理后，音频数据动态范围可调整到趋于一致，音量趋于统一，这样重组播放时声音听感连接比较自然。
3.
[问题3]（6分）
为了在有限的存储空间中存放更多信息，对音频数据进行ADPCM压缩编码，ADPCM编码属于哪一类编码技术?
请解释这种编码技术的基本原理。
ADPCM编码属于预测编码技术。
预测编码是根据离散信号相邻数据之间具有强相关性的特点，利用前面的一个或多个已经出现的信号对下一个信号进行预测（估计），得到一个预测值，然后对实际值和预测值求差，对这个差值信号（预测误差）进行编码、传送。
数字波形声音数据量非常大，因此在编码的时候常常要采用压缩的方式来压缩数字数据以减少存储空间和提高传输效率（降低传输带宽）。
音频数据的数据压缩方法很多，从原理上可分为波形编码、参数编码（也称为模型编码）和混合编码三类。
波形编码是一种直接对取样、量化后的波形进行压缩处理的方法。
参数编码是一种基于声音生成模型的压缩方法，从语音波形信号中提取生成的话音参数，使用这些参数通过话音生成模型重构出话音。
混合编码是波形编码和参数编码两种方法的结合，它既能达到高的压缩比，又能保证一定的质量，但算法相对复杂一些。
ADPCM（自适应差分脏冲编码）是一种波形编码，采用预测编码技术。
预测编码根据离散信号之间存在一定关联性的特点，利用前面的一个或多个已经出现的信号对下一个信号进行预测（估计），然后对实际值和预测值的差（预测误差）进行编码。
预测可以是线性预测或非线性预测，但大多数使用的是线性预测。
为了改善量化性能或压缩数据率的方法是采用自适应量化或自适应预测，任一种采用自适应的方法都可称为自适应的差分脏冲编码（ADPCM）。
ADPCM包括自适应量化（量化器参数的自适应调整）和自适应预测（预测系数的自适应调整）。
·
自适应量化：
根据信号分布不均匀的特点，希望系统具有随输入信号的变化而改变量化区间大小，以保持输入量化器的信号基本均匀的能力。
自适应预测：
预测参数的最佳化依赖于信源的统计特性，为了减小计算工作量，预测参数仍采用固定的值，预测参数根据常见的信源特征求得。
为了自适应地选择最佳参数，通常将信源数据分区间编码，编码时自动地选择一组预测参数，使该区间实际值与预测值的均方误差最小。
随着编码区间的不同，预测参数自适应地变化，以达到最佳预测。
试题二（共14分）
阅读下列说明，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。
某开发区利用多媒体技术进行数字化宣传，内容通过光盘介质和网站发布。
进行系统设计时，考虑同一套软件适用于两种不同的传播媒体，因此选用静态网站结构和相关技术实现。
由于展示的内容包括各种文字、图像、声音以及视频资料，现需要将大量已有的文字和图片资料数字化，同时补充拍摄部分现场照片和视频资料。
[问题1]（4分）
列出至少两种可将现有的印刷图片资料录入计算机的数字化手段。
可以使用扫描仪扫描录入，可以使用数码相机拍摄录入，可以使用摄像头等摄像设备拍摄采集录入等。
[问题1、2]
问题1、问题2主要涉及多媒体信息采集与转换设备。
数字转换设备可以把从现实世界中采集到的文本、图形、图像、声音、动画和视频等多媒体信息转换成计算机能够记录和处理的数据。
例如，使用扫描仪对印刷品、图片、照片或照相底片等进行扫描，使用数字相机或数字摄像机对选定的景物进行拍摄等均可获得数字图像数据、数字视频数据等。
又如，使用计算机键盘选择任意输入法软件人工录入文字资料，使用语音识别软件以朗读方式录入文字资料，使用扫描仪扫描文字资料后利用光学字符识别（OCR）软件录入文字资料等。
列出至少两种可将现有的印刷文字材料录入计算机的数字化手段。
可以使用录入员人工键盘录入；
可以使用语音识别软件识别录入；
可以使用扫描仪扫描后利用OCR（光学字符识别）软件录入等。
对开发区的展示可以选择拍摄视频或者制作三维动画的方式来实现，请简述这两种展示方式的优缺点。
拍摄视频的优点：
实现（制作）简单，真实感强（拍摄的是实景）：
缺点：
交互能力差，只能展示时间拍摄的内容、角度及播放路径。
三维动画的优点：
可以通过软件支持实现很好的用户交互功能，可以由用户选择以任意角度，不同尺寸以及不同的播放路径等观察被展示的对象；
制作复杂（工作量大），真实感比视频差，如果实时渲染对计算机显示性能要求较高。
视频以其直观和生动等特点得到广泛的应用。
视频包括模拟视频和数字视频，模拟视频通常是指连续的图像或视像以及伴音（声音）信号（如电视视频），数字视频通常是基于数字技术的图像显示标准将模拟视频信号输入到计算机进行数字化后的视频。
电视机、摄像机等都可提供丰富多彩的模拟视频信号，常常需要把这些信号与计算机图形图像结合在一个共同的空间，通过处理达到最佳的效果，然后输出到计算机的显示器或其他电视设备上。
很多电视机（机顶盒）、数字摄像机等都能提供数字视频信号，这种情况下不需进行处理就能在计算机上播放或处理。
动画是将静态的图像、图形及图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面，根据视觉空间的不同，计算机动画可以分为二维动画和三维动画。
三维动画可以发挥计算机所特有的功能，如生成的三维画面可以复制、翻转、放大缩小、任意移位、旋转、扭曲以及自动计算等。
三维画面中的景物有正面，也有侧面和反面，调整三维空间的视点能看到不同的内容。
三维动画的制作过程通常是根据展示开发区的要求，首先要建立角色、实物和景物的三维数据模型，再对模型进行光照着色（真实感设计），然后使模型动起来，即模型可以在计算机控制下在三维空间中运动，或近或远，或旋转或移动，或变形或变色等。
通过控制景物模型的运动获得运动显示效果。
对于运动物体来说，不仅表现为几何位置改变，还带有光、色、受力、碰撞以及物体本身的变形等。
视频和三维动画都是信息载体的表现形式和传递方式，在综合文、图、声、像等作为信息传播媒体这一点上相同。
从多媒体应用的角度讲，视频通常只能单向地、被动地传播信息，而三维动画引入了交互性后则可实现主动选择、使用和控制信息。
视频（拍摄视频）一般是拍摄实景获得的，所以真实感强，可以真实反映某时间、某角度拍摄的内容，而三维动画通常考虑可以选择以任意角度，不同尺寸以及不同的播放路径等观察被展示的对象，一般都会含有制作者的理解、创意等因素，这样真实感不如视频。
视频通常是循序渐进（线性）的播放模式，类似人们读写方式所采用章、节、页的框架，循序渐进地获取知识，而三维动画借助超链接的方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给人们（非线性），人们可以按照自己的需要、兴趣和认知等特点来使用信息等。
对开发区的展示选择拍摄视频或者制作三维动画各有其优势和不足。
拍摄视频至少有两大优势：
一是真实感强（拍摄的是实景）；
二是制作简单（只需实时拍摄）。
同时至少有两点不足：
一是交互能力差；
二是只能展示某一时间、某一角度拍摄的内容且播放路径确定。
制作三维动画同样至少有两大优势：
一是交互能力强，可以通过软件支持实现很好的交互功能；
二是可以以任意角度，不同尺寸以及不同的播放路径等展示对象。
一是制作复杂（需要人工完成制作，工作量大）；
二是真实感比视频差，如果实时渲染对计算机显示性能要求较高。
试题三（共25分）
阅读下列说明，回答问题1至问题6，将解答填入答题纸的对应栏内。
某公司准备开发一个面向手机等移动终端的餐饮搜索及评价软件产品，以便于用户通过手机或平板电脑搜索符合特定条件的餐厅（或饭店）的名称、地理位置和价格等信息。
当搜索到合适的饭店后，客户端软件可以启动地图子模块显示其地理位置、周边环境及到达路线等，用户还可以对地图进行放大、缩小和漫游等操作。
多个饭店的照片、内部布局的三维演示、菜单及具体菜品的照片和详细介绍等内容都存放在服务器上。
用户可以在客户端软件中输入查询条件、浏览查询结果，对饭店进行评价并上传相关照片。
该产品客户端软件的某个图像展示子模块包含了如下的xML文件内容，请说明该模块的基本功能。
0.5
该模块基本功能为多个图片循环显示，每个图片显示持续时间500毫秒，且实现“淡入”效果。
该题给出的XML配置文件指定了6幅图片img1.jpg、img2.jpg、img3.jpg、img4.jpg、img5.jpg和img6.jpg循环显示，每幅图片显示持续时间500ms。
或者说XML配置文件指定了多个图片轮流（或循环）显示，显示持续时间500ms。
每幅图片在显示时实现“淡入”效果，即图像内容显示由浅变深，逐渐清晰。
[问题2]（3分）
（1）请解释数字图像处理过程中alpha通道的作用；
（2）简要描述alpha通道值在问题l所述图像展示子模块中所起的作用。
（1）alpha通道的作用：
控制图像显示的透明度；
（2）在显示图片时，通过控制alpha通道值由小到大实现图片显示的不透明度在规定的时间内从10％到100％逐渐增大，即图像内容由浅入深，逐渐清晰地显示效果。
在数字图像处理过程中，alpha通道的作用是控制图像显示的透明度。
在问题1所述图像展示子模块的XML配置文件中涉及alpha通道值。
在显示图片时，通过控制alpha通道值由小到大实现图片显示的不透明度在规定的时间内从10％到100％逐渐增大，值越小其透明程度越高。
不透明度在规定的时间内从10％到100％逐渐增大，呈现图像内容由浅入深，逐渐清晰的显示效果。
[问题3]（4分）
（1）在BMP、JPEG、GIF、TIFF四种图像文件格式中，哪些可以实现与问题1所述图像展示子模块类似的效果?
（2）与采用图像文件格式支持实现的显示效果相比，上述通过软件的实现方式有什么优点?
（1）GIF图像格式支持基于多帧图片循环显示的动画显示效果；
（2）循环显示图像的数量、每幅图像显示的时间、透明度变化等参数可以灵活配置。
BMP图像文件格式是Windows操作系统采用的图像文件格式，BMP采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，一般不采用其他任何压缩，所以占用的存储空间较大。
JPEG图像文件格式是一种有损压缩的静态图像文件存储格式，压缩比例可以选择，支持灰度图像、RGB真彩色图像和CMYK真彩色图像。
JPG格式文件的压缩比例很高，非常适用于处理大量图像的场合。
TIFF是电子出版CD-ROM中的一个重要的图像文件格式。
TIFF格式非常灵活易变，它又定义了4类不同的格式：
TIFF-B适用于二值图像；
TIFF-G适用于黑白灰度图像；
TIFF-P适用于带调色板的彩色图像；
TIFF-R适用于RGB真彩图像。
无论在视觉上还是其他方面，都能把任何图像编码成二进制形式而不丢失任何属性。
GIF图像文件格式以数据块为单位来存储图像的相关信息，采用了LZW无损压缩算法按扫描行压缩图像数据。
它可以在一个文件中存放多幅彩色图像，每一幅图像都由一个图像描述符、可选的局部彩色表和图像数据组成。
如果把存储于一个文件中的多幅图像逐幅读出来显示到屏幕上，可以像播放幻灯片那样显示或者构成简单的动画效果。
GIF定义了两种数据存储方式：
一种是按行连续存储，存储顺序与显示器的显示顺序相同；
另一种是按交叉方式存储，由于显示图像需要较长的时间，使用这种方法存放图像数据，用户可以在图像数据全部收到之前显示这幅图像的全貌，而不觉得等待时间太长。
采用图像文件格式支持实现的显示效果与通过软件的实现方式相比，循环显示图像的数量、每幅图像显示的时间、透明度变化等参数受图像文件格式的限制，而通过软件方式实现显示效果的各项参数则可以灵活配置。
4.
[问题4]（3分）
在客户端下载并展示JPEG压缩编码格式存储的菜品照片时，为了改善用户交互体验，避免用户等待时失去耐心，应该采用什么技术?
JPEG编码的渐进（或增量、累进、递增、progressive）编码模式，这样可以实现图像内容的（或）方式传输，在浏览器上的直观效果是无需过久等待即可看到模糊的图像，然后图像显示内容由模糊逐渐变得清晰。
自然图像往往有在比较大的范围内，图像的颜色虽不完全一致，但变化不大的特点。
因此，在这些区域中，相邻像素的像素值相差很小，具有很大的相关性。
在一幅图像中，除了轮廓特别明显的地方以外，大部分区域都具有这种特点。
例如，增量调制编码就利用图像相邻像素值的相关性来压缩每个像素值的位数，以达到减少存储容量的目的。
增量调制编码压缩图像时，不存储扫描行上每个像素的实际值，仅存储每一行上第一个像素的实际值。
其后，依次存储每一个像素的像素值与前一个像素值之差，即增量值。
早期为了满足各种需要，JPEG制定了几种工作模式：
无失真压缩（无失真编码）、基于DCT的顺序工作方式（顺序编码）、累进工作方式（累进编码）和分层工作方式（分层编码）。
采用JPEG编码的累进编码模式，可以实现图像内容的累进方式传输，在浏览器上的直观效果是无需过久等待即可看到模糊的图像，然后图像显示内容由模糊逐渐变得清晰。
累进与增量、渐进、递增可认为相同。
5.
[问题5]（6分）
客户端软件地图子模块的功能实现可以有两种方式，方式一：
将矢量地图信息直接传送给客户端，由客户端进行渲染再显示；
方式二：
将不同比例尺、不同放大级别的地图以位图格式存放在服务器上，客户端按需下载后直接显示。
（1）请简要分析两种实现方式各有什么优缺点。
（2）如果使用上述方式二，那么为了避免用户在放大、缩小和漫游地图过程中因长时间等待而失去耐心，应该采用哪些技术?
（1）方式一的优点：
服务器端数据存储量小、从服务器端到客户端的数据传输量小；
客户端对地图可以无失真地进行任意级别的放大、缩小和漫游。
其缺点：
客户端负责矢量渲染运算，即将矢量地图转化为点阵图像，客户端运算负载重。
方式二的优点：
客户端运算量小，更适合运算能力受限的移动手机终端。
服务器端数据存储量大、从服务器端到客户端的数据传输量大；
只能对地图进行有限级别的放大和缩小。
（2）将地图图像切分成多个小幅面图像分别传输和显示；
将图像进行压缩编码；
在放大或缩小时首先将原级别的图像进行数字运算获得较模糊的新放大级别的图像，等待服务器端的地图图像完全下载之后再将模糊图像替换掉。
矢量图是用数学的方式（算法和特征）来描述一幅图形图像，即利用数学函数来记录和表示图形线条、颜色、尺寸、坐标等属性，在处理矢量图时根据图元对应的数学表达式进行编辑和处理，数据量小，占存储空间少，可以进行任意的放大、缩小、旋转、移动和叠加等变换，而不会破坏图像的画面。
显示一幅矢量图时，首先要解释这些指令，然后将描述矢量图的指令转换成屏幕上显示的形状和颜色。
如果转换为点阵图像或者表示复杂，并要求很高的图像时，将需要花费大量的时间进行变换、着色等，即渲染运算。
位图图像（点阵图像）是指用像素点来描述的图，即把一幅彩色图像或灰度图像分成许许多多的像素（点），每个像素用若干二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。
位图图像表现比较细腻，层次较多，色彩较丰富，包含大量细节，但图像的数据量很大，占用存储空间较大，一般需要进行数据压缩。
在现代通信中，特别是因特网上开展的各种应用中，图像传输速度是一项很重要的指标，减少图像的数据量是提高网络传输速度的重要手段，而减少图像数据量的基本方法是进行数据压缩。
矢量图方式和位图图像方式均能实现客户端软件地图子模块，各有利弊。
如果采用位图图像方式，则应考虑用户在放大、缩小和漫游地图过程中因长时间等待而失去耐心问题。
解决这一问题的方法有多种，如将地图图像分割成多个小幅面图像分别传输和显示；
使用累进方式对地图图像进行压缩编码；
6.
[问题6]（5分）
客户端软件在用户登录界面上除了要求输入用户名、密码之外，还需填写校验码。
软件提供给用户两种校验码识别方式：
①加扰彩色图像中的字符（默认选项）；
②可以用语音播放加扰图像中的字符。
（1）设置验证码的目的是什么?
（2）为什么要提供第二种方式?
（1）可以有效防止恶意软件进行的穷举法攻击，提高安全性；
（2）提供第二种方式是考虑到如果用户因环境影响或生理缺陷而无法识别加扰图像中的验证码时，可以选择根据语音提示输入验证码。
设置验证码的目的是为了有效防止通过页面提交的穷举法攻击，提高安全性。
设置验证码的方式有多种，如在彩色图像中加入字符干扰；
在彩色图像中加入语音干扰等。
本题提供了两种校验码识别方式：
①加扰彩色图像中的字符：
②可以用语音摇放加扰图像中的字符。
方式①是默认选顶，考虑到环境影响，如强光下无法辨别加扰字符。
为解决这一问题，提供了校验码识别方式②。
方式②不仅能解决环境影响，也能满足某些有色盲或色弱等生理缺陷的用户。
试题四（共20分）
阅读下列说明，回答问题1至问题5，将解答填入答题纸的对应栏内。
某公司准备开发一套基于流媒体技术的视频监控系统，要求客户端用普通的Web浏览器就能实时观看多个监控点的情况。
[问题1]（5分）
该公司所设计视频监控系统的构成图如图4-1所示，请从下列选项中选择合适的部件填入图4-1中的A～E。
0.6
题中给出了一个基于因特网的视频监控系统的构成示意图，表明该视频监控系统主要由摄像头（或其他视频采集设备）、硬盘录像机（或其他数字转换设备）、服务器、因特网网络和浏览器（用户端）构成，同时也表明了该系统的基本工作原理，即摄像头采集视频信号（模拟视频），经数字转换设备转换为数字视频传送给服务器，由服务器进行相应的处理后传送给客户端（浏览器），再由客户端实施相应的控制和操作。
本视频监控系统采用Web服务器和流媒体服务器两个服务器，将监控视频文件直接传送给浏览器的方法，Web服务器用于Web页面服务，流媒体服务器用于监控视频文件服务。
采用这种结构，浏览器向流媒体服务器请求传送文件，而不是向Web服务器请求传送文件，浏览器和流媒体服务器之间使用流媒体协议进行通信，监控视频文件可以使用皿P（用户数据包协议）直接从流放服务器传送给媒体播放器。
请简述流媒体的概念。
流媒体是指能够通过网络以流方式传输的音频、视频等媒体格式，其主要特点是媒体数据可以边下载边实时播放，而不用等待完全下载之后再播放。
流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基影音数据流，而流媒体技术是指把连续的影像和声音信息经过压缩处理之后放到专用的流服务器上，让浏览者一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看和收听的技术。
流媒体融合了多种网络以及音视频技术，在网络中要实现流媒体技术，必须完成流媒体的制作、发布、传播和播放等环节。
请简述流媒体服务器在该监控系统中的作用。
将数字视频转化为流媒体格式，然后利用流媒体传输协议传送给客户端。
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