《多媒体技术》复习总结完整版10.docx
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《多媒体技术》复习总结完整版10
《多媒体技术原理及应用》学科复习
◎第一章绪论
v本章内容：
本章主要讲述多媒体技术的概念、多媒体技术的发展历程、多媒体技术的研究内容、多媒体技术的应用及发展前景
v本章主要考点：
概念、简答
1、什么是多媒体技术？
简述其主要特点。
所谓多媒体技术（MultimediaComputing）就是计算机交互式综合处理多种媒体信息──文本、图形、图象和声音,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。
多媒体技术的三个特点：
集成性、实时性、交互性。
集成性:
媒体信息集成，表现媒体设备的集成。
实时性：
声音、视频、动画等媒体是强实时的；提供时基媒体实时处理的能力。
交互性：
与家用声像电器区别的关键特征，用户不能通过介入媒体内容。
2、如何理解多媒体技术是人机交互方法的一次革命？
多媒体技术是人机交互方法的一次革命，之所以这样说关键在于它的交互性。
交互性是多媒体技术独一无二的最具特色和优势的根本特性，它可以通过采用图形交互界面、窗口交互操作实现人和计算机之间信息的输入与输出。
多媒体技术的应用越来越广泛，所以规定相关的标准是很重要的，这样使它的应用和发展更加标准化和全球化，更有利它的发展进程。
3、多媒体技术的应用及前景。
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
4、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）
v本章内容：
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
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
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
◆例：
激光数字唱盘CD-DA的标准采样频率为44.1Hz,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=44.1×16×1×60/8B=5292B=5.17KB
★3、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
◆例：
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？
解：
一秒钟电视信号的数据量（位）=（4.2+1.5+0.5）×2×8×1=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：
（D）
（A）4:
2:
2（B）8:
4:
2（C）8:
2:
4（D）8:
4:
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、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。
◆例：
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。
解：
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+0.10×3+0.10×4+0.07×4+0.06×4+0.05×5+0.04×5=2.61
★9、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。
◆例：
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
10、解释MIDI标准的音频编码思想及其制定意义。
1980年制定一项工业标准,目的是让音乐及合成音可以经由一串消息在不同的设备上交流传输。
MIDI提供了计算机外部的电子乐器与计算机内部之间的连接器接口。
这种连接接口定义物理连接与电子乐器沟通的协议。
MIDI也定义音频的形态与存储的方法。
MIDI音频是以消息的方式而非波形的方式组成。
MIDI有三种连接器（In、Out、Thru）。
In为输入,Out为输出,而Thru是用来扩充MIDI与其它设备连接用的。
11、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
★第三章多媒体数据编码标准
v本章内容：
多媒体数据编码标准是系统设计、开发、应用的基础。
因此本章主要学习数字图像和数字音频压缩的标准。
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
v本章主要考点：
概念、简答
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、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。
（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
4、用于数字存储媒体运动图象及其伴音速率为C的压缩编码,简称MPEG-2。
A.1.5MbpsB.5MbpsC.10MbpsD.40Mbps
5、MPEG标准用于消除P图象和B图象在时间上的冗余性，提高压缩效率的方式是运动补偿技术。
6、MPEG标准为减少视频图像的时间冗余采用了哪些方式?
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。
8、简述H.264标准的主要特点？
（1）低码流：
采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG-2的1/8,MPEG-4的1/3。
（2）高质量的图像：
H.264能提供连续、流畅的高质量图像
（3）容错能力强：
H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。
（4）网络适应性强：
H.264提供了网络适配层,使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网,CDMA,GPRS,WCDMA,CDMA2000等）。
9、简述AVS标准的主要特点？
（1）性能高，编码效率是MPEG-2的两倍以上，与H.264的编码效率相同。
（2）复杂度低，算法复杂度比H.264明显地，软硬件实现成本都低于H.264.
（3）我国掌握主要知识产权，专利授权模式简单，费用低。
10、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。
11、在JPEG中使用了哪两种熵编码方法：
（D）
（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
v本章内容：
多媒体存储技术、多媒体功能卡、多媒体信息获取与显示设备、多媒体个人计算机、CD-I交互式多媒体系统、DVI多媒体计算机系统、VCD与DVD播放系统、多媒体工作站
v本章主要考点：
概念、简答、★多媒体数字式制作演播器的概念模型
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、CD的最基本标准是（D）
A.CD-ROMXAB.CD-VC.Photo-CDD.CD-DA
3、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。
4、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。
5、DVD-Video采用的图象压缩标准为MPEG-2标准。
6、光盘驱动有几种伺服方式？
是比较它们的优缺点？
光盘驱动三种伺服方式3种：
聚焦伺服系统、径向道跟踪伺服系统、光盘转速控制系统
优缺点：
聚焦伺服系统，使激光束的焦点落在光盘的信息面上。
径向道跟踪伺服系统，使聚焦光束能落在CD的光道上。
光盘转速控制系统，控制驱动器主轴的转速，使光盘的径向线速度恒定。
7、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
8、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
9、在数字音频信息获取与处理过程中，下述正确的顺序是（C）
A.A/D变换、采样、压缩、存储、解压缩、D/A变换
B.采样、压缩、A/D变换、存储、解压缩、D/A变换
C.采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换
D.采样、D/A变换、压缩、存储、解压缩、A/D变换
10、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。
11、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
12、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）
★13、多媒体数字式制作演播器的概念模型：
◆DVIⅡ系统概念模型是“数字视频制作演播器”。
这种模型要求多媒体技术模拟现代电视制作演播室,由特定硬件完成各项功能,并使应用开发者具有同实际演播室一样的创作自由度。
一个典型的制作演播器应包括混合器,磁带,监视系统,特技处理器以及为了记录、修改和播放视频和音频信息联在一起的其它设备。
数字式制作演播器主要组成部分：
（1）模拟接口
（2）显示系统（3）采样器（4）数据流控制器
（5）效果处理器（6）混合器
14、一个典型的声卡应包含哪些声音处理功能？
（1）它可以录制声音文件，管理声音的输入输出。
（2）将硬盘或激光盘压缩后的数字化声音文件还原为等质量的声音信号，放大后经过扬声器放出
（3）对数字化的声音文件进行加工，以达到某一特定的音频效果
◎第五章多媒体软件开发环境
v本章内容：
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
v本章主要考点：
概念、简答
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：
用户需求是软件开发的最初阶段。
开发者经过思考以寻求解决该种需求实现的方法和工具。
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）总体设计：
有两种方法可供选择：
（1）由开发人员编码来实现多媒体节目
（2）利用多媒体开发工具来制作多媒体节目。
（3）实施阶段：
当开发方法确定后,就进入了具体实施阶段。
实施阶段的基本工作是多媒体数据的准备。
（4）多媒体数据获取：
多媒体数据的准备包括数据的获取、数据的整理、数据的编辑加工等阶段。
（5）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、3类主要的运动控制模型是：
几何学模型、物理学模型、行为模型。
3、计算机动画和视频图像有何本质区别？
本质区别是生成方式不同：
计算机动画是用计算机生成一系列可供实时演播的连续画面的技术,它可把人们的视觉引向一些客观不存在或做不到东西,并从中得到享受。
计算机的获取方式以用户制作做为主要途径，有时也可以通过购买或交换获取，即计算机动画由计算机生成。
计算机动画是用计算机软件生成的包括flash等一些动画制作软件生成的，视频图像是由外部输入设备硬件，像录像机等外部设备生成的。
4、简述多媒体编著工具的分类及每类工具的特点。
多媒体创作工具分类：
（1）以卡或页为基础的创作工具
（2）以图符为基础,基于事件的创作工具（3）以时间为基础的创作工具（4）以传统程序语言为基础的创作工具（5）其它专用的创作工具
特点：
①以卡或页为基础的多媒体创作工具：
大多数以卡或页为基础的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
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、图象、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
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。
④传统程序语言为基础的创作工具：
精通编程的程序员对于多媒体编辑创作系统的限制及依赖工具箱产生对象的方式较不容易接受。
因此,一方面保留传统语言的特性,另一方面改进其程序设计环境成为可视化的操作系统。
★第六章多媒体内容管理
v本章内容：
多媒体数据管理环境、多媒体数据库管理系统、面向对象技术与MDBMS、基于内容的检索技术、多媒体内容安全与版权保护
v本章主要考点：
概念、简答、★基于内容的检索技术
1、依据独立性原则,DBMS按层次划分为3种模式:
物理模式、概念模式和外部模式。
2、简述MDBMS（多媒体数据库系统）的功能要求。
（1）MDBMS必须能表示和处理各种媒体数据,重点是不规则数据如图形、图象、声音的表示方法。
（2）MDBMS必须能反映和管理各种媒体数据的特性,或各种媒体数据之间的空间或时间的关联。
（3）MDBMS除必须满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外,还应满足媒体数据独立性。
（4）MDBMS的数据操作功能。
新功能：
比传统DBMS更强的适合非规则数据查询搜索功能；浏览功能；演绎和推理功能；对非规则数据，不同媒体提供不同操作。
（5）MDBMS的网络功能。
应解决分布在网络上的多媒体数据库中数据的定义、存储、操作问题,并对数据一致性、安全性、并发性进行管理。
（6）MDBMS应具有开放功能,提供MDB的应用程序接口API,并提供独立于外设和格式的接口。
（7）MDBMS还应提供事务和版本管理功能。
3、MDBMS的组织结构一般可分为3种:
集中型、主从型、协作型
4、数据模型三要素是数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
5、面向对象的数据库系统有哪些特点？
为什么说它能对多媒体数据进行有效管理？
①多媒体对象呈现异构性和复杂性的特点，MDBMS要完成对多媒体数据的存储和管理，首先应当能有效的表示多媒体对象，需要解决媒体对象的表示和媒体对象的合成方式的表示问题。
②由于面向对象系统的数据抽象功能抽象与消息传递的特点，使对象在系统是独立的具有良好的封闭性，封闭了多媒体数据之间的类型及其他方面的巨大差异，并且容易实现并处理，也便于系统模式的扩充和修改，由此可知它对多媒体数据进行有效管理。
★6、基于内容的检索技术：
基于内容的检索（CBR）是针对多媒体信息检索使用的一种重要技术。
基于内容的检索技术的特点：
（1）从媒体内容中提取信息线索,直接对媒体进行分析,抽取特征（如基于表达式）。
（2）提取特征方法多种多样。
如图象特征有形状、颜色、纹理、轮廓等特征。
（3）人机交互。
人能迅速分辨要查找的信息,但难以记住信息,人工大量查询费时、重复,而这正是计算机的长处,人机交互检索可大大提高多媒体数据检索的效率。
（4）基于内容的检索采用一种近似的匹配技术。
采用逐步求精的方法，每一层的中间结果是一个集合，不断减少集合的范围，直到定位到查找的目标。
简述基于内容的检索过程，其关键的特征问题主要采用哪些方法解决？
（CBR实现方法）
（1）基于传统的数据库检索方法,即采用人工方法将多媒体信息内容并表达为属性（关键词）集合,再在传统的数据库管理系统框架内处理。
这种方法对信息采用了高度抽象,留给用户选择余地小,查询方式和范围有所限制。
（2）基于信号处理理论,即采用特征抽取和模式识别的方法来克服基于数据库方法的局限性,但全自动地抽取特征和识别时间开销太大,并且过分依赖于领域知识,识别难度大。
基于内容的检索系统的结构：
基于内容的检索方法示意图：
7、简述MPEG-7的主要功能和它对多媒体内容的描述方法。
①MPEG-7标准可独立于其它MPEG标准使用,但MPEG-4所定义
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