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第3章《多媒体数据压缩技术》练习思考题答案
第1章《多媒体技术概论》思考练习题答案填空题：1、国际电讯联盟（ITU）将媒体分为五大类，分别为感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体。
2、多媒体技术中所说的媒体一般指感觉媒体，图像编码应属表示媒体。
3、多媒体信息的主要特点包括信息媒体的多样性、集成性、交互性、实时性，还有数据的海量性、媒体信息表示的空间性和方向性等。
4、多媒体技术的发展历程大致可分为三个阶段，即启蒙发展阶段、标准化阶段、普及应用阶段。
5、ISO和ITU联合制定的数字化图像压缩标准主要有JPEG标准、MPEG系列标准、H.26X 标准。
简答题：1、什么是多媒体？答：从多媒体技术专业角度讲，可理解为：多媒体的“多”是其多种媒体的表现，多种感官的作用，多种设备的使用，多学科的交汇，多领域的应用；“媒“是指人与客观世界的中介；“体”是言其综合、集成一体化。
2、什么是多媒体技术？答：是指多媒体信息的数字化、设计与制作技术、及各种媒体集成一体化，经数据压缩处理和存储，并由新传播媒介发布的具有交互性的多媒体信息技术。
3、JPEG标准（ISO/IEC 10918标准）？答：适用彩色和单色、多灰度连续色调、静态图像压缩国际标准。
4、MPEG-1（ISO/IEC 11172标准）？答：用于数字运动图像，其伴音速率为1.5Mbps的压缩编码。
5、我国国家信息产业部批准成立的数字音频视频的编码技术标准工作组（A VS）的主要工作是什么？答：开展具有自主产权的数字音视频产业的共性基础标准的研究。
并面向我国的信息产业需求，制定数字音视频的压缩、解压缩、处理和表示等共性技术标准A VS，服务于数字音视频产业应用。
第二章多媒体数据压缩技术复习思考题答案填空题：1、多媒体数据能不能被压缩，关键是多媒体数据中是否存在“＿＿＿＿＿”,即“多媒体数据压缩的可能性”。
答：数据冗余2、“信息量”与“数据量”之间的关系是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答：信息量＝数据量－冗余量3、多媒体数据冗余信息包括＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、图像区域的相同性冗余、其它冗余。
移动通信中的语音编码技术
移动通信中的语音编码技术在当今高度互联的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是与亲朋好友保持联系，还是进行商务沟通，清晰流畅的语音通话质量始终是用户关注的重点。
而在这背后，语音编码技术发挥着至关重要的作用。
语音编码技术的主要任务是在尽可能保证语音质量的前提下，降低语音信号的数据量，以便更高效地在移动通信网络中传输和存储。
这就好比我们要把大量的物品装进一个有限空间的箱子里，需要巧妙地压缩和整理，同时还要确保物品的完整性和可用性。
要理解语音编码技术，首先得了解语音信号的特点。
语音信号实际上是一种时变的模拟信号，包含了丰富的信息，如音高、音强、音色等。
传统的模拟通信方式直接传输这样的模拟信号，不仅占用带宽大，而且容易受到干扰。
而数字通信则将模拟语音信号转换为数字信号进行传输，这就需要对语音进行编码。
在移动通信中，常用的语音编码技术可以大致分为三类：波形编码、参数编码和混合编码。
波形编码是一种尽可能保留原始语音信号波形的编码方式。
它的优点是语音质量高，能够接近原始语音，但缺点也很明显，就是编码速率较高，需要较大的带宽资源。
常见的波形编码技术有脉冲编码调制（PCM）和自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）。
PCM 是最基本的编码方式，通过对模拟语音信号进行均匀采样和量化，将其转换为数字信号。
ADPCM 则是在 PCM 的基础上，根据语音信号的特点自适应地调整量化步长，从而在一定程度上降低了编码速率。
参数编码则是完全不同的思路。
它不是直接对语音波形进行编码，而是通过分析语音信号的产生模型，提取语音的特征参数进行编码传输。
这种方式编码速率很低，但语音质量相对较差，容易产生失真。
常见的参数编码技术有线性预测编码（LPC）。
LPC 基于语音信号的线性预测模型，通过计算预测系数来描述语音的特征。
混合编码则是结合了波形编码和参数编码的优点。
它在保留一定语音波形信息的同时，也对语音的参数进行建模和编码，从而在较低的编码速率下获得较好的语音质量。
多媒体技术教程课后习题答案
第1章 多媒体技术概要1.1 多媒体是什么？多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体。
使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视像(video ）。
1。
4 无损压缩是什么?无损压缩是用压缩后的数据进行重构（也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术.无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例.根据当前的技术水平,无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。
常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW 等算法.1。
5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。
有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。
例如,图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息,丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
1。
9 H.261~H.264和G.711~G 。
731是哪个组织制定的标准？国际电信联盟（ITU ）.1.10 MPEG —1，MPEG-2和MPEG —4是哪个组织制定的标准？ISO/IEC ，即国际标准化组织(ISO)/ 国际电工技术委员会(IEC)。
第2章 无损数据压缩2。
1假设{,,}a b c 是由3个事件组成的集合，计算该集合的决策量。
（分别用Sh ，Nat 和Hart作单位）。
H 0 = (log 23) Sh = 1.580 Sh= (log e 3) Nat = 1.098 Nat= (log 103) Hart = 0.477 Hart2.2 现有一幅用256级灰度表示的图像，如果每级灰度出现的概率均为()1/256i p x =，0,,255i =，计算这幅图像数据的熵.22111()()log ()256(log )256256n i i i H X p x p x ==-=-⨯⨯∑=8 (位）， 也就是每级灰度的代码就要用8比特,不能再少了。
PCM编码详解
ADPCM
Adpcm是自适应差分脉冲编码调制的简 称，最早使用于数字通信系统中。
该算法利用了语音信号样点间的相关性， 并针对语音信号的非平稳特点，使用了 自适应预测和自适应量化，在 32kbps◎8khz速率上能够给出网络等级 话音质量。
ADPCM
为了进一步改善量化性能或压缩数据率，可采 用自适应量化或自适应预测的方法。只要采用 了其中的任一种自适应方法，均称为ADPCM。
号已经量化，差值不再进行量化。若系统的输入为{0 1 2 1 1 2 3 3 4 4 …}，则预测值为{0 0 1 2 1 1 2 3 3 4 …}， 差值为{0 1 1 –1 0 1 1 0 1 0 …}，差值的范围比输入样 值的范围有所减小，可以用较少的位数进行编码。
DPCM
对于有些信号(例如图像信号)由于信号的瞬时 斜率比较大，很容易引起过载，因此，不能用 简单增量调制进行编码，
PCM 与音频编码
第3章 话音编码
重点：
脉冲编码调制(PCM) 增量调制与自适应增量调制 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）
难点：
非均匀量化 增量调制 子带编码
波形声音的数据压缩
波形声音的码率 = 取样频率 × 量化位数 × 声道数
全频带声音的压缩编码：
名称压缩后的码率每个声道声道数目主要应用mpeg1384kbps压缩4数字盒式录音带mpeg1256192kbps压缩68dabvcddvdmpeg1128112kbps压缩1012internetmp3音乐mpeg2audio与mpeg1相同5171同mpeg1dolbyac364kbp5171dvddtv家庭影院数字语音编码标准标准方法比特率质量时间应用g711pcm64441972pstnansi1015lpc1024271976保密通信g721adpcm32411984pstngsm欧洲蜂窝通信rpecelp13361991ansi1016celp48321991g728低延时cdcelp1640199254北美tdmavselp35199296北美cdmaqcelp18341993日本蜂窝通信vselp68331993g729acsacelp421995ip电话g7231h323h324acelp633981995ip电话半速率gsm欧洲蜂窝通信amr56341995新的低速率ansi标准melp24331996数字语音的应用demand语音合成tts文本分析与理解文本prosodycontrolspeechgeneration合成语音一串语音基元语音基元库texttophonemeconversion发音标注发音规则库prosodygeneration韵律控制参数韵律规则库查找拼写错误对不规范或无法发音的字符进行过滤
采样量化和编码名词解释
采样量化和编码名词解释英文回答：Sampling, quantization, and encoding are three fundamental processes in digital signal processing and communication systems. Let's understand each term separately:1. Sampling: Sampling refers to the process of converting a continuous-time signal into a discrete-time signal by selecting and storing a finite number of samples at regular intervals. In other words, it involves measuring the amplitude of the continuous signal at specific points in time. The rate at which these samples are taken is called the sampling rate or sampling frequency.Sampling is essential because many digital systems can only process discrete-time signals. By converting a continuous signal into discrete samples, we can perform various operations like filtering, modulation, andcompression on the signal using digital techniques.2. Quantization: Quantization is the process of converting the continuous amplitude of a signal into afinite number of discrete levels. In other words, it involves mapping the continuous range of amplitudes to a finite set of values. The number of levels determines the resolution or the accuracy with which the signal can be represented.During quantization, the continuous signal is divided into small intervals, and each interval is assigned a representative value. The most common type of quantization is uniform quantization, where the intervals are equally spaced. However, non-uniform quantization techniques, such as adaptive quantization, can also be used to improve the representation of the signal.Quantization introduces quantization error, which is the difference between the original continuous signal and its quantized representation. The quantization error can be reduced by increasing the number of levels or using moreadvanced quantization techniques.3. Encoding: Encoding is the process of representingthe quantized samples in a suitable format for transmission or storage. It involves converting the discrete amplitude values into a digital code that can be easily transmittedor stored using binary digits (bits).There are various encoding techniques used depending on the application and the desired properties of the encoded signal. For example, pulse code modulation (PCM) is a commonly used encoding technique that represents each sample with a fixed number of bits. Other techniques like delta modulation, differential pulse code modulation (DPCM), and adaptive differential pulse code modulation (ADPCM) are used to achieve higher compression ratios or better performance in specific scenarios.In summary, sampling converts continuous signals into discrete-time signals, quantization converts continuous amplitudes into discrete levels, and encoding representsthe quantized samples in a digital format for transmissionor storage.中文回答：采样、量化和编码是数字信号处理和通信系统中的三个基本过程。
2012年5月多媒体应用设计师(中级)《案例分析》真题及答案详解【完整版】
2012年5月多媒体应用设计师（中级）《案例分析》真题及答案详解【完整版】案例分析题（请阅读案例背景，按试题要求进行解答，共计75分）试题一（共16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。
【说明】计算机能够采集、加工处理、存储和传输声音媒体，并能使之与其他媒体信息之间建立有机的逻辑关系。
公交车上使用单片机系统构成自动语音报站器，系统所需的语音信号按照词组、句子的结构设计由播音员朗读，通过计算机录制成音频数据文件，经适当处理后的音频数据按照索引结构存储到报站器的Flash 芯片中供单片机调用。
报站器可以在传感器信号和驾驶员的操控下完成自动或手动报站、安全提示、广告播送等功能。
【问题1】（6分）把麦克风输出的电信号转换成音频数据文件的过程主要包括哪三个基本步骤？【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？【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。
【参考答案】【问题1】（6分）把麦克风输出的电信号转换成音频数据文件的过程主要包括哪三个基本步骤？【解答】：音频信号数字化的基本步骤包括采样、量化和编码三个基本步骤。
【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？【解答】：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。
【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。
通信报告 PCMADPCMA编译码实验
实验三PCM/ADPCM编译码实验一、实验目的1、了解PCM编码的原理和过程；2、比较A律和u律，掌握两者的编码特点；3、对比PCM和ADPCM的相同点和不同点。
二、实验仪器1、JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱一台2、20MHz双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验原理PCM/ADPCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM/ADPCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成PCM/ADPCM编译码功能。
该器件具有多种工作模式和功能，工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM或ADPCM模式（直接将PCM码进行打包传输），使其具有以下功能：1、对来自接口模块发支路的模拟信号进行PCM编码输出。
2、将输入的PCM码字进行译码（即通话对方的PCM码字），并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块。
在通信原理实验平台中，两个电话用户接口分别有一个PCM/ADPCM编译码模块。
本实验仅以第一路PCM/ADPCM编译码原理进行说明，另一个模块原理与第一路模块相同，不再重述。
PCM编译码器模块电路与ADPCM编译码器模块电路完全一样，由语音编译码集成电路U502（MC145540）、运放U501（TL082）、晶振U503（20.48MHz）及相应的跳线开关、电位器组成。
电路工作原理如下：PCM/ADPCM编译码模块中，由收、发两个支路组成，在发送支路上发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行PCM/ADPCM编码。
编码输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。
编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理，或直接送到对方PCM/ADPCM译码单元。
在接收支路中，收数据是来自解数据复接模块的信号（DT_ADPCM_MUX），或是直接来自对方PCM/ADPCM 编码单元信号（DT_ADPCM2），在接收帧同步时钟FSX（8KHz）与接收输入时钟BCLK（256KHz）的共同作用下，将接收数据送入U502中进行PCM/ADPCM 译码。
毕业设计(论文)-GSM移动通信系统的语音编码技术研究
GSM移动通信系统的语音编码技术研究Speech Coding Techniques of GSM Mobile CommunicationSystem目录内容摘要 (I)Abstract............................................................................................................................... I I 第一章引言 .. (1)第二章GSM移动通信系统 (2)§2.1 GSM移动通信系统简介 (2)§2.2 GSM移动通信系统的总体结构 (2)§2.2.1 移动台（Mobile Station） (2)§2.2.2 基站子系统BSS(Base Station Sub-system) (2)§2.2.3 网络子系统NSS（Network Sub-system） (2)§2.2.4 操作支持子系统OSS(Operations Sub-system) (3)第三章GSM系统的语音编码简介 (4)第四章语音编码的发展现状 (5)第五章语音编码质量的评定 (7)§5.1 客观评定方法 (7)§5.2 主观评定方法 (7)§6.1 语音编码技术的分类 (8)§6.1.1 波形编码 (8)§6.1.2 声码器 (9)§6.1.3 混合编码 (10)§6.2 分析GSM系统中的语音编码技术—多脉冲激励LPC (10)§6.2.1 多脉冲激励LPC编码器的组成 (11)§6.2.2 编码过程 (11)§6.2.3 多脉冲激励LPC译码器的组成 (11)第七章语音编码芯片 (12)第八章语音编码技术进展 (13)结束语 (14)参考文献 (15)致谢 (16)内容摘要由于GSM系统的技术成熟、管理灵活、完善的技术规范，在欧洲取得很大的成功之后，在世界上许多国家更是得到广泛的应用，已成为陆地公用移动通信系统的主要系统。
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ADPCM 编码规则详解
ADPCM（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）是一种广泛应用于语音压缩和存储的编码技术。
它通过预测和编码差值来实现高效的数据压缩。
本文将逐步介绍ADPCM的原理、编码规则和应用。
第一部分：ADPCM的基本原理
1.1 差值编码
ADPCM利用差值编码来减少待传输数据量。
它通过预测当前采样值与前一个采样值之间的差异，并对差异进行编码和传输。
这种编码方式在语音相关的应用中非常高效，因为通常情况下相邻的语音样本之间的差异非常小。
1.2 自适应预测
ADPCM采用自适应预测的方式来增加编码效率。
它根据先前的采样值来预测当前采样值，并将预测误差进行编码。
预测模型的参数会根据不同的输入数据进行适应性更新，以提高预测的准确性。
第二部分：ADPCM编码规则
2.1 预测模型
ADPCM的编码器使用一个预测模型来预测当前的采样值。
预测模型通常是一个线性滤波器，其参数由编码器和解码器共享。
预测模型在编码和解码两个环节中都必须一致。
2.2 预测残差
编码器通过计算当前采样值与预测值之间的差异来获得预测残差。
预测残差表示了当前采样值与预测值之间的差异，通常情况下它的值较小。
2.3 编码差异
编码器将预测残差映射到一个有限的动态范围内，以减少待传输的数据量。
这一步骤通常涉及使用量化和编码技术，其中量化负责将预测残差映射到有限的数值范围内，而编码器将这些数值表示成相应的编码符号。
2.4 自适应更新
ADPCM的编码器还需要对预测模型的参数进行适应性更新。
这样可以根据不同的输入数据来提高预测的准确性。
自适应更新通常涉及对预测模型参数进行递归滤波和反馈控制。
第三部分：ADPCM的应用
3.1 语音压缩
ADPCM广泛应用于语音压缩领域。
由于语音信号的特点是连续性和可预测性，在采样频率和比特率有限的情况下，使用ADPCM可以显著减少数据的存储和传输开销。
3.2 数字语音传输
ADPCM也被广泛用于数字语音传输中。
与传统的PCM相比，ADPCM
可以在保证语音质量的前提下减少数据传输的带宽需求，从而降低成本并提高性能。
3.3 音频处理
ADPCM在音频处理领域也有广泛的应用。
例如，在音频编码和解码、音频编码和解码、以及混音和音乐合成等领域，ADPCM可以提供高效的数据表示和处理方法。
结论
ADPCM是一种通过预测和编码差值来实现高效数据压缩的编码技术。
它采用差值编码和自适应预测等手段，在语音压缩、数字语音传输和音频处理等领域发挥着重要作用。
通过深入了解ADPCM的基本原理和编码规则，我们可以更好地理解和应用这一编码技术，并在实际应用中取得更好的效果。