多媒体技术与应用复习资料

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1、媒体的分类：感觉媒体、呈现媒介、再生媒体、存储媒介、传输媒介

感觉媒体：指直接作用于人的感官而产生感觉的媒体，如声音、图形、静止图像、动画、活动图像、文本、数据等。

呈现媒介：指感觉媒体和传输电信号之间转换的一些设备。它又分为呈现设备和非呈现设备两类，呈现设备如显示器（或监视器）、扬声器、打印机等，非呈现设备如键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等。

再生媒体：为有效的传输、存储感觉媒体，一般需要研究开发出一些处理技术（包括硬件和软件），如图像编码、声音编码、文本编码等。这些经过加工、处理后的感觉媒体叫做再生媒体。传输和存储一般是再生媒体。

存储媒介：指用于存储再生媒体（即感觉媒体经过处理后的代码）的物理介质，如磁盘、磁带、闪存、光盘等。

传输媒介：只用于传输再生媒体的物理介质，如同轴电缆、双绞线、光缆、微波等。

2、RGB图像数据量的计算：图像数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8

（颜色深度：图像中每个像素的颜色或亮度信息所占的二进制数位数，记作位/像素，b/p；用RGB颜色空间表示的颜色总量=2^n，n为像素深度）

显示分辨率与图像分辨率的区别：

显示分辨率是指某一种显示方式下显示屏上能够显示出的像素数目，以水平和垂直的像素数表示。屏幕上的像素越多，分辨率就越高，显示出来的图像就越细腻，显示的图像质量也就越高。屏幕能够显示的最大像素数目越多，也说明显示设备的最大分辨率越高。显示屏上的每个色彩像素点由代表R、G、B这三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像素点就构成一幅彩色图像。

图像分辨率是指数字化图像的大小，以水平和垂直的像素数表示。如果组成图像的像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真，图像分辨率实际上决定了图像的显示质量。

区别：图像分辨率是确定组成一幅图像的像素数目，而显示分辨率是确定显示图像的区域大小。

3、DCT编码过程，JPEG、MPEG、H261/263均采用此编码。JPEG压缩帧改组过程中“宏区块”、“宏块”等概念。

DCT编码过程：（1）离散余弦变换。（2）DCT系数量化。（3）Zig-zag扫描。（4）游程编码。（5）熵编码。

宏区块：在帧改组过程中，首先将图像分割成许多横向条，每条的宽度为16个采样点，再将每一条切成45段，每段横向为16个采样点。这样便得到16*16个采样点构成的块，称为宏区块。

像块：将宏区块再分成4部分，每一部分为8*8个样点组成的像块，像块是基于DCT压缩编码处理的最小单位，DCT变换就是以像块为单位的。

宏块：由4个8*8的亮度（Y）像块组成的宏区块和与之重叠的两个8*8色差（CR,CB）像块组成的块为宏块。4、主要图像格式的特点，压缩与透明特点（BMP/JPG/PNG/TIFF等）。

（1）BMP格式：是一种与设备无关的图像文件格式。采用一种位图的存储形式，每个文件只能存放一幅图像。一般为非压缩的，格式数据量较大。

（2）GIF格式：便于在不同的平台上进行图像交流与传输。最大不超过64MB，颜色最多为256色（8bit）。用来制作小型动画。

（3）TIFF格式：文件体积庞大，存储信息量巨大，细微层次的信息较多。文件具有良好的兼容性，压缩存储由很大余地。

（4）JPG格式：静态图像压缩文件，文件非常小，可调整压缩比，是其他类型文件的1/10~1/20。影响图像的质量，易失真，显示比较慢。

（5）PNG格式：存储灰度图像时，深度多达16bit；存储彩色图像时，深度多达48bit。可以记录图像的a通道结构，实现透明通道。

5、计算机二维、三维动画制作包括哪些主要过程和各阶段的作用。

计算机二维动画制作过程：关键帧（原画）的产生；中间画面的生成；分层制作合成；着色；预演；渲染生成计算机三维动画制作过程：物体建模；设置材质与灯光；设置动画；环境设置；后期制作；渲染输出。

6、MPEG压缩编码的本质方法和基本过程（本质：减少冗余）：包括运动补偿、向前预测、向后预测、量化采用自适应控制器等。

基本过程：预处理；I帧编码；P帧编码；B帧编码

7、图像和图形的特点区别，什么是位图？什么是矢量图形？

区别：一般来讲，图像所表现的显示内容是自然界的真实景物或利用计算机技术逼真的绘制出的带有光照、阴影等特性的自然界景物，而图形实际上是对图像的抽象，组成图形的画面元素主要是点、线、面或简单的立体图形等，与自然界景物的真实感相差很大。当计算机进入图形图像领域时，图形更多的由矢量图形式来描述，图像更多的由位

图形式来描述。

位图：是有许许多多的像素组合而成的平面点阵图。其中每个像素的颜色、亮度和属性使用一组二进制像素值来表示。

矢量图：使用一系列计算机指令集合的形式来描述或处理一幅图的，描述对象包括一幅图中所包含的各图元的位置、颜色、大小、形状、轮廓和其他一些特性，也可以用更为复杂的形式表示图像中的曲面、光照、阴影、材质等效果。

8、什么是奈奎斯特定理？

当对连续变化的信号波形进行采样时，若采样频率fs高于该信号所含最高频率的2倍，那么可以由采样值通过插补技术正确的回复原信号的博兴，否则将会引起频谱混叠，产生混叠噪音，而重叠部分是不能恢复的。

9、彩色电视中的YUV模型、YIQ模型（NTSC），PAL/NTSC帧频，HSI的具体含义。计算机显示器的色彩模型（RGB）？主要制式有哪些？

YUV模型：适应于PAL（逐行倒相正交平衡调幅制）和SECAM（顺序传送彩色与存储制式）；Y是亮度信号，U 和V为两个色差信号，分别传送、红基色与蓝基色分量与亮度的差值信息。好处：其一，亮度信号Y解决了黑白电视与彩色电视的兼容问题；其二，起到数据压缩、节省存储空间的作用。

YIQ模型：适用于NTSC（正交平衡调幅制），与YUV类似。I、Q也是两个色度分量，其正交坐标轴与U、V的相差33度夹角。最大限度的节省空间。

HIS：H定义颜色的波长，称为色调；S表示颜色的深浅程度，称为色饱和度；I表示强度或亮度。

10、电视扫描中的奇偶场扫描、行正程/逆程、回扫、消隐等。P99~P100

11、哈夫曼编码的方法。注意：最开始计算概率得到的0（或1）在最后面。

12、数字化相比模拟量有哪些优点？数字化过程的三个步骤和顺序。采样可看作时间上的离散，而量化呢？

数字化优点：

（1）动态范围大。若采用16bit量化方法，音频信号的幅度可分为65536个量化级，动态范围达96dB

（2）信息易处理。可以通过计算机对音频、视频信号进行各种特技或非线性编辑。

（3）媒体易保存。使用时间长，采用数字化的光盘，重放时不存在机械磨损，使用寿命长。

（4）成本低。数字化信息便于大规模集成电路的存储和处理，可降低成本。

（5）可靠性高。数字信号只要求脉冲的有无，而不依赖信号的幅值大小，对硬件一致性和稳定性要求下降了许多，从而提高了可靠性。

数字化过程的步骤和顺序：采样、量化、编码。

采样：以适当的时间间隔观测模拟信号波形幅值的过程叫采样。

量化：将采样时刻的信号幅值规整（四舍五入）到与其最接近的整数标度叫做量化

编码：将量化后的整数，用一个二进制数码序列来表示叫做编码

13、什么是彩色三要素。（*参考HSI）

14、视频信号清晰度与信号带宽之间的关系。

视频信号的频带宽度，也就是视频信号的频率范围决定了视频图像的水平清晰度，而水平清晰度是一个反应视频图像清晰程度的重要参数，它一般是指视频图像在水平方向上的最小显像单元（像素）数，用“线”来表示

15、游程编码（10、16进制）与DCT量化系数矩阵的转换。熵编码代表什么？

熵编码是一种可变字长编码，在编码中不是根据被编码数据的数值大小来进行编码，而是根据被编码数据在所有数据中出现的概率来编码。概率大的用短码，概率小的用长码，从而进一步提高熵值，降低传输信息的平均码长。16、MPEG-1压缩中I/B/P帧的含义和特点，和各自的编码过程。量化自适应控制器的作用。

I帧：帧内编码帧，是一个全帧压缩编码帧。它将完整的图像信息，进行帧内压缩编码及传输。解码时仅用I帧的数据就可重构出一幅完整的图像。I帧代表了图像背景和运动主体的详情，它不需要参考其他画面生成，而它又是前向预测编码帧P帧和双向预测编码帧B帧的参考值，I帧会造成错误的扩散。信息量较大。

P帧：前向预测编码帧，是与I帧相隔一定时间，而运动主体的位置在同一背景上又有一定变化的帧画面。采用运动补偿的方法传送它与前面的I帧或P帧的差值信息。解码时依靠帧存储器，对I 帧的相应部分与所得到的预测误差进行求和运算，以重新得到完整的P帧。

B帧：双向预测编码帧，传送的是其与前面的I帧或P帧，和后面的P帧的预测误差，属双向预测。压缩比最高。不会造成错误扩散。

17、视频信号数字化采样标准ITU601中4：2：2，4：2：0，4：1：1等，亮度和色差信号的采样频率是如何确定的？传输码率的计算。

4:2:2 ：采样频率的比为13.5MHz：6.75MHz：6.75MHz或每行有效的采样点的比值为720T：360T：360T，每采

四个亮度信号就各采两个色差信号。码率：13.5MHz*8bit+（6.75MHz*8bit）*2=216Mb/s

4:1:1 ：采样频率的比：13.5MHz：3.375MHz：3.375MHz.水平色度的清晰度降低了一半。

4:2:0 ：色差信号隔行采样。垂直色度的清晰度降低了一半。

18、预测编码对于图像的帧内、帧间来说的作用。

基本除去了像素间的相关性，其变化幅度比像素本身的幅度在统计上要小得多，可以用较小的bit进行量化和编码，从而使图像数据得到压缩。

19、什么叫运动估值？MPEG1预处理具体过程。

通过比较参考帧与编码帧中的图像，求出运动物体像素的运动适量，这一过程称为运动估值，而根据运动矢量，在参考帧中取出匹配的像素作为当前编码帧中某像素的预测者，这一过程称为运动补偿。

预处理过程：变格式；分组；帧重排；分块

20、MPEG编码包含几大标准，各自标准的作用是什么？

MPEG-1、2、4、7、21

MPEG-1：用于数字存储媒体的活动图像及伴音的编码标准。

MPEG-2:专业视频、通信广播、存储媒体等完全符合ITU-601标准分辨率的通用活动图像编码标准。

MPEG-4：基于内容的交互性；高效的压缩性；通用的访问性；甚低比特率特性；基于内容的编码功能；MPEG-4音频压缩支持可分级性；MPEG-4音频编码的技术性

21、CD为什么能够获得比模拟音频更好的音质？CD的采样率是44.1KHz？为什么？

在传统的音响设备中，均采用模拟信号处理方式记录和重放音频信号。这种设备要想把实际声场中动态范围达120dB的声音信号反映在磁带上是不可能的，一般其动态范围不会超过60dB，音响效果不言而喻。并在重放时，由于失真、噪声、电机转速不匀等原因，重放效果大打折扣。

在数字音响系统中，及时从记录到重放的过程中有失真和噪声，重放时只要能识别的码的长短或脉冲的有无，即可再现出原来的信号。其记录信号的动态范围比模拟系统提高了近一倍，这也是CD技术之所以获得高水准的音质的重要原因。另一个重要原因就是，多媒体是以计算机控制为基础的，而计算机处理、存储的都是数字信号，即“0”和“1”信号，所以在多媒体中的音频视频信号必须都是数字信号。

PAL：50Hz NEST：60Hz

原因：对频率上限为20KHz的音频信号频率fs应大于40KHz以上，考虑到LPF在20KHz处大约衰减10%，为全频带高质量的还原，可以用22KHz的2倍频率作为音频信号的采样频率。

22、视频会议系统标准都有哪些？H.261 H.263

23、JPEG压缩编码器有哪些控制成分？JPEG图像分块中宏块、宏区块、像块？

（1）应用当时先进图像压缩技术

（2）使用所有的连续色调图像

（3）具有适中的计算复杂性

（4）具有以下四种操作模式：顺序编码、累进编码、无失真编码、层次编码