【正文】 《多媒體技術基礎(第2版)》練習與思考題參考答案第1章多媒體技術概要 多媒體是什么？多媒體是融合兩種或者兩種以上媒體的一種人—機交互式信息交流和傳播媒體。使用的媒體包括文字、圖形、圖像、聲音、動畫和電視圖像(video)。 超文本的核心思想是什么？超文本系統(tǒng)和超媒體系統(tǒng)有什么差別？(1) 超文本是通過復雜的、非順序的關聯(lián)關系連接在一起的一種文本，其真正含義是“鏈接”的意思。(2) 超文本系統(tǒng)是以文本為主并使用超鏈接構成的信息系統(tǒng)；超媒體系統(tǒng)除文本外還包含圖像、音樂、動畫或其他元素構成并使用超鏈接構成的全球信息系統(tǒng)。 超媒體是什么？多媒體與超媒體之間有什么關系？(1) 使用文本、圖形、圖像、聲音和電視圖像等媒體任意組合的一種交互式信息傳播媒體。(2) 多媒體是超媒體系統(tǒng)中的一個子集 。 SGML是什么語言？HTML是什么語言？它們之間有何關系？(1) 1986 年國際標準化組織(ISO)采用的一個信息管理標準。該標準定義獨立于平臺和應用的文本文檔的格式、索引和鏈接信息，為用戶提供一種類似于語法的機制，用來定義文檔的結構和指示文檔結構的標簽。(2) HTML 是萬維網(wǎng)上的文檔所用的標記語言。(3) HTML 是 SGML 的一個子集。SGML 使用標簽來標志文檔中的文本或圖形之類的元素，并告訴 Web 瀏覽器該如何向用戶顯示這些元素，以及應該如何響應用戶的行為，例如當用戶通過按鍵或鼠標單擊某個鏈接時該如何響應。 有人認為“因特網(wǎng)就是萬維網(wǎng)”，這種看法對不對？為什么？(1) 不對。(2) 因特網(wǎng)是專指全球范圍內(nèi)最大的、由眾多網(wǎng)絡相互連接而成的、基于 TCP/IP 協(xié)議的計算機網(wǎng)絡；萬維網(wǎng)是指分布在全世界所有 HTTP 服務器上互相連接的超媒體文檔的集合。 多媒體、萬維網(wǎng)和因特網(wǎng)之間有何關系?多媒體構成了超媒體系統(tǒng)，超媒體系統(tǒng)構成了萬維網(wǎng)，萬維網(wǎng)是因特網(wǎng)上使用 TCP/IP 協(xié)議和 UDP/IP 協(xié)議的應用系統(tǒng)。第2章數(shù)字聲音及MIDI簡介 音頻信號的頻率范圍大約多少？話音信號頻率范圍大約多少？(1) Audio: 20~20000 Hz(2) Speech: 300~3400 Hz 什么叫做模擬信號？什么叫做數(shù)字信號？(1) 幅度或頻率發(fā)生連續(xù)變化的一種信號。(2) 以二進制代碼形式表示有無或者高低的一種信號。 什么叫做采樣？什么叫做量化？什么叫做線性量化？什么叫做非線性量化？(1) 采樣：在某些特定的時刻對模擬信號進行測量的過程。(2) 量化：幅值連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)化成為幅值離散的數(shù)字信號的過程。(3) 線性量化：在量化時，信號幅度的劃分是等間隔的量化。(4) 非線性量化：在量化時，信號幅度的劃分是非等間隔的量化。 采樣頻率根據(jù)什么原則來確定？奈奎斯特理論和聲音信號本身的最高頻率。 樣本精度為8位的信噪比等于多少分貝？48 分貝 聲音有哪幾種等級？它們的頻率范圍分別是什么？見表 201。 kHz和樣本精度為16位的錄音參數(shù)。在不采用壓縮技術的情況下，計算錄制2分鐘的立體聲需要多少MB(兆字節(jié))的存儲空間(1MB=10241024B)(2205022260)/(10241024) ＝ MB 什么叫做MIDI？它有什么特點？(1) 音樂合成器、樂器和計算機之間交換音樂信息的一種標準協(xié)議。(2) 文件比較?。蝗菀拙庉嫷?用自己的語言說明FM合成聲音和樂音樣本合成聲音的思想。(1) 把幾種樂音的波形用數(shù)字表達，用計算機把它們組合起來，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)來生成樂音。(2) 把真實樂器發(fā)出的聲音以數(shù)字的形式記錄下來，播放時改變播放速度，從而改變音調(diào)周期，生成各種音階的音符。第3章話音編碼 用自己的語言說出下面3種話音編譯碼器的基本想法。① 波形編譯碼器，②音源編譯碼器，③混合編譯碼器(1) 波形編譯碼器：不利用生成話音信號的任何知識而企圖產(chǎn)生一種重構信號，它的波形與原始話音波形盡可能地一致。(2) 企圖從話音波形信號中提取生成話音的參數(shù)，使用這些參數(shù)通過話音生成模型重構出話音。(3) 企圖填補波形編譯碼和音源編譯碼之間的間隔。波形編譯碼器雖然可提供高話音的質(zhì)量，但數(shù)據(jù)率低于 16 kb/s 的情況下，在技術上還沒有解決音質(zhì)的問題；聲碼器的數(shù)據(jù)率雖然可降到 kb/s 甚至更低，但它的音質(zhì)根本不能與自然話音相提并論。 列出你所知道的話音編譯碼器的主要指標(至少2個)音質(zhì)，數(shù)據(jù)速率 試說混合編譯碼器的發(fā)展過程為了得到音質(zhì)高而數(shù)據(jù)率又低的編譯碼器，歷史上出現(xiàn)過很多形式的混合編譯碼器，但最成功并且普遍使用的編譯碼器是時域合成分析(analysisbysynthesis，AbS)編譯碼器。這種編譯碼器使用的聲道線性預測濾波器模型與線性預測編碼(linear predictive coding，LPC)使用的模型相同，不使用兩個狀態(tài)(有聲/無聲)的模型來尋找濾波器的輸入激勵信號，而是企圖尋找這樣一種激勵信號，使用這種信號激勵產(chǎn)生的波形盡可能接近于原始話音的波形。AbS 編譯碼器由 Atal和 Remde 在 1982 年首次提出，并命名為多脈沖激勵(multipulse excited，MPE)編譯碼器，在此基礎上隨后出現(xiàn)的是等間隔脈沖激勵(regularpulse excited，RPE)編譯碼器、碼激勵線性預測CELP(code excited linear predictive) 編 譯 碼 器 和 混 合 激 勵 線 性 預 測 (mixed excitation linearprediction，MELP)等編譯碼器。 什么叫做均勻量化？什么叫做非均勻量化？(1) 均勻量化：采用相等的量化間隔對采樣得到的信號進行量化。它是線性量化的另一種說法。(2) 非均勻量化：采用非相等的量化間隔對采樣得到的信號進行量化。例如，對大的輸入信號采用大的量化間隔，對小的輸入信號采用小的量化間隔。它是非線性量化的另一種說法。 什么叫做μ率壓擴？什么叫做A率壓擴？(1) 在脈沖編碼調(diào)制(PCM)系統(tǒng)中，一種模擬信號和數(shù)字信號之間進行轉(zhuǎn)換的 CCITT 壓(縮)擴(展)標準。在北美 PCM 電話網(wǎng)中，使用μ率壓擴算法，詳見“ μ律壓擴”。(2) 在脈沖編碼調(diào)制(PCM)系統(tǒng)中，一種模擬信號和數(shù)字信號之間進行轉(zhuǎn)換的 CCITT 壓(縮)擴(展)標準。在歐洲電話網(wǎng)，使用 A 律壓擴算法，詳見“ A 律壓擴”對于采樣頻率為 8 kHz，樣本精度為 13 比特、14 比特或 16 比特的輸入信號，使用μ律壓擴編碼或使用 A 律壓擴編碼，經(jīng)過 PCM 編碼器之后每個樣本的精度為 8 比特，輸出的數(shù)據(jù)率為 64 kb/s。 ？T1的數(shù)據(jù)率是多少？T2的數(shù)據(jù)率是多少？(1) 使用μ率和 A 率壓縮算法，信號帶寬為 kHz，壓縮后的數(shù)據(jù)率為 64 kb/s。(2) T1 總傳輸率： Mb/s。(2) T2 總傳輸率： Mb/s。 圖323是DM編碼器的原理圖，如果你已經(jīng)學過模擬電路和數(shù)字電路技術基礎，請分析該電路是如何完成增量調(diào)制編碼的。(略) 自適應脈沖編碼調(diào)制(APCM)的基本思想是什么？根據(jù)輸入信號幅度大小來改變量化階大小的一種波形編碼技術。這種自適應可以是瞬時自適應，即量化階的大小每隔幾個樣本就改變，也可以是音節(jié)自適應，即量化階的大小在較長時間周期里發(fā)生變化。 差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的基本思想是什么？利用樣本與樣本之間存在的信息冗余度來進行編碼的一種數(shù)據(jù)壓縮技術。這種技術是根據(jù)過去的樣本去估算(estimate)下一個樣本信號的幅度大小，這個值稱為預測值，然后對實際信號值與預測值之差進行量化編碼，從而就減少了表示每個樣本信號的位數(shù)。它與脈沖編碼調(diào)制(PCM)不同的是，PCM 是直接對采樣信號進行量化編碼，而 DPCM 是對實際信號值與預測值之差進行量化編碼，存儲或者傳送的是差值而不是幅度絕對值，這就降低了傳送或存儲的數(shù)據(jù)量。此外，它還能適應大范圍變化的輸入信號。 自適應差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)的兩個基本思想是什么？ADPCM 綜合了 APCM 的自適應特性和 DPCM 系統(tǒng)的差分特性，是一種性能比較好的波形編碼。它的核心想法是：①②利用自適應的思想改變量化階的大小，即使用小的量化階(stepsize)去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值。使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本的預測值，使實際樣本值和預測值之間的差值總是最小。第4章無損數(shù)據(jù)壓縮 現(xiàn)有8個待編碼的符號m 0，…，m7它們的概率如表練習_表1所示。使用哈夫曼編碼算法求出這8個符號的所分配的代碼，并填入表中。(答案不惟一。參考答案：1，000，001，011，0101，01000，010010，010011)練習_表1 字符流的輸入如練習_表2所示，使用LZW算法計算輸出的碼字流。如果對本章介紹的LZW算法不打算進行改進，并且使用練習_表3進行計算，請核對計算的輸出碼字流是否為： (1)(2) (4) (3) (5) (8) (1) (10) (11) . 并將碼字流中的碼字填入練習_表2對應的位置。練習_表2練習_表3步驟位置詞典輸出碼字(1)a(2)b(3)c11(4)ab(1)22(5)ba(2)34(6)Abc(4)45(7)Cb(3)57(8)Bab(5)610(9)Baba(8)711(10)Aa(1)813(11)Aaa(10)916(12)Aaa(11)……………待編碼的符號概率分配的代碼代碼長度(比特數(shù))m011m10003m20013m30113m401014m5010005m60100106m70100116輸入位置1234567891011121314151617…輸入字符流Ababcbababaaaaaaa…輸出碼字Ababcbababaaaaaa LZ78算法和LZ77算法的差別在哪里？(1) LZ77 編碼算法的核心是查找從前向緩沖存儲器開始的最長的匹配串( LZ77 算法)(2) LZ78 的編碼思想是不斷地從字符流中提取新的綴符串(String)，通俗地理解為新“詞條”，然后用“代號”也就是碼字(Code word)表示這個“詞條”。這樣一來，對字符流的編碼就變成了用碼字(Code word)去替換字符流(Charstream)，生成碼字流(Codestream)，從而達到壓縮數(shù)據(jù)的目的。( LZ78 算法) LZSS算法和LZ77算法的核心思想是什么？它們之間有什么差別？(1) LZ77 通過輸出真實字符解決了在窗口中出現(xiàn)沒有匹配串的問題，但這個解決方案包含有冗余信息。( LZSS 算法)(2) LZ77 編碼算法的核心是查找從前向緩沖存儲器開始的最長的匹配串( LZ77 算法) LZW算法和LZ78算法的核心思想是什么？它們之間有什么差別？(1) LZW 算法和 LZ78 算法的核心思想都是不斷地從字符流中提取新的綴符串(String)，通俗地理解為新“詞條”，然后用“代號”也就是碼字(Code word)表示這個“詞條”。這樣一來，對字 符 流 的 編 碼 就 變 成 了 用 碼 字 (Code word) 去替 換 字 符 流 (Charstream) ，生 成 碼 字 流(Codestream)，從而達到壓縮數(shù)據(jù)的目的。( LZ78 算法)(2) 在 LZW 算法中使用的術語與 LZ78 使用的相同，僅增加了一個術語—前綴根(Root)，它是由單個字符串組成的綴符串(String)。在編碼 原 理 上 ，LZW 與 LZ78 相比有如下差別：①LZW只輸出代表詞典中的綴符串(String)的碼字(code word)。這就意味在開始時詞典不能是空的，它必須包含可能在字符流出現(xiàn)中的所有單個字符，即前綴根(Root)。②由于所有可能出現(xiàn)的單個字符都事先包含在詞典中，每個編碼步驟開始時都使用一字符前綴(onecharacter prefix)，因此在詞典中搜索的第 1 個綴符串有兩個字符。( LZW 算法)第5章彩色數(shù)字圖像基礎