【正文】 《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)》練習(xí)與思考題參考答案第1章多媒體技術(shù)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(jī)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(dòng)畫(huà)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(guò)復(fù)雜的、非順序的關(guān)聯(lián)關(guān)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(gòu)成的信息系統(tǒng)；超媒體系統(tǒng)除文本外還包含圖像、音樂(lè)、動(dòng)畫(huà)或其他元素構(gòu)成并使用超鏈接構(gòu)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(guān)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(gè)子集 。 SGML是什么語(yǔ)言？HTML是什么語(yǔ)言？它們之間有何關(guān)系？(1) 1986 年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)采用的一個(gè)信息管理標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義獨(dú)立于平臺(tái)和應(yīng)用的文本文檔的格式、索引和鏈接信息，為用戶(hù)提供一種類(lèi)似于語(yǔ)法的機(jī)制，用來(lái)定義文檔的結(jié)構(gòu)和指示文檔結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽。(2) HTML 是萬(wàn)維網(wǎng)上的文檔所用的標(biāo)記語(yǔ)言。(3) HTML 是 SGML 的一個(gè)子集。SGML 使用標(biāo)簽來(lái)標(biāo)志文檔中的文本或圖形之類(lèi)的元素，并告訴 Web 瀏覽器該如何向用戶(hù)顯示這些元素，以及應(yīng)該如何響應(yīng)用戶(hù)的行為，例如當(dāng)用戶(hù)通過(guò)按鍵或鼠標(biāo)單擊某個(gè)鏈接時(shí)該如何響應(yīng)。 有人認(rèn)為“因特網(wǎng)就是萬(wàn)維網(wǎng)”，這種看法對(duì)不對(duì)？為什么？(1) 不對(duì)。(2) 因特網(wǎng)是專(zhuān)指全球范圍內(nèi)最大的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的、基于 TCP/IP 協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；萬(wàn)維網(wǎng)是指分布在全世界所有 HTTP 服務(wù)器上互相連接的超媒體文檔的集合。 多媒體、萬(wàn)維網(wǎng)和因特網(wǎng)之間有何關(guān)系?多媒體構(gòu)成了超媒體系統(tǒng)，超媒體系統(tǒng)構(gòu)成了萬(wàn)維網(wǎng)，萬(wàn)維網(wǎng)是因特網(wǎng)上使用 TCP/IP 協(xié)議和 UDP/IP 協(xié)議的應(yīng)用系統(tǒng)。第2章數(shù)字聲音及MIDI簡(jiǎn)介 音頻信號(hào)的頻率范圍大約多少？話(huà)音信號(hào)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(hào)？什么叫做數(shù)字信號(hào)？(1) 幅度或頻率發(fā)生連續(xù)變化的一種信號(hào)。(2) 以二進(jìn)制代碼形式表示有無(wú)或者高低的一種信號(hào)。 什么叫做采樣？什么叫做量化？什么叫做線(xiàn)性量化？什么叫做非線(xiàn)性量化？(1) 采樣：在某些特定的時(shí)刻對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程。(2) 量化：幅值連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成為幅值離散的數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。(3) 線(xiàn)性量化：在量化時(shí)，信號(hào)幅度的劃分是等間隔的量化。(4) 非線(xiàn)性量化：在量化時(shí)，信號(hào)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(lái)確定？奈奎斯特理論和聲音信號(hào)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(jí)？它們的頻率范圍分別是什么？見(jiàn)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(shù)的情況下，計(jì)算錄制2分鐘的立體聲需要多少M(fèi)B(兆字節(jié))的存儲(chǔ)空間(1MB=10241024B)(2205022260)/(10241024) ＝ MB 什么叫做MIDI？它有什么特點(diǎn)？(1) 音樂(lè)合成器、樂(lè)器和計(jì)算機(jī)之間交換音樂(lè)信息的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。(2) 文件比較小；容易編輯等 用自己的語(yǔ)言說(shuō)明FM合成聲音和樂(lè)音樣本合成聲音的思想。(1) 把幾種樂(lè)音的波形用數(shù)字表達(dá)，用計(jì)算機(jī)把它們組合起來(lái)，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)來(lái)生成樂(lè)音。(2) 把真實(shí)樂(lè)器發(fā)出的聲音以數(shù)字的形式記錄下來(lái)，播放時(shí)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(huà)音編碼 用自己的語(yǔ)言說(shuō)出下面3種話(huà)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(huà)音信號(hào)的任何知識(shí)而企圖產(chǎn)生一種重構(gòu)信號(hào)，它的波形與原始話(huà)音波形盡可能地一致。(2) 企圖從話(huà)音波形信號(hào)中提取生成話(huà)音的參數(shù)，使用這些參數(shù)通過(guò)話(huà)音生成模型重構(gòu)出話(huà)音。(3) 企圖填補(bǔ)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(huà)音的質(zhì)量，但數(shù)據(jù)率低于 16 kb/s 的情況下，在技術(shù)上還沒(méi)有解決音質(zhì)的問(wèn)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(huà)音相提并論。 列出你所知道的話(huà)音編譯碼器的主要指標(biāo)(至少2個(gè))音質(zhì)，數(shù)據(jù)速率 試說(shuō)混合編譯碼器的發(fā)展過(guò)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(guò)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(shí)域合成分析(analysisbysynthesis，AbS)編譯碼器。這種編譯碼器使用的聲道線(xiàn)性預(yù)測(cè)濾波器模型與線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼(linear predictive coding，LPC)使用的模型相同，不使用兩個(gè)狀態(tài)(有聲/無(wú)聲)的模型來(lái)尋找濾波器的輸入激勵(lì)信號(hào)，而是企圖尋找這樣一種激勵(lì)信號(hào)，使用這種信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生的波形盡可能接近于原始話(huà)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(lì)(multipulse excited，MPE)編譯碼器，在此基礎(chǔ)上隨后出現(xiàn)的是等間隔脈沖激勵(lì)(regularpulse excited，RPE)編譯碼器、碼激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)CELP(code excited linear predictive) 編 譯 碼 器 和 混 合 激 勵(lì) 線(xiàn) 性 預(yù) 測(cè) (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(duì)采樣得到的信號(hào)進(jìn)行量化。它是線(xiàn)性量化的另一種說(shuō)法。(2) 非均勻量化：采用非相等的量化間隔對(duì)采樣得到的信號(hào)進(jìn)行量化。例如，對(duì)大的輸入信號(hào)采用大的量化間隔，對(duì)小的輸入信號(hào)采用小的量化間隔。它是非線(xiàn)性量化的另一種說(shuō)法。 什么叫做μ率壓擴(kuò)？什么叫做A率壓擴(kuò)？(1) 在脈沖編碼調(diào)制(PCM)系統(tǒng)中，一種模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 CCITT 壓(縮)擴(kuò)(展)標(biāo)準(zhǔn)。在北美 PCM 電話(huà)網(wǎng)中，使用μ率壓擴(kuò)算法，詳見(jiàn)“ μ律壓擴(kuò)”。(2) 在脈沖編碼調(diào)制(PCM)系統(tǒng)中，一種模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 CCITT 壓(縮)擴(kuò)(展)標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲電話(huà)網(wǎng)，使用 A 律壓擴(kuò)算法，詳見(jiàn)“ A 律壓擴(kuò)”對(duì)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(hào)，使用μ律壓擴(kuò)編碼或使用 A 律壓擴(kuò)編碼，經(jīng)過(guò) PCM 編碼器之后每個(gè)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(hào)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(xué)過(guò)模擬電路和數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)，請(qǐng)分析該電路是如何完成增量調(diào)制編碼的。(略) 自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制(APCM)的基本思想是什么？根據(jù)輸入信號(hào)幅度大小來(lái)改變量化階大小的一種波形編碼技術(shù)。這種自適應(yīng)可以是瞬時(shí)自適應(yīng)，即量化階的大小每隔幾個(gè)樣本就改變，也可以是音節(jié)自適應(yīng)，即量化階的大小在較長(zhǎng)時(shí)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(lái)進(jìn)行編碼的一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。這種技術(shù)是根據(jù)過(guò)去的樣本去估算(estimate)下一個(gè)樣本信號(hào)的幅度大小，這個(gè)值稱(chēng)為預(yù)測(cè)值，然后對(duì)實(shí)際信號(hào)值與預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行量化編碼，從而就減少了表示每個(gè)樣本信號(hào)的位數(shù)。它與脈沖編碼調(diào)制(PCM)不同的是，PCM 是直接對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行量化編碼，而 DPCM 是對(duì)實(shí)際信號(hào)值與預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行量化編碼，存儲(chǔ)或者傳送的是差值而不是幅度絕對(duì)值，這就降低了傳送或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。此外，它還能適應(yīng)大范圍變化的輸入信號(hào)。 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)的兩個(gè)基本思想是什么？ADPCM 綜合了 APCM 的自適應(yīng)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(yīng)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(guò)去的樣本值估算下一個(gè)輸入樣本的預(yù)測(cè)值，使實(shí)際樣本值和預(yù)測(cè)值之間的差值總是最小。第4章無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮 現(xiàn)有8個(gè)待編碼的符號(hào)m 0，…，m7它們的概率如表練習(xí)_表1所示。使用哈夫曼編碼算法求出這8個(gè)符號(hào)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(xí)_表1 字符流的輸入如練習(xí)_表2所示，使用LZW算法計(jì)算輸出的碼字流。如果對(duì)本章介紹的LZW算法不打算進(jìn)行改進(jìn)，并且使用練習(xí)_表3進(jìn)行計(jì)算，請(qǐng)核對(duì)計(jì)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(xí)_表2對(duì)應(yīng)的位置。練習(xí)_表2練習(xí)_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(hào)概率分配的代碼代碼長(zhǎng)度(比特?cái)?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(chǔ)器開(kāi)始的最長(zhǎng)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(hào)”也就是碼字(Code word)表示這個(gè)“詞條”。這樣一來(lái)，對(duì)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(dá)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(guò)輸出真實(shí)字符解決了在窗口中出現(xiàn)沒(méi)有匹配串的問(wèn)題，但這個(gè)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(chǔ)器開(kāi)始的最長(zhǎng)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(hào)”也就是碼字(Code word)表示這個(gè)“詞條”。這樣一來(lái)，對(duì)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(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。( LZ78 算法)(2) 在 LZW 算法中使用的術(shù)語(yǔ)與 LZ78 使用的相同，僅增加了一個(gè)術(shù)語(yǔ)—前綴根(Root)，它是由單個(gè)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(kāi)始時(shí)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(gè)字符，即前綴根(Root)。②由于所有可能出現(xiàn)的單個(gè)字符都事先包含在詞典中，每個(gè)編碼步驟開(kāi)始時(shí)都使用一字符前綴(onecharacter prefix)，因此在詞典中搜索的第 1 個(gè)綴符串有兩個(gè)字符。( LZW 算法)第5章彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)