【文章內(nèi)容簡介】 的基本系統(tǒng)中壓縮過程有哪幾步？每步是如何工作的？JPEG基本系統(tǒng)只采用順序工作方式，其編碼的簡化框圖如下圖所示。有損壓縮編碼框圖8壓縮過程如下：① 塊準(zhǔn)備。塊準(zhǔn)備是將一幀圖像分成88的數(shù)據(jù)塊。假設(shè)一個彩色圖像由3種分量：光亮度Y和兩個色差U和V表示，圖像的大小為480行，每一行有640個像素。如果假設(shè)色度分解為4∶1∶1，則亮度分量就是一個640480的數(shù)值矩陣，色差分量是一個320240的數(shù)值矩陣。② DCT變換。JPEG將源數(shù)據(jù)圖像分成88大小的子塊后，進行DCT變換。③ 量化。為了達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的，DCT系數(shù)需作量化。JPEG的量化采用線性均勻量化器。④ DCT系數(shù)的編碼。JPEG中對DC系數(shù)采用DPCM編碼，即對相鄰塊之間的DC系數(shù)的差值進行編碼。⑤ 熵編碼。JPEG建議使用兩種基于統(tǒng)計特性的熵編碼：Huffman編碼和自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼?？扇芜x一種編碼對第一個字節(jié)進行編碼，第二個幅值字節(jié)不進行編碼，仍然直接傳送。8．MPEG標(biāo)準(zhǔn)中減少時間冗余量的方法有哪些？為了減少時間冗余量，MPEG將1/30s的時間間隔的幀序列電視圖像，以3種類型的圖像格式表示：內(nèi)碼幀（I）、預(yù)測幀（P）和插補幀（B）。幀間的信息用運動補償?shù)姆椒ù_定。運動補償有兩種算法，分別是運動補償預(yù)測法和運動補償插補法。（a） 運動補償預(yù)測法畫面上的運動部分在幀與幀之間必然有連續(xù)性，預(yù)測法根據(jù)這一特性，將當(dāng)前的圖像畫面看作是前面某時刻圖像的位移，位移的幅度和方向在圖像畫面的各處可有不同。因此，利用反映運動的位移信息和前面某時刻的圖像，可以預(yù)測出當(dāng)前的圖像。（b）運動補償插補法用插補的方法進行運動的補償，可以大幅度地壓縮運動圖像的信息。在時域中插補運動補償是一個多分辨率技術(shù)，可以以1/10s或1/15s的時間間隔取出參考子圖，然后對這兩個參考子圖之間的圖像，按照運動的規(guī)律得到1/30s時間間隔的各個插補子圖。只要對參考子圖及反映運動規(guī)律的信息進行編碼，就可以得到幀率為30幀/秒的全運動視頻圖像。9． MPEG標(biāo)準(zhǔn)系列已有哪些壓縮標(biāo)準(zhǔn)？各有什么特點？適合用于什么場合下的數(shù)據(jù)壓縮？MPEG（Motion Picture Experts Group），已推出了MPEG（或MPEG1）、MPEGMPEG4等系列標(biāo)準(zhǔn)。（1）MPEG1壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG1標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC11172Ⅱ），亮度信號的分辨率為360240，色度信號的分辨率為180120，每秒30幀。MPEG1視頻壓縮技術(shù)是以兩個基本技術(shù)為基礎(chǔ)的。一是基于1616子塊的運動補償，可以減少幀序列的時域冗余度。二是基于DCT的壓縮技術(shù)，減少空域冗余度。在MPEG中，不僅在幀內(nèi)使用DCT，而且對幀間預(yù)測誤差也作DCT，以進一步減少數(shù)據(jù)量。MPEG1標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG系統(tǒng)（ISO/IEC111721）、MPEG視頻（ISO/IEC111722）、MPEG音頻（ISO/IEC111723）和測試驗證（ISO/IEC111724）4部分內(nèi)容。所以MPEG涉及的問題是視頻壓縮、音頻壓縮及多種壓縮數(shù)據(jù)流的復(fù)合和同步問題。（2）MPEG2壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)功能是將一個或更多的音頻、視頻或其他的基本數(shù)據(jù)流合成單個或多個數(shù)據(jù)流，以適應(yīng)于存儲和傳送。MPEG2系統(tǒng)支持五項基本功能分別是：解碼時多9壓縮流的同步、將多個壓縮流交織成單個的數(shù)據(jù)流、解碼時緩沖器初始化、緩沖區(qū)管理和時間識別。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的壓縮編碼系統(tǒng)是將視頻和音頻編碼算法結(jié)合起來開發(fā)的。MPEG2視頻體系的視頻分量的位速率范圍大約為2Mbit/s～15Mbit/s。MPEG2視頻體系要求保證與MPEG1視頻體系向下兼容，并且同時應(yīng)力求滿足數(shù)字存儲媒體、可視電話、數(shù)字電視、高清晰度電視（HDTV）、通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的應(yīng)用。分辨率有低（352288）、中（720480）、次高（14401080）、高（19201080）等不同檔次，壓縮編碼方法也從簡單到復(fù)雜有不同等級。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)地敘述了數(shù)字存儲媒體和數(shù)字視頻通信中的圖像信息的編碼描述和解碼過程。它支持固定比特率傳送、可變比特率傳送、隨機訪問、信道跨越、分級解碼、比特流編輯以及一些特殊功能，例如：快進播放、快退播放、慢動作、暫停和畫面凝固等。MPEG2視頻標(biāo)準(zhǔn)與ISO/IEC111722向前兼容，并與EDTV、HDTV和SDTV格式向上或向下兼容。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG系統(tǒng)、MPEG視頻、MPEG音頻和一致性4部分內(nèi)容，是運動圖像及其伴音的通用編碼國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)克服并解決了MPEG1標(biāo)準(zhǔn)不能滿足的日益增長的多媒體技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)、多媒體分辨率和傳輸率等方面技術(shù)要求的缺陷。（3）MPEG4壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG4采用基于內(nèi)容的壓縮編碼，將一幅圖像按照內(nèi)容分塊，將感興趣的物體從場景中截取出來，進行編碼處理。MPEG4具有高速壓縮、基于內(nèi)容交互和基于內(nèi)容分級擴展等特點，并且具有基于內(nèi)容方式表示的視頻數(shù)據(jù)。MPEG4在信息描述中首次采用了對象（Object）的概念。視頻對象的構(gòu)成依賴于具體應(yīng)用和系統(tǒng)環(huán)境。MPEG4標(biāo)準(zhǔn)滿足了隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展、交互式計算機和交互性電視的逐步應(yīng)用和視頻音頻數(shù)據(jù)的綜合服務(wù)的發(fā)展，對計算機多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的越來越高的要求。10．？（1）幀內(nèi)預(yù)測為了提高壓縮效率，在幀內(nèi)編碼時也提供了多種預(yù)測編碼模式；對于亮度塊支持兩種形式的幀內(nèi)預(yù)測編碼，即9種44塊預(yù)測模式和4種1616宏塊預(yù)測模式，使預(yù)測更精確，編碼效率更高。（2）幀間預(yù)測補償運動補償塊的大小范圍從1616到44有多種選擇；并支持1/4像素精度運動預(yù)測；支持多參考幀，最多可以到5個參考幀，由此可以更有利于幀間預(yù)測，減少幀間預(yù)測所得殘差編碼的比特數(shù)，提高編碼效率。（3）具有塊濾波器在預(yù)測環(huán)中加入了去塊效應(yīng)濾波器，對相鄰塊的邊界像素進行濾波，從而降低塊的邊界效應(yīng)，邊界處連接更自然，圖像更細(xì)膩，主觀質(zhì)量更好。（4）變換編碼采用44塊的整數(shù)變換作為基本變換編碼，算法簡單，速度快，無計算偏差。（5）熵編碼采用兩種熵編碼方式，一種是基于通用變長編碼（UVLC），另一種是基于上下文的自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼（CABAC），提高了壓縮率。10第4章 多媒體硬件環(huán)境1．試述光存儲的類型及主要原理。常用的光存儲系統(tǒng)有只讀型、一次寫型和可重寫型光存儲系統(tǒng)3類。只讀型光盤包括LV和CDROM（Compact DiscRead Only Memory）等。CDROM只讀式壓縮光盤，其技術(shù)來源于激光唱盤，形狀也類似于激光唱盤，能夠存儲650MB左右的數(shù)據(jù)。用戶只能從CDROM讀取信息，而不能往盤上寫信息。CDROM中的內(nèi)容在光盤生成時就已經(jīng)決定，而且不可改變。CDROM盤常用于存儲固定的軟件、數(shù)據(jù)和多媒體演示節(jié)目。CDROM驅(qū)動器除了能讀出CDROM盤外，還可以用于讀取激光唱盤以及柯達(dá)激光照片的信息。一次寫（Write Once Read Many，WORM）光存儲系統(tǒng)可一次寫入，任意多次讀出。與CDROM相比，它具有由用戶自己確定記錄內(nèi)容的優(yōu)點?？芍貙懝獗P（Rewritable或Erasable，ER/W）像硬盤一樣可任意讀寫數(shù)據(jù)。它又分磁光型（Magnetic Optical，MO）和相變型（Phase Change，PC）兩種形式。2．CDROM、CDR、CDRW三種光驅(qū)的差別有哪些？CDROM是只讀型光盤的縮寫，其驅(qū)動器由光頭、聚焦伺服、道跟蹤伺服、CLV伺服、EFM解調(diào)、錯誤檢測和校正處理6個部分組成。CDROM驅(qū)動器除了能讀出CDROM盤外，還可以用于讀取激光唱盤以及柯達(dá)激光照片的信息。CDR是一次寫、多次讀的可刻錄光盤系統(tǒng)。CDR刻錄是將刻錄光驅(qū)的寫激光聚焦后，通過CDR空白盤的聚碳酸脂層照射到有機染料（通常是箐藍(lán)或酞箐藍(lán)染料）的表面上，激光照射時產(chǎn)生的熱量將有機染料燒熔，并使其變成光痕。CDRW是一種可改寫的CD，其中RW是ReWritable的縮寫。CDRW的改寫性是其最大優(yōu)點，反射率僅為15%20%，比較小，因而舊的CDROM驅(qū)動器不能讀出。3．什么是MIDI？它與波形音頻的本質(zhì)區(qū)別是什么？MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是指樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂的國際標(biāo)準(zhǔn)。任何電子樂器，只要有處理MIDI消息的微處理器，并有合適的硬件接口，都可以成為一個MIDI設(shè)備。MIDI消息是樂譜的一種數(shù)字式描述。與波形聲音相比，MIDI數(shù)據(jù)不是聲音而是指令，所以它的數(shù)據(jù)量要比波形聲音少得多。MIDI的另一個特點是，由于數(shù)據(jù)量小，所以可以在多媒體應(yīng)用中與其他波形聲音配合使用，形成伴樂的效果。對MIDI的編輯也很靈活，在音序器的幫助下，用戶可以自由地改變音調(diào)、音色等屬性，直到找到自己想要的效果。波形文件就很難做到這一點。但是，MIDI的聲音尚不能做到在音質(zhì)上與真正的樂器完全相似，在質(zhì)量上還需要進一步提高；MIDI也無法模擬出自然界中其他非樂曲類聲音。4．視頻卡與音頻卡的核心部件是什么？視頻卡與音頻卡的核心部件是編解碼芯片，主要完成視頻或音頻信號的模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，壓縮/解壓縮等功能。從結(jié)構(gòu)上分，音頻卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為電腦能處理的數(shù)字信號；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為喇叭等設(shè)備能使用的模擬信號。一般音頻卡由下列部件組成：MIDI輸入/輸出電路；MIDI合成器芯片，用來把CD音頻輸入與線輸入相混合電11路；帶有脈沖編碼調(diào)制電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以生成波形文件；用來壓縮和解壓音頻文件的壓縮芯片；用來合成語音輸出的語音合成器；用來識別語音輸入的語音識別電路，以及輸出立體聲的音頻輸出或線輸出的輸出電路等。5．觸摸屏可以分為哪幾類，各自的特點是什么？觸摸屏按安裝方式分，可分為以下4種。①外掛式：由用戶自行把它掛到顯示器的屏幕前，而且隨時可以拆卸。②內(nèi)置式：需拆卸顯示器的外蓋，把傳感器夾在熒光屏玻璃與外蓋之間。③整體式：傳感器本身與顯示器為一體的配置。④投影儀式：安裝于大型投影屏前，可通過在投影屏的觸摸來寫字、繪圖以及控制計算機流程等。從結(jié)構(gòu)特性與技術(shù)分有以下不同類型，包括紅外、電阻膜、電容、表面聲波、壓力矢量等多種類型。紅外觸