多媒体技术及应用考试重点

1. 为什么进行数据压缩,理论依据是什么?简单说明声音信号能够进行压缩编码的原因? 图像,音频和视频的数据量都非常大,而网络带宽和存储容量无法满足人们对多媒体数据传输和存储的需求。信息论①声音信号存在大量的冗余,通过识别并去除这些冗余数据即可达到压缩的目的②音频信息的最终接收者是人,人的视觉和听觉器官都具有某种不敏感性. 2. 预测编码的基本思想是什么?并简要描述线性预测编码(LPC)的过程。

根据离散信号之间存在着一定关联的特点,利用前面一个或多个信号预测下一个信号,然后对实际值和预测值的差进行编码。通过线性预测器得到预测值f‘(n);参数:aiN得到差值e(n); 最佳线性预测:找到一组ai,使得e(n)最小;f '(n)?N?ai?1if(n?i)f'(n)??aif(n?i)i?1e(n)?f(n)?f'(n)3. 结合人耳的听觉特性,简述语音子带编码的原理及实现方法。e(n)?f(n)?f' (n人耳对声音信号的判断与信号的频率有关,对听觉感知比较重要的子带信号,编码器可分配比较多的位数来表示它们。输入的话音信号被分成好几个频带(即子带);变换到每个子带中的话音信号都进行独立编码,例如使用ADPCM编码器编码;在接收端,每个子带中的信号单独解码之后重新组合,然后产生重构话音信号。

4、结合发声模型,简述声码器(vocoder)工作原理及实现方法。

声码器在发送端对语音信号进行分析,提取出语音信号的特征参量加以编码和加密,以取得和信道的匹配,经信息通道传递到接受端,再根据收到的特征参量恢复原始语音波形。 5.量化误差所造成图像质量下降的主要原因有斜率过载、颗粒噪声、边缘忙乱和伪轮廓,简单描述其出现的基本原因? P.104

6.简述图像预测编码的原理,并针对图像信息中存在的时间冗余和空间冗余信息,描述对应的实现方法。

利用空间中相邻数据的相关性来预测未来点的数据。差分脉冲编码调制和自适应差分脉冲编码调制。

7、理想的运动补偿预测的步骤是什么?运动估值与运动补偿如何减少视频数据冗余? ①图像划分:将图像划分为静止部分和运动部分。②运动监测与估值:即检测运动的类型,并对其中每一个运动物体进运动估计,从而找出运动矢量。③运动补偿:利用运动矢量建立处于前后帧的同一物体的空间位置的对应关系,即用运动矢量进行运动补偿预测。④预测编码:对运动补偿后的预测误差、运动矢量等信息进行编码,并将这些信息传送到接收端。 8、DCT的累进操作方式编码,基于DCT的分层操作方式编码

累进方式:第一次扫描只进行一次粗糙图像的扫描压缩, 以相对于总的传输时间快得多的时间传输粗糙图像, 并重建一帧质量较低的可识别图像; 在随后的扫描中再对图像作较细的压缩, 这时只传递增加的信息,可重建一幅质量提高一些的图像。这样不断累进, 直到满意的图像为止。分层:1)①把原始图像空间分辨率降低。②对已降低分辨率的图像采用基于DCT的顺序方式、累进方式或无失真预测编码中的任何一种编码方法进行编码。③对低分辨率的图像解码,重建图像,使用插值滤波器,对它插值,恢复图像的水平和垂直分辨率。④把分辨率已升高的图像作为原始图像的预测值,对它们的差值采用基于DCT的顺序方式、累进方式或用无

失真方式进行编码。⑤重复③、④直到图像达到完整的分辨率编码。 9、简述JPEG压缩原理

在JPEG算法中,共包含四种运行模式,其中一种是基于DPCM的无损压缩算法,另外三种是基于DCT的有损压缩算法。无损压缩编码模式:采用预测法和哈夫曼编码(或算术编码)以保证重建图像与原图像完全相同(设均方误差为零),可见无失真。

基于DCT的顺序编码模式:根据DCT变换原理,从上到下,从左到右顺序地对图像数据进行压缩编码。信息传送到接收端时,首先按照上述规律进行解码,从而还原图像。在此过程中存在信息丢失,因此这是一种有损图像压缩编码。

基于DCT的累进编码模式:它也是以DCT变换为基础的,但是其扫描过程不同。它是通过多次扫描的方法来对一幅图像进行数据压缩。其过程是由粗到细逐步累加的方式进行的。图像还原时,在屏幕上首先看到的是图像的大致情况,而后逐步地细化,直到全部还原出来为止。 基于DCT的分层编码模式:这种模式是以图像分辨率为基准进行图像编码的。它首先是从低分辩率开始,逐步提高分辨率,直至与原图像的分辨率相同为止。图像重建时也是如此。可见其效果与基于DCT累进编码模式相似,但其处理起来更复杂,所获得的压缩比也更高一些。 10、简述变化编码和预测编码的区别,以图像DCT变换为例,描述变化编码的工作原理。 变换编码中的关键技术在于正交变换。与预测编码一样,正交变换是通过消除信源序列中的相关性来达到数据压缩的。它们之间的区别在于预测编码是在空间域(或时间域)内进行的,而变换编码则是在变换域(或频率域)内进行的。

11、简述通信网上的三大交换技术原理,并描述分组交换对多媒体业务的影响。

电路交换方式:电路交换就是计算机终端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路。当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。 *报文交换方式:将用户的报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端,它以“存储——转发”方式在网内传输数据。*分组交换方式:分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据分组。每个分组标识后,在一条物理线路上采用动态复用的技术,同时传送多个数据分组。把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内,接着在网内转发。到达接收端,再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。分组交换网的利用率高,传输质量好,能同时多路通信的特点,因此它的经济性能也较好。

12、网络的时延和时延抖动对多媒体业务有什么影响?如何应对?

时延使话音和视频等实时服务不流畅,影响用户的满意度。抖动会引起端到端的时延增加,会

引起语音质量的降低。增加有效网络带宽,提高主干网络速度,对服务器进行优化。利用缓存技术可以克服过量的抖动,但会增加延时。

13、论述视频会议系统的组成以及各部分的主要功能。

终端设备:视频输入/输出设备、音频输入/输出设备、数字信息处理设备、VIDEO CODEC、AUDIO CODEC、复用/分解设备;多点控制单元(MCU):会议组网的关键设备;传输网络、设备。MCU将各个所属终端汇接于一点,以便减少信道数目,将图象、声音数据分配到所需的会场。1终端设备, 2多点控制单元(MCU),3传输网络、设备;4控制管理软件

1: 终端设备 完成视频音频信号的采集、编辑处理及输出、视频音频数字信号的压缩编码和解码,最后将符合国际标准的压缩码流经线路接口送到信道,或从信道上将标准压缩码流经线路接口送到终端。2: 多点控制单元(MCU)是一个数字处理单元,通常设置在网络节点处,提供多个地点的会议终端同时进行相互通信的能力;对视频、语音及数据信号进行切换,例如它把传送到MCU某会场发言者的图像信号切换到所有会场。3: 传输网络、设备:保证视频音频数据压缩码流安全在信道上传输到视频会议系统的终端。4: 控制管理软件:控制管理软件主要是视频会议系统的标准,其中最著名的标准是H.320系列和T.120系列建议。H系列的建议和标准是专门针对交互式电视会议业务而制定的,而T系列是针对其他媒体的管理功能作出规定,两种协议的结合将使多媒体会议系统的通信有更完善的依据。H.320系列标准包括了视频、音频的压缩和解压缩,静止图像,多点会议,加密及一些改进的特性。T.120是国际电信联盟通信标准部开发的系列国际标准,此标准是为多媒体会议系统中发送数据而制定的。 14、简述IP电话三种应用模式的特点。

①PC-PC通信:经由Internet或Intranet,PC泛指安装了IP电话软件的计算机或IP电话终端; 涉及的主要技术是IP电话的基础包括:网络部件结构 ;媒体信息封装、呼叫控制以及网络用户管理;②电话-电话:经由IP网,电话为普通的PSTN电话,SCN为电路交换网;与前一种情况比,由于涉及不同的网络,需要增加互通设备,即网关设备;主要的技术问题包括:网关的功能结构;PSTN和IP电话系统的信令互通,7号信令互通拨号方式(一次,两次);最小成本选择。③PC-电话 :包含互通功能;新的功能:PC(IP电话终端)的号码分配问题;号码与IP地址的转换;漫游IP用户的处理;经不同网络后的QOS保证;④IP用户控制电话-电话的通信 B和C之间的通信都是PSTN用户,话路也是由PSTN提供;Internet用户A控制发起呼叫;该结构的互通仅在控制平面上互通; 主要技术问题(需智能网支持):IP网中的控制协议;IP到SCN的控制信令转换;控制网关发起至双方的呼叫建立机制; 15、简述Internet制约IP电话质量因素及对策。

①Internet是一个不可管理的网络②Internet是一个面向无连接的网络③Internet的UDP协议不能保证话音的正确传送④ Internet路由机制对话音业务的影响 低比特率话音编码,静音检测(静噪抑制技术),话音抖动处理技术,话音优先技术,分组丢失补偿 16、视频会议系统MCU主要功能和结构特点?

功能: 将各个所属终端汇接于一点,以便减少信道数目; 将图象、声音数据分配到所需的

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