号 1 2 3 4 号 1 0 1 1 Qe 1/4 1/4 1/4 1/4 Pe 3/4 3/4 3/4 3/4 C+AQe=0 + 1 * 1/4 = 1/4 C = 1/4 C+AQe=1/4 +3/16 *1/4 = 19/64 C+AQe=19/64 + 9/64 * 1/4 = 85/256 A*Pe=1 * 3/4 = 3/4 A*Qe=3/4 * 1/4 = 3/16 A*Pe=3/16 * 3/4 = 9/64 A*Pe=9/64 * 3/4 = 27/256 子区间尾＝最后的子区间起始位置C＋子区间长度A
＝(85/256)d + (27/256)d＝(7/16)d＝(0.011)b
4个原始符号串经算术编码后，已压缩成了3个编码，即1011 → 011 3、一幅512×512（像素）的灰度图象信号，若每像素用8bit表示，则不经压缩数据量为＿＿＿KB；同样一幅大小的RGB彩色图像，每像素用8bit表示，不经压缩数据量应为＿＿＿＿＿＿KB；如果采用JPEG保存该文件，压缩比为20：1时，其数据量是＿＿＿＿＿＿MB。(6分)
答：（1）512 × 512 × 8 = 262144byte = 256kB
（2）512 × 512 ×8 × 3 = 786432byte = 768KB （3）768 ÷ 20 = 38.4KB = 0.0375MB
4、对于音频信号, 采样频率为44.1kHz、采样位数为16位，双声道立体声,在一秒钟时间内，不经压缩数据量为＿＿＿＿＿＿＿＿MB/s；那么，一个650MB的CD-ROM可存放的时间为＿＿＿＿＿＿小时。如果音乐长度为3:38，并将其保存为MP3文件，压缩比为12：1，该文件的大小为＿＿＿＿＿MB；如果按上述MP3格式计算，一款256MB的MP3播放机最多可以保存＿＿＿＿首音乐。(6分) 答：（1）音频文件大小的计算公式为：
文件的字节数 /每秒＝采样频率（Hz）× 采样位数（位）× 声道数 / 8
根据上述公式计算一秒钟时间内，采样频率为 44.1kHz、采样位数为16位，双声道立体声激光唱盘（CD-A）的不压缩数据量为：(44.1 × 1000 × 16 × 2) / 8＝176400B/s＝0.168MB/s
（2）一个 650MB的CD-ROM可存放的时间为(650 / 0.168) / (3600)＝1.07小时 （3）176400B/s × 218s ÷ 12= 3.056MB
（4）256MB / 3.056Mb = 83 首音乐（大约5小时）
第4章《多媒体光盘存储技术》练习思考题答案
一、填空题
1、提高光存储密度和数据传输率是发展光存储的主攻方向。
2、光盘存储多媒体信息方面的主要特点是记录密度高、大容量、耐用、易保存、标准化、适合大规模生产、价格底兼等。
3、按光盘的读写功能来分一般有3种，即CD-ROM只读光盘、WORM一次写多次读光盘、Rewritable可重写光盘。
4、单倍速的CD-ROM驱动器的数据传输速度为150 kb/s,标称速率为32倍速的CD-ROM驱动器最快的数据传输速度是32×150 kb/s。
5、光驱读取光盘的两种方式，即恒定线速度方式CLV和恒定角速度方式CAV。CLV方式容易造成光驱耐用性的降低；而在CAV方式下，光盘的存储空间没有充分利用。 6、CD-DA（CDA）是激光数字音频光盘的规范。
7、光盘系统主要的技术指标包括存储容量、平均存取时间、数据率。
8、只读CD-ROM光盘数据存储中，为防止经8到14比特调制编码EFM后的前后两个数放到一起时，第1个数的尾数为“1”，第2个数的首数为“1”时，就不满足3T-11T的要求。解决办法是加一个三位的合并位，以确保“1”码之间至少有2个“0”码，但最多有10个“0”
码记录数字信息的原理的要求。DVD采用8到16位EFM+调制方式，不仅极大地提高了编码效率，而且充分保证了与CD以及下一代可擦写媒体的兼容性。
9、CD-DA激光唱盘、CD-ROM只读光盘都是把光轨道分为等长的扇区，使用分、秒、扇区的数据编址方法，采用常线速伺服方式。它们的不同主要是每个扇区中数据格式不同。 10、CD-ROM常采用两种模式存储数据，Model1每个扇区用户数据为2048字节，Mode2每个扇区用户数据为2336字节。Mode1用于存放对错误极为敏感的数据；而Mode2用于存放对错误不太敏感的数据。
11、CD盘的螺旋型光道长度约为5km。
12、光驱的传输模式主要有PIO（并行I/O）和Ultra DMA/33(UDMA33)两种。UDMA33模式的光驱对CPU的占有率很低，并且可提高I/O系统的速率。
13、DVD具有非常大的光盘容量。提高光盘容量一般采用两种方法，即减小光道间距和凹坑尺寸；增加多层盘片数。
14、CD-ROM的光道间距为1.6μm，记录信息最小凹凸坑长度为0.83μm，可存储650MB的数据；DVD的光道间距为0.74μm，记录信息最小凹凸坑长度为0.4μm，单面单层DVD盘存储容量可达4.7GB。
15、VCD采用MPEG-1压缩标准，而DVD采用的是MPEG-2压缩标准。
16、CD-DA盘标准称作红皮书标准，CD-ROM盘称为黄皮书标准，CD-R盘为橙皮书标准， 17、橙皮书标准分两个部分，part 1和part 2，分别针对两类可录CD盘，即磁光盘CD-MO；一次写紧凑光盘CD-WO。
18、CD-RW光盘记录机的三个速率指标为刻录速率、写入速率和读取速率。 19、CD-RW盘片在使用前需要格式化处理。
20、CD-RW刻录机与计算机的接口分为IDE接口、SCSI接口、并行接口和USB接口。 二、简述题
1、简要解释CDR光盘片。
基于橙皮书标准的CD-R光盘是一种可刻录多次的空白光盘，就是我们经常在市场上可以买到的可刻录光盘。它实际上没有记录任何信息，一旦按某种文件格式并通过刻录程序和设备，可以将需要长期保存的数据写入空白的CD-R盘片上，这时的CD-R空白盘就可以变成CD-DA、CD-ROM、VCD光盘的形式。其重要的特点是可以在普通CD-ROM驱动器上使用。
2、简述DVD数字视频光盘标准
1995年，推出的DVD光盘标准与新一代音频、视频处理技术(MPEG-2、HDTV)相结合，可提供完美的声音和影像。它采用波长更短的红色激光、更有效的调制方式和更强的纠错方法，具有更高的道密度和位密度，并支持双层双面结构。提供相当于普通CD 8-25倍的存储量以及9倍以上的读取速度。 3、简述光存储技术。
光存储技术是通过光学的方法读写数据的一种存储技术，其工作原理是改变一个存储单元的性质，使其性质的变化反映出被存储的数据，识别这种性质的变化，就可以读出存储数据。改变存储单元的性质，例如反向率、反射光极化方向等均可以改变，它们对应于存储二进制数据0(不变)、1(改变)，光电检测器能够通过检测出光强和光极性来识别信息。高能量激光束可以聚焦成约1μm的光斑，因此光存储技术比其他存储技术具有高的容量。 4、简述8到14比特调制编码EFM（Eight to Fourteen Modulation）方案。
将1字节的8位编码转换为14位的光轨道位，并在每14位之间插入3位“合并位”，以确保“1”码之间至少有2个“0”码，但最多有10个“0”码。
5、简述CR-ROM光盘驱动器读盘时主轴马达速率与读盘质量的关系。
由于CD-ROM盘片采用一个连续的左旋形轨道存储数据，这个轨道被划分为相同尺寸、相同密度的扇区记录数据，这样可保证数据存储容量的充分利用。一般马达旋转速度分为两种，即恒定线速度CLV和恒定角速度CAV两种方式。读盘时，如果采用CLV方式，可以保证在读数据时有相对稳定的传输率，但电机的转速就会发生非常大而频繁的变化，造成电机的较大的损耗。如果采用CAV方式，可以延长光驱的使用寿命，但在读取内圈数据时，实际的传输率会受到一定的影响。因此，一些高档光驱采用CLV和CAV相结合的方式，即读取内圈数据时采用CAV方式，而在读取外圈数据时采用CLV方式，这样光驱的性能就得到了进一步的提高。
6、简述DVD影视编码技术。
由于MPEG-2解码器具有将24帧/秒的电影转换成30帧/秒NTSC电视制式时的能力，并且在转换过程中按照一定的规则进行补间插帧，从而导致了帧信息冗余。所以在将该影片制作成DVD时，如果直接进行编码就会造成很多存储空间的浪费。因此，在对视频信号进行编码之前，可先将30帧/秒的视频流还原成24帧/秒的帧序列，以消除冗余场，为保留帧分配更多的存储空间，并除去人工痕迹。这就是逆影视编码技术。 7、简述DVD音频格式的编码技术。
DVD音频格式采用AC-3(Audio Cofing,音频编码)全音域5.1声道系统，即左、右、中、左环绕、右环绕，声道频率响应为20Hz～20kHz(±0.5dB)，“.1”声道是超重低音声道，频率响应范围为20Hz～120Hz。
AC-3采用称用ATC的第三代感觉编码技术，利用人耳的听觉效果来达到压缩信息的目的。还用了称作交叉相关方案，在消除冗余的同时，保留不同声道之间的差异信息，这样可用较低的比特率和存储空间。
8、为了解决高速光盘驱动器的稳定性和数据的可靠性，通常采用了哪些技术？
Ture X多头读取技术、人工智能纠错（AIEC）技术、自动平衡系统（ABS）、双动态抗震悬吊系统（DDSS）、数字伺服系统技术。
第5章《多媒体软件开发环境》思考练习题答案
一、填空题
1.多媒体应用软件的开发过程一般包括四步，即明确使用对象，了解用户需求；选择开发方法；准备多媒体数据；完成系统集成。
2多媒体节目特点是以内容情节为导向的，而其他的软件如文本处理软件、数据库管理系统等一般是工具性的软件。
3.多媒体节目开发一般有两种方法可供选择：一是由开发人员编码来实现多媒体节目；二是利用多媒体开发工具来制作多媒体节目。
4.多媒体程序开发方法是将节目情节具体化程序化，并将程序设计结果记录在某种介质(如CD-ROM)中，便于销售和使用。
5.多媒体数据的准备包括数据的获取、数据的整理、数据的编辑加工等阶段。
6.数据的编辑加工指的是根据情节的要求对媒体数据进行剪辑、修改、格式转换等处理，一般通过专门的软件工具来完成。
7.计算机处理的音频种类通常包括波形音频和MIDI音频。
8.多媒体的音频制作包括制作声音、编辑声音及将声音融入节目等工作。
9.根据声音频率范围进行分类，可将声音分为0～20Hz的亚声波；20Hz～20kHz的人类听力可接受的频率；20kHz～1GHz的超声波；1GHz～10THz的超高声波。
10.多媒体系统仅处理人类听力所接受的频率范围的声音，我们称之为音频，这个频率范围的音波称之为声音信号。
11.MIDI不可以记录人的发声。
12.数字音频可以从麦克风、录音带、CD、电视及其他来源获取。
13.MIDI文件中所储存的是一连串的音符加上系统时序命令事件的音乐声音序列。
14.1位位图可以描述两种颜色；4位位图可以表示16种颜色；8位位图可以描述256种颜色，而24位位图16万7千多种颜色。
15.RGB色彩空间是增色调色彩理论，主要用于光电输出设备的色彩显示；而CMYK色彩空间是一种减色调色彩理论，主要用于印刷业的颜色图像印刷。
16.图像文件格式有很多种，其中网页设计中常用的文件格式有JPEG、GIF和PNG三种。它们中属于非序列的动画文件是GIF文件格式。
17.计算机动画研究的主要内容包括运动控制方法、动画描述模型与动画语言、中间画面的生成技术、三维动画中的物体造型技术、动画绘制技术。 二、简答题
1.简述音频信号的采样与量化的基本概念。
通过规则的时间间隔测出音波振动的幅度从而产生一系列声音数据。这种测出数据的方法称之为采样，一秒内采样的次数便叫采样率，其单位也为Hz。
采样的离散音频数据要转换成计算机能够表示的数据范围，这个过程称之为量化。 2.简述国际视频标准。
国际视频标准主要有三类，即NTSC制式、PAL制式和SECAM制式。
NTSC 美国研制，是目前广泛使用的电视制式，如美国、日本等国。它以525条横扫描线来组成一个屏幕帧，每秒30帧，其图像的改变采用偶数线与奇数线相互交错更新的方式，造成视觉动态图像。
PAL 中国、英国等国采用的PAL制式是W.Bruch于1963年发明的，其基本原理类似于NTSC制式。它以625条扫描线，每秒25帧，也是以奇偶数扫描线交错方式造成动态图像。
SECAM SECAM制式是法国、俄罗斯等国采用一种电视制式。而SECAM视频同样采用625条线和25帧， 但与NTSC和PAL制式相比， 其基础的技术是采用频率调制，传播的方式也不同于以上两种。
3.简述计算机动画的主要应用领域。
(1) 影视制作 (2) 广告制作
(3) 教育领域中的辅助教学 (4) 科研领域 (5) 工业领域 (6) 视觉模拟 (7) 娱乐工业 (8)其它
第五章《多媒体数据库及基于内容检索》复习思考练习题
一、填空题：（50空，每空1分）
1.数据库是按一定的方式组织在一起的可以共享的相关数据的集合。
2.数据管理是指_______________________________________________________。 3.数据管理技术经历了3次重大变革，即_________、________和______________。 4.多媒体应用系统的关键问题就是____________________________。
5.要对多媒体数据进行有效管理，需要建立一个多媒体数据管理环境，包括：1、多媒体数据的存储环境；2、__________________；3、_________________________。
6.对多媒体数据的存储环境总的要求是：________、_______、___________、价格合适。 7.多媒体数据的存储介质包括____________、___________、____________、_______________、光盘塔。
8.按光盘的读写性能可分为3种类型：____________________、___________________、___________________________。
9.提供有效存储海量多媒体数据的介质是_____________和____________。
10.多媒体数据的传输环境一般有3种传输方法，使用______________________传输、使用____________________传输、使用________________________________传输。 11.对多媒体数据资源的有效管理方法一般包括五大类，即：
(1)文件管理系统。
(2)__________________________。
(3)_______________________________________。 (4)____________________________。 (5)_______________________。
12.依据数据独立性原则，DBMS可按层次划分为3种模式：___________、___________和___________________。
13.数据库模型按照数据结构的类型划分，先后经历了_______模型、_______模型、_______模型和____________模型等阶段。
14.MDBMS的组织结构一般可分为____________、___________和_____________。
15.数据模型三要素是指__________、__________和_________________________________。 16.提取媒体对象内容特征属性的方式一般有_______方式、________方式和_________方式。 17.图像内容分析及其检索的方法有：
（1）基于颜色直方图检索 （2）_____________________ （3）_______________________ （4）_______________________ （5）其它
18.MPEG-7的目标支持多种音频和视觉的描述，包括自由文本、__________________、_____________、_____________、_______________、生产属性和组合信息。 二、单项选择题：（10小题，每小题1分）
1.层次和网状数据库管理系统_________数据独立性。
A) 均不支持 B）均支持 C）网状模型支持，而层次模型不支持 2.关系模型数据库利用二维的表来表示实体及实体之间的________关系。
A）属性名和域间的关系 B）属性名和属性名间的关系 C）m：n关系 3.面向对象的数据库模型需要解决媒体对象的表示及媒体对象合成方式的表示。其中媒体对象的表示与多媒体对象的_______相关；媒体对象的合成方式与多媒体对象的_______相关。
A）复杂性 异构性 B）异构性 复杂性 C）表现媒体 逐同性 4.基于内容的检索过程是一个___________的过程。
A）逐步求精 B）快速定位 C）排序定位
5.基于内容的检索步骤一般分为初步检索说明、相似性匹配、__________、重新检索四个步骤。
A）特征提取 B）特征匹配 C）特征调整 6.语音识别技术是自动提取媒体特征及媒体分析的实用技术，2005年底我国在网络搜索应用技术领域已有空前的突破。