武漢大學(xué)多媒體課后習(xí)題作業(yè)

1、第一章2.什么是多媒體?多媒體的關(guān)鍵特性包括那些方面?答：（1）多媒體，從表面上講，就是“多種媒體的綜合”，相關(guān)的技術(shù)也就是“怎么樣進(jìn)行多種媒體綜合技術(shù)”。多媒體技術(shù)概括的講，就是能夠?qū)Χ喾N媒體信息進(jìn)行綜合的處理技術(shù)。所以多媒體技術(shù)可以定義為：以數(shù)字化為基礎(chǔ)，能夠?qū)Χ喾N媒體信息進(jìn)行采集、編碼、存儲、傳輸、處理和表現(xiàn)，綜合處理多種媒體信息并使之建立起來有機的邏輯聯(lián)系，集成為一個系統(tǒng)并具有良好交互性的技術(shù)。（2）多媒體的關(guān)鍵特性主要包括信息載體的多樣性、交互性和集成性這3個方面。5.多媒體計算機組成的硬件環(huán)境包含那些設(shè)備?答：多媒體計算機基本的硬件結(jié)構(gòu)，主要包括功能強大的CPU，大容量的存儲空間，

2、高分辨率的顯示接口和設(shè)備，音頻接口和相應(yīng)的設(shè)備，視頻接口和相應(yīng)的設(shè)備等。一種典型的多媒體計算機配置的多媒體設(shè)備有： 光盤驅(qū)動器； 音頻卡； 視頻卡； 掃描卡； 交互式控制接口； 網(wǎng)絡(luò)接口； 打印機接口； 圖形加速卡。第二章1. 簡述多媒體通信基本概念。答：多媒體通信是指在一次呼叫過程中能同時提供多種媒體信息（如聲音、圖形、圖象、數(shù)據(jù)、文本等）新型通信方式3.簡述媒體同步技術(shù)。答：在多媒體系統(tǒng)中，通常利用多媒體從不同角度從不同側(cè)面表現(xiàn)一個主題，此時不同媒體之間就存在同步問題，例如，視頻播放時，伴音應(yīng)和口型相吻合等。同步是多媒體系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵問題，它與系統(tǒng)中許多因素有關(guān)，如通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)

3、據(jù)庫、文件及其應(yīng)用形式等。因此，多媒體系統(tǒng)中同步應(yīng)在不同的層面上考慮。1.鏈路層同步，鏈路層同步處理的是媒體流內(nèi)部以及多個媒體流之間的同步問題。2.表示層同步，在將不同表示媒體的對象復(fù)合一個復(fù)合對象的過程中將引入同步機制，構(gòu)成多媒體復(fù)合對象；或用超級鏈接將不同表示媒體的對象鏈接過程中引入同步機構(gòu)，構(gòu)成超媒體。3.應(yīng)用層同步，應(yīng)用層同步采用的技術(shù)為腳本（Script）同步技術(shù)。6.簡述多媒體通信的終端技術(shù)。答：多媒體終端作為人機交互的界面，具有兩種功能：一是面向用戶，提供一種自然、友好的交互環(huán)境，屏蔽掉各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)功能；二是面向網(wǎng)絡(luò)，下達(dá)其所需實施的各種功能，屏蔽掉應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性。

4、從多媒體系統(tǒng)具有交互性這一重要性來看，多媒體終端技術(shù)是離不開計算機技術(shù)的。而從PC派生出來的功能簡化的終端則統(tǒng)稱為“信息家電”。 多媒體通信的終端技術(shù)中，面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)技術(shù)成為主流技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)計算和分布式技術(shù)成為軟件的核心技術(shù)；嵌入式軟件技術(shù)成為智能化設(shè)備的基礎(chǔ)；軟件構(gòu)件和復(fù)合技術(shù)成為提高軟件開發(fā)生產(chǎn)率，形成規(guī)模生產(chǎn)的重要手段。第三章4. 常用的變換編碼由哪些？變換編碼是如何壓縮數(shù)據(jù)得？答： 常用的變換編碼有KLT變換和離散余弦DCT變換兩種：變化編碼是有失真編碼的一種重要的編碼類型。在變化編碼中，原始數(shù)據(jù)從初始空間或者時間域進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，使得信號中最重要的部分（例如包含最大能量的最重要的系

5、數(shù)）在變換域中易于識別，并且集中出現(xiàn)，可以重點處理；相反使能量較少的部分較分散，可以進(jìn)行粗處理。例如將時域信號變換到頻域，因為聲音、圖象大部分信息都是低頻信號，在頻域中比較集中，再進(jìn)行采樣編碼可以壓縮數(shù)據(jù)。該變換過程是逆過程，使用反變換可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。 變換編碼系統(tǒng)中的壓縮數(shù)據(jù)有三個步驟：變換、變換域采樣和量化。變化是可逆的，本身并不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，它只把信號映射到另一個域，使信號在變換域里容易壓縮，變換后的樣值更獨立有序。在變換編碼系統(tǒng)中，用于量化一組變換樣值的比特數(shù)是固定的，它是小于對所有變換樣值用固定長度均勻量化進(jìn)行編碼所需要的總數(shù)，所以量化是使數(shù)據(jù)得到壓縮，是變化編碼中不可缺少的一步。

6、為了取得滿意的結(jié)果，某些重要系數(shù)的編碼位數(shù)比其他要多，某些位數(shù)要少，某些就干脆被忽略了。在對量化后的變換樣值進(jìn)行比特分配，要考慮使整個量化失真最小。這樣過程就稱為有損壓縮。 數(shù)據(jù)壓縮對變化矩陣的選擇有兩方面的要求，一要能準(zhǔn)確地再現(xiàn)信源向量，即要求再現(xiàn)誤差盡量地?。欢M可能地去除信息的相關(guān)性。5. 哈夫曼編碼的編碼方法怎樣？有什么特點？舉例說明哈夫曼編碼過程.答： Huffman于1952年提出了對統(tǒng)計獨立信源能達(dá)到最小平均碼長的編碼方法，即最佳碼，它完全依據(jù)字符出現(xiàn)概率來構(gòu)造，各碼字長度嚴(yán)格按照所對應(yīng)符號出現(xiàn)概率的大小逆序排列。最佳性可從理論上證明。這種碼具有即時性和唯一可譯性。編碼時，首先

7、將信源符號按概率遞減順序排列，把兩個最小的概率加起來，作為新符號的概率，重復(fù)此過程，直到概率和達(dá)到1。Huffman編碼過程如下:1.將信源符號按概率遞減順序排序；2.把二個最小的概率加起來，作為新符號的概率；3.重復(fù)步驟1、2，直到概率達(dá)到1為止；4.在每次合并消息時，將合被合并的消息賦于1和0或0和1；5.尋找從每一個信源符號到概率為1處的路徑上的1和0；6.對每一符號寫出1、0序列（從碼書的根到終節(jié)點）；第四章1. 簡述JPEG壓縮算法。答： JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)是一個用于灰度或彩色圖象的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，包括無損模式和有損模式，非常適用于那些不太復(fù)雜或一般取自真實圖象的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。它使用離散的余玄變

8、換(DCT)、量化、行程和哈夫慢編碼等技術(shù)，是一種混合編碼標(biāo)準(zhǔn)。JPEG定義了如下兩種基本的壓縮算法：基于空間線性預(yù)測技術(shù)，即PCM的無失真壓縮算法；基于DCT的有失真壓縮算法，并進(jìn)一步應(yīng)用行程編碼和熵編碼。PCM的無失真壓縮算法具有硬件實現(xiàn)容易、重見圖象質(zhì)量好的優(yōu)點，在此采用的是完全恢復(fù)的技術(shù)。無損壓縮不使用DCT方法，而是采用一個簡單的預(yù)測器。預(yù)測器可以采用不同的方法，不同的預(yù)測方法將決定有那些相鄰的相素將被用于預(yù)測下一個像素。JPEG的基于DCT的壓縮編碼算法包括基本系統(tǒng)和增強系統(tǒng)兩種不同的層次的系統(tǒng)。并定義了順序工作方式和累進(jìn)工作方式?；鞠到y(tǒng)只采用順序工作方式，熵編碼時只能采用哈夫曼

9、編碼，且只能存儲兩套碼表。增強系統(tǒng)是基本系統(tǒng)的擴充，可采用累進(jìn)工作方式、分層工作方式等，熵編碼時可選用哈夫曼或算術(shù)編碼。3. 在MPEG視頻壓縮中為了提高壓縮比，采用哪兩種技術(shù)。答：在空間方向上：圖像壓縮采用JPEG壓縮算法去掉冗余信息，即基于DCT的壓縮技術(shù)，減少空間域冗余度；在時間方向上：采用基于16×16子塊的運動補償技術(shù)，減少幀序列時間域的冗余度。5. 簡述MPEG-1視頻壓縮過程。答：MPEG視頻壓縮編碼后包括三種元素：I幀（I-frames）、P幀（P-frames）和B幀（B-frames）。在MPEG編碼的過程中，部分視頻幀序列壓縮成為I幀；部分壓縮成P幀；還有部分壓

10、縮成B幀。I幀法是幀內(nèi)壓縮法，也稱為“關(guān)鍵幀”壓縮法。I幀法是基于離散余弦變換DCT（ Discrete Cosine Transform ）的壓縮技術(shù)，這種算法與JPEG壓縮算法類似。采用I幀壓縮可達(dá)到1/6的壓縮比而無明顯的壓縮痕跡。在保證圖像質(zhì)量的前提下實現(xiàn)高壓縮的壓縮算法，僅靠幀內(nèi)壓縮是不能實現(xiàn)的，MPEG采用了幀間和幀內(nèi)相結(jié)合的壓縮算法。 P幀法是一種前向預(yù)測算法，它考慮相鄰幀之間的相同信息或數(shù)據(jù)，也即考慮運動的特性進(jìn)行幀間壓縮。P幀法是根據(jù)本幀與相鄰的前一幀（I幀或P幀）的不同點來壓縮本幀數(shù)據(jù)。采取P幀和I幀聯(lián)合壓縮的方法可達(dá)到更高的壓縮且無明顯的壓縮痕跡。然而，只有采用B幀壓縮才

11、能達(dá)到200：1的高壓縮。B幀法是雙向預(yù)測的幀間壓縮算法。當(dāng)把一幀壓縮成B幀時，它根據(jù)相鄰的前一幀、本幀以及后一幀數(shù)據(jù)的不同點來壓縮本幀，也即僅記錄本幀與前后幀的差值。B幀數(shù)據(jù)只有I幀數(shù)據(jù)的百分之十五、P幀數(shù)據(jù)的百分之五十以下。MPEG標(biāo)準(zhǔn)采用類似4：2：2的采用格式，壓縮后亮度信號的分辨率為352×240，兩個色度信號分辨率均為176×120，這兩種不同分辨率信息的幀率都是每秒30幀。其編碼的基本方法是在單位時間內(nèi)，首先采集并壓縮第一幀的圖像為I幀。然后對于其后的各幀，在對單幀圖像進(jìn)行有效壓縮的基礎(chǔ)上，只存儲其相對于前后幀發(fā)生變化的部分。幀間壓縮的過程中也常間隔采用幀內(nèi)壓

12、縮法，由于幀內(nèi)（關(guān)鍵幀）的壓縮不基于前一幀，一般每隔15幀設(shè)一關(guān)鍵幀，這樣可以減少相關(guān)前一幀壓縮的誤差積累。MPEG編碼器首先要決定壓縮當(dāng)前幀為I幀或P幀或B幀，然后采用相應(yīng)的算法對其進(jìn)行壓縮。一個視頻序列經(jīng)MPEG全編碼壓縮后可能的格式為：IBBPBBPBBPBBPBBIBBPBBPBBPBBPBBI. 壓縮成B幀或P幀要比壓縮成I幀需要多得多的計算處理時間。有的編碼器不具備B幀甚至P幀的壓縮功能，顯然其壓縮效果不會很好。第五章1. 脈沖編碼調(diào)制（PCM）的基本思想是什么？答：PCM是直接將語音信號進(jìn)行采樣量化，表示成二進(jìn)制的數(shù)字信號，并通過并串轉(zhuǎn)換，變成串行脈沖，并用脈沖對采樣幅度進(jìn)行編碼

13、。一般情況，PCM有均勻PCM，非均勻PCM和自適應(yīng)PCM幾種形式。2. 增量調(diào)制（DM）的基本思想是什么？答：增量調(diào)制DM（Delta Modulation）是一種預(yù)測編碼技術(shù)。DM是PCM的一種變形。PCM是對每個采用信號的整個幅度進(jìn)行量化，因此它具有對任意波形進(jìn)行編碼的能力。DM是對語音信號用最低限度一位來表示的方法。在這種調(diào)制方式中，首先判別下一個語音信號值比當(dāng)前的信號是高還是低，如果是高則給定編碼“1”，否則給定為“0”，這樣來進(jìn)行語音信號的編碼。在DM的編碼系統(tǒng)中，如果差值為正，即下一個語音信號值比當(dāng)前的信號高，則量化器輸出為“1”；如果差值為負(fù)，說明下一個語音信號值比當(dāng)前的信號低

14、，則量化器輸出為“0”。在接收端，用接收的脈沖串控制，信號就可以用上升下降的階梯波形來逼近。第六章2.簡述流媒體的工作原理。答：流傳輸?shù)倪^程一般是這樣的：1.用戶選折某一流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，以便把需要傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來；2.然后客戶機上的Web瀏覽器啟動A/V Helper程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息，A/V數(shù)據(jù)的編碼類型與A/V檢索相關(guān)的服務(wù)器地址等；3.A/V Helper程序及A/V服務(wù)器運行實時流協(xié)議（RTSP），以及交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機或VCR所提供的功能相似，RTSP提供了操縱播

15、放、快進(jìn)、快倒、暫停及錄制等命令的方法。4.A/V服務(wù)器使用RTP/UDP協(xié)議將A/V數(shù)據(jù)傳輸給A/V客戶程序（一般可認(rèn)為客戶程序等同于Helper程序），一旦A/V數(shù)據(jù)抵達(dá)客戶端，A/V客戶程序即可播放傳輸。需要說明的是，在流傳輸中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協(xié)議與A/V服務(wù)器建立聯(lián)系，是為了能夠把服務(wù)器的輸出重定向到一個不同于運行A/V Helper程序所在客戶機的目的地址。實現(xiàn)http/TCP傳輸一般都需要專用服務(wù)器和播放器，其基本原理如下圖所示：4.RTCP有哪幾種控制分組？答：RTCP協(xié)議的功能是通過不同的RTCP控制分組實現(xiàn)的。RTCP協(xié)議規(guī)范定義了 五種不

16、同類型的RTCP控制分組：SR（Sender report）控制分組RR(Receiver report) 控制分組SDES（Source description）控制分組BYE(Goodbye) 控制分組APP(Application-defined) 控制分組6.簡述RTSP狀態(tài)機。答：RTSP狀態(tài)機包括客戶機狀態(tài)機和服務(wù)器狀態(tài)機。狀態(tài)描述了RTSP連接會話從初始化到結(jié)束整個過程的全部協(xié)議行為。狀態(tài)是基于每一基本流對象定義的。而每一對象流由統(tǒng)一資源定位器URL（uniform resource Locator）和連接會話標(biāo)識符唯一標(biāo)識。第七章1. 什么是超文本？超文本系統(tǒng)由哪些要素組成？答

17、：通常超文本被定義為：由信息結(jié)點和表示結(jié)點間相關(guān)性的鏈構(gòu)成的一個具有一定邏輯結(jié)構(gòu)和語義的網(wǎng)絡(luò)。結(jié)點可以包含文本、圖形、圖像、音頻、視頻等各種形式的數(shù)據(jù)。在超文本系統(tǒng)中主要有以下幾種類型：(1)基本鏈 基本鏈，用來建立節(jié)點間的基本順序的鏈，有點類似書中的章、節(jié)、段落等結(jié)構(gòu)。它能夠使信息在總體上呈現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)。(2)交叉索引鏈 交叉索引鏈主要是將節(jié)點連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。和基本鏈不同的是它以動作決定訪問順序，而不是節(jié)點間固定訪問順序。(3)注釋鏈 注釋鏈?zhǔn)且环N指向節(jié)點內(nèi)部附加注釋信息的鏈，注釋源主要是通過熱標(biāo)確定的，注釋體則為某單一媒體對象。(4)移動鏈 移動鏈簡單的移動到一個相關(guān)的節(jié)點，一般把它當(dāng)作超文

18、本系統(tǒng)中的導(dǎo)航。(5)縮放鏈 縮放鏈可以擴大當(dāng)前節(jié)點。主要是用于用戶在瀏覽信息時，可以對所感興趣的內(nèi)容放大，以便看清楚該區(qū)域的信息。(6)全景鏈 全景鏈和縮放鏈?zhǔn)菍?yīng)的，主要是將鏈返回高層視圖。(7)視圖鏈 視圖鏈主要用來實現(xiàn)可靠性和安全性。(8)Is-a鏈 Is-a鏈與語義網(wǎng)中的Is-a鏈類似，用于指明對象節(jié)點的某類成員。(9)Has-a鏈 Has-a鏈用于描述節(jié)點具有的屬性。(10)蘊含鏈 蘊含鏈用于連接推理樹中的事實，通常等價于規(guī)則。(11)執(zhí)行鏈 執(zhí)行鏈將一種執(zhí)行活動與按鈕節(jié)點相鏈。執(zhí)行鏈?zhǔn)箲?yīng)用程序不再是孤立的，可以激發(fā)一個動作或操作。一般的操作系統(tǒng)無法記錄程序的功能、目的等，但超媒體

19、的按鈕節(jié)點與執(zhí)行鏈可以通過建立節(jié)點方便地解釋應(yīng)用程序的功能和目的，使超媒體成為高層程序的界面。4.簡述HTTP協(xié)議工作過程。答：每個萬維網(wǎng)網(wǎng)點都有一個服務(wù)器進(jìn)程，它不斷地監(jiān)聽TCP的端口80，以便發(fā)現(xiàn)是否有瀏覽器，即客戶機進(jìn)程，向它發(fā)出連接請求。一旦監(jiān)聽到連接請求并建立了TCP連接之后，瀏覽器就向服務(wù)器發(fā)出瀏覽某個頁面作為響應(yīng)。最后，TCP連接就釋放。第八章2.多媒體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)有哪幾種？對多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說，哪一種結(jié)構(gòu)更合適？為什么？答：多媒體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)有：1.聯(lián)邦型結(jié)構(gòu)、2.集中統(tǒng)一型結(jié)構(gòu) 、3.客戶/服務(wù)器型結(jié)構(gòu)、4.超媒體型的結(jié)構(gòu)；對多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說，超媒體型的結(jié)構(gòu)更合適，因為這種

20、多媒體數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)強調(diào)對數(shù)據(jù)時空索引的組織，在它看來，世界上所有的計算機中的信息和其他系統(tǒng)中的信息都應(yīng)該連接一體，而且信息也要能夠隨意擴展和訪問。因此，也就沒有必要建立一個統(tǒng)一的多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而是數(shù)據(jù)庫分散到網(wǎng)絡(luò)上，把它看成一個信息空間，只要設(shè)計好訪問工具就能夠訪問和使用這些信息。另外，要通過超媒體建立起各種數(shù)據(jù)的時空關(guān)系，使得訪問的不僅僅是抽象的數(shù)據(jù)形式，而且還可以去訪問形象化的、真實的或虛擬的空間和時間。4.什么是基于內(nèi)容檢索？答：基于內(nèi)容的檢索CBR（Content Based Retrieval），是指根據(jù)媒體和媒體對象的內(nèi)容語義及上下文語義環(huán)境進(jìn)行檢索，如圖像中的顏色、紋理、形

21、狀，視頻中的鏡頭、場景、鏡頭的運動，聲音中的音調(diào)、響度、音色等?；趦?nèi)容的檢索突破了傳統(tǒng)的基于文本檢索技術(shù)的局限，直接對圖像、視頻、音頻內(nèi)容進(jìn)行分析，抽取特征和語義，利用這些內(nèi)容特征建立索引并進(jìn)行檢索。在這一檢索過程中，它主要以圖像處理、模式識別、計算機視覺、圖像理解等學(xué)科中的一些方法為部分基礎(chǔ)技術(shù)，是多種技術(shù)的合成。第九章5媒體控制接口的作用是什么? 媒體控制接口（MCI）是一個高級的函數(shù)調(diào)用接口，它包含在MMSYSTEM.DLL中，相當(dāng)于一個命令解釋器，用來協(xié)調(diào)事件以及MCI設(shè)備驅(qū)動程序間的通訊。MCI覆蓋了音頻、視頻、影片、激光視碟機、和錄像機的多媒體的主要產(chǎn)品，夠滿足大多數(shù)多媒體應(yīng)用程

22、序的需要。6與MCI有關(guān)的多媒體高級函數(shù)有哪些?試述它們的功能。答：經(jīng)常使用且較適合Visual Basic的3個與MCI有關(guān)的高級函數(shù)如下所述： mciSendString()：傳送指令字符串給MCI。 mciExecute()：可視為mciSendString的簡化函數(shù)，如果無法執(zhí)行，會出現(xiàn)一個對話框顯示錯誤信息。 mciGetErrorString()：解釋MCI錯誤代碼所表示的意思。9多媒體領(lǐng)域中常用的嵌入式操作系統(tǒng)有哪些？答：多媒體領(lǐng)域中常用的嵌入式操作系統(tǒng)有：1Windows CE Microsoft Windows CE是從整體上為有限資源的平臺設(shè)計的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計允許它對于從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少200K的ROM。2VxWorks WinRiver公司的VxWorks是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)。它支持多種處理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS RX000、POWER PC等等。大多數(shù)的VxWorks API是專有的。采用GNU的編譯和調(diào)試器。 3pSOS ISI公司已經(jīng)被WinRiver公司兼并，現(xiàn)在