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北邮《多媒体技术与应用》
期末考试知识点复习
什么是多媒体技术？简述其主要特点。
多媒体技术就是计算机交互式综合处理多种媒体信息──文本、图形、图象和声音,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。特点：
1.集成性：媒体信息即声音、文字、图象、视频等的集成。显示或表现媒体设备的集成，即多媒体系统一般不仅包括了计算机本身而且还包括了象电视、音响、录相机、激光唱机等设备。
2.实时性：多媒体系统中声音及活动的视频图象，动画等媒体是强实时的。多媒体系统提供了对这些时基媒体实时处理的能力。
3.交互性：多媒体计算机与其它象电视机、激光唱机等家用声像电器有所差别的关键特征。普通家用声像电器无交互性,即用户只能被动收看,而不能介入到媒体的加工和处理之中。
多媒体技术发展经历了哪几个阶段？其研究意义如何？
三个阶段：启蒙发展阶段（80’），标准化阶段(90-)，应用普及(2000-)研究意义：从人类历史发展的角度看，人人之间的交流手段是推动社会发展的一个重要因素。多媒体技术的引入提高了工作效率，多媒体技术不仅是时代的产物，也是人类历史发展的必然。从计算机发展的角度看，用户和计算机的交互技术一直是推动计算机技术发展的重要动因。多媒体技术将文字、声音、图形、图象集成为一体，获取、存储、加工、处理、传输一体化，使人机交互达到了最佳的效果。
多媒体技术的研究内容主要有哪些方面？ 数据编码、压缩/解压算法与标准 多媒体数据存储技术
多媒体计算机系统硬件与软件平台 多媒体系统软件开发环境
多媒体数据库与基于内容的检索 超文本和Web技术 多媒体系统数据模型
多媒体通信与分布式多媒体系统
媒体分为哪几类？简述各类媒体与计算机系统的关系。
媒体是信息表示和传输的载体。CCITT对媒体分类：感觉媒体，表示媒体，表现媒体，存储媒体，传输媒体。
多媒体信息存在和表现的形式主要有哪些？
正文：包括文字和数据
向量图形：图元组成的图形
位图图象
数字化声音和高保真音响
数字化视频
光存储技术原理是什么？其产品化形式是什么？
技术原理：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
产品化形式是由光盘驱动器和光盘片组成的光盘驱动系统
光盘系统的技术指标主要有哪些？各自含义如何？ 容量: 光盘盘片的容量
平均存取时间: 在光盘上找到需要读写信息的位置所需时间 数据传输率：1.从光盘驱动器送出的数据率,可以定义为单位时间内光盘的光道上传送的数据比特数, 这与光盘转速、存储密度有关。2.指控制器与主机间的传输率, 它与接口规范、控制器内的缓冲器大小有关
光盘按照读写方式可以分成哪几类？
CD-ROM只读光盘 WORM一次写多次读光盘 Rewritable可重写光盘
简述CD-ROM和可擦写光盘的工作原理。
CD-ROM：只读光盘上的信息是沿着盘面螺旋形状的信息轨道以凹坑和凸区的形式记录的，它既可以记录模拟信息(如Laser Vision系统)，也可以记录数字信号(如CD-DA)。
可擦写光盘：1.磁光式擦写原理：当前国际上较流行的是磁光式，该盘普遍采用玻璃盘基上再加四层膜结构组成，它是以稀土—过渡金属非晶体垂直磁化膜作为记录介质光学膜和保护膜的多层夹心结构。2.相变式擦写原理：利用记录介质的两个稳态之间的互逆相结构的变化来实现信息的记录和擦除。两种稳态是反射率高的晶态和反射率低的非晶态(玻璃态)。写过程是把记录介质的信息点从晶态转变为非晶态。擦过程是写过程的逆过程，即把激光束照射的信息点从非晶态恢复到晶态。
比较CD-ROM光盘Mode1格式与Mode2格式的异同，并指出它们分别存储哪些数据。
相同之处：
这两种方式的扇区首部都是12字节的同步码(SYNC), 其前后为“00H”而中间10个字节存放“FFH”数据,紧接着的4个字节为地址字段, 或称扇区头(HEADER)，它采用分、秒、扇区号的制式确定地址标号, 地址字段中设置了MODE字节, 指明该扇区是哪种格式。不同之处：
用户数据量不同：Model1为2048个字节, Mode2为2336个字节。
存贮数据的类型不同：Mode1用于存放对错误极为敏感的数据, 如计算机程序等;而Mode2用于存放对错误不太敏感的数据, 如声音、图象、图形等。
Mode2的数据经过CIRC检验后的误码率为1/109, 对声音、图象类的数据可以不必做进一步校验;而要满足计算机数据误码率小于1/1012的要求, 则应对Mode1的数据作进一步校验。
多媒体功能卡的作用主要是什么？具有代表性的多媒体功能卡有哪些？
作用：通过这些功能卡将计算机与各种外部设备相连,构成一个制作和播出多媒体系统的工作环境
具有代表性的多媒体功能卡：声音卡、视频卡
多媒体计算机的视频处理芯片可分为哪几类？ 可分为两类：
一是专用固定功能的芯片，这类芯片主要围绕数据压缩标准JPEG，MPEG等开发的；
二是可编程的多媒体处理器，如Intel 750系列，TI公司的TMS320系列高效可编程多媒体处理器以及Philips和Sony共同开发的CD-I等产品。
第一块集成JPEG算法的芯片是？CL550
简述几种常见触摸屏的工作原理。红外线触摸屏：在屏幕四边放置红外发射管和红外接收管，微处理器控制驱动电
路依次接通红外发射管并检查相应的红外接收管，形成横竖交叉的红外线整列。能被感知的触针可以是手指或其他任何不透明或者对光散射的透明物体。
请设计一种方法将电教教室中的投影幕布变成触摸屏，简述设计思路。图象采集，对幕布图像进行分析并匹配，在投影仪和幕布图形之间形成一种协议来接受图形中相应位置的操作。
多媒体计算机系统层次性结构如何划分？
从上到下：多媒体应用软件，多媒体开发与创作工具，多媒体系统软件，多媒体驱动程序接口，多媒体驱动程序，多媒体硬件。
简述CD-I系统的发展历程。
CD-I系统是家用交互式多媒体系统, 它是Philips公司和Sony公司于1986年4月联合推出的一种电视计算机或称Smart TV系统。该系统把各种多媒体信息存放在容量为650MB的只读光盘上,用户可通过CD-I系统读取光盘的内容来进行演播,光盘的数据使用CD-I格式存放。CD-I的正式商品于1991年面市, 用户可以交互式地把家用电视机和计算机相连, 通过鼠标器、操纵杆、遥控器等装置选择人们感兴趣的视听节目进行播放, 是一种较好多媒体系统产品。
DVI-I型系统与DVI-II型系统的核心部件分别是什么？其系统软件核心分别是什么？
DVIⅠ的核心部件是视频象素处理器82750PA和视频显示处理器82750DA。系统软件：AVSS。
DVIⅡ将这两个芯片升级为82750PB和82750DB, 使运算速度提高了一倍。系统软件：AVK。
VCD与DVD播放系统分别基于哪种视频编码技术？ VCD：MPEG-1编码技术 DVD：MPEG-2编码技术
多媒体开发和创作环境一般应具有哪些功能？ 提供编程的环境
超文本、超媒体和多媒体数据管理的功能 支持多媒体数据的输入输出 应用连接功能
数据和动画制作功能 友好的用户界面
多媒体创作工具主要有哪几类？分别简述每类的特点与代表性工具。
1、以卡或页为基础的创作工具
大多数以卡或页为基础的创作工具提供一种可以将对象连接于卡或页的环境。一页或一张卡便是数据结构中的一个节点，它类似于书的一页或数据袋里一张卡片。这种页或卡片上的数据比书上的一页或数据袋里一张卡片的数据更多样化。在卡或页上的图符很容易理解和使用。代表工具：ToolBook2、以图符为基础,基于事件的创作工具
基于图符的创作工具提供可视化的程序设计环境。设计之初须先用其他软件来制作各种元素;然后在此系统中建立一个流程图,在流程图当中可以包括起始事件、分支、处理及结束等各种图符;设计者可依流程图将适当的对象从所谓的图符库按下拉至工作区内。这些图符可以包括菜单条的选项、图形、图象、声音及运算等;这个流程图也是事先安排的次序, 同时也表示整个节目的逻辑蓝图;代表工具：Authorware。
3、以时间为基础的创作工具
常见的一种多媒体编辑系统,常用于制作电影与卡通片的节目。大多是以时间轴来决定事件的顺序与对象显示上演的时段。这种时间关系可以许多频道形式出现,以便安排多种对象同时呈现。这类系统中都会有一个控制播出的控制面板,它很象录音机、录放像机的控制板, 含有倒带、倒退、停止、演出及快进等按钮。
代表工具：Action!
4、以传统程序语言为基础的创作工具
精通编程的程序员对于多媒体编辑创作系统的限制及依赖工具箱产生对象的方式较不容易接受。因此,一方面保留传统语言的特性,另一方面改进其程序设计环境成为可视化的操作系统。这样程序员既可以用传统的语言来编写程序又可方便地使用媒体开发工具箱，使这些工具箱内的编码可以直接被采用成为重用的编码。
代表工具：Visual BASIC、Visual C++
5、其它专用的创作工具
Windows采用哪两种不同的媒体控制接口（MCI）？简述它们的不同之处。一是使用命令消息接口函数,直接控制MCI设备;二是使用命令字符串接口函数,基于文本接口或命令脚本来控制MCI设备。不同之处在于它们基本命令结构及其发送消息到设备的原理不同。命令消息接口使用消息控制MCI设备；命令字符串接口使用文本命令控制MCI设备。
什么是DirectShow? 为在Windows平台上处理各种格式的媒体文件的回放、音视频采集等高性能要求的多媒体应用提供了完整的解决方案。保证大量多媒体数据处理的高效性，音视频同步，简单方法处理复杂媒体源问题：文件、网络、广播电视等，处理多种媒体格式的问题，支持不可预知的硬件。
数字化表示多媒体信息相交于模拟方式表示优势主要哪些？挑战主要是什么？ 不会出现易出故障、常产生噪音和信号丢失、且拷贝过程中噪音和误差逐步积累的缺点。适合数字计算机加工处理。挑战：巨大的数据量。
简述采样定理。
仅当采样频率≥2倍的原始信号频率时,才能保证采样后信号可被保真地恢复为原始信号 人听觉与说话的频率范围分别是什么？
听觉：20Hz到20KHz。说话：20Hz到4KHz。
设量化精度为8b, 依据采样定理，未经压缩的情况下人讲1分钟话的数据量为多少？请写出计算过程。
依据采样定理, 设数字化精度为8b, 则1秒钟信号量为64Kbits=8KB，人讲1分钟话的数据量为480KB
多媒体数据中主要存在着哪些数据冗余？空间冗余与时间冗余分别指的是什么？
空间冗余、时间冗余、信息熵冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、其它冗余。
空间冗余：这是静态图像中存在的最主要的一种数据冗余。在同一幅图像中，规则物体和规则背景的表面物理特性具有相关性。即对同一景物表面上采样点的颜色之间存在着空间连贯性。
时间冗余：序列图像(电视图像、动画)和语音数据中所经常包含的冗余，一组连续的画面之间往往存在着时间和空间的相关性。
请比较常用的几种彩色空间。RGB彩色空间：
R，G，B分别代表红(red)、绿(green)、蓝(blue)三色。这是彩色最基本的表示模型
通过对R、G、B三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加可得到各式各样的颜色
HSI彩色空间 ：
这种模型中, 用H(Hue,色调)、S(Saturation,饱和度)、I(Intensity,光强度)3个分量来表示一种颜色, 这种表示更适合人的视觉特性。YUV彩色空间 ：
Y为亮度信号,U、V是色差信号(B-Y,R-Y)。PAL制式彩色空间即为YUV。优点是亮度和色差信号分离,容易使彩色电视系统与黑白电视信号兼容 YIQ彩色空间 ：
广播电视系统另一种常用的亮度与色差分离的模型，NTSC制式彩色空间即为YIQ。Y是亮度, I和Q共同描述图象的色调和饱和度。
设某种颜色的RGB取值为（108, 93, 86），RGB到YUV的变换矩阵为 , 求该种颜色在YUV空间下的取值。
根据解码后数据与原始数据是否完全一致，数据压缩方法划分为哪两类？每类分别给出两个典型例子。
可逆编码(无失真编码)： 解码图象与原始图象严格相同，压缩大约在2:1到5:1之间。如Huffman编码、算术编码、行程长度编码等。不可逆编码(有失真编码)：还原图象与原始图象存在一定的误差，但视觉效果一般可以接受，压缩比可以从几倍到上百倍来调节。常用的有变换编码和预测编码。
在预测编码中，编码和传输的是什么？误差来源主要是什么？ 编码和传输的是这个采样值的预测值与其实际值之间的差值。误差来源：相邻像素之间的相关性。
对信源X={x1,x2,…,x8}进行Huffman编码，其中x1,x2,…,x8出现的概率分别为0.4，0.18，0.1，0.1，0.07，0.06，0.05，0.04。
JPEG中基于DCT的有失真压缩编码过程有哪几步？简述其工作原理。
离散余弦变换、量化处理、DC系数的编码和AC系数的行程编码、熵编码
JPEG2000与JPEG相比有什么特点？
高压缩率。无损压缩。渐进传输。感兴趣区域压缩。
MPEG系列标准主要有哪些？各自主要应用有哪些？ MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7，MPEG-21 MPEG-1用于CD-ROM存储运动视频图像、数字电话网络上的视频传输。MPEG-2兼容MPEG-1还实现了低码率和多声道扩展用于广播电视网有线电视网等。MPEG-4应用于数字电视、动态图像、互联网、实时多媒体监控、移动多媒体通信、Internet/Intranet上的视频流与可视游戏、DVD上的交互多媒体等方面。
MP3音乐采用的是什么音频压缩技术？压缩率如何？ MPEG Audio Player3。压缩率达到1:10 到1:12
MPEG中将图像分为哪3种类型？各自特点是什么？
I图像，利用图像自身的相关性压缩，提供压缩数据流中的随机存取的点。P图像，用最近的前一个I图片（或P图像）预测编码得到（前向预测）。B图像，B图像在预测时，既可使用了前一个图象作参照，也可使用下一个图像做参照或同事使用前后两个图象作为参照图像（双向预测）。
MPEG标准在减少视频图像的时间冗余方面采用了什么方法？ 运动补偿技术
相较于MPEG1与MPEG2，MPEG4最大的特点是什么？
MPEG-4更适于交互AV服务以及远程监控,其设计目标使它具有更广的适应性和可扩展性：MPEG-4传输速率可在4.8-64kbps之间,分辨率为176×144, 可以利用很窄的带宽通过帧重建技术压缩和传输数据。
H.26X系列标准主要有哪些？
Px64Kbps视频编码标准，H.263标准，H.264/AVC标准。
我国具有自主知识产权的音视频压缩标准是什么？ AVS标准
语音生成机构的模型由哪几部分组成？ 声源、共鸣机构、放射机构
对多媒体数据进行有效管理的方法有哪些？ 文件管理系统
建立特定的逻辑目录
传统的字符、数值数据库管理系统 多媒体数据库管理系统
超文本和超媒体
多媒体数据对数据库的影响有哪些？
数据量大且媒体之间差异也极大,从而影响数据库中的组织和存储方法 媒体种类增多增加了数据处理困难
多媒体不仅改变了数据库的接口,使其声、文、图并茂,而且也改变了数据库的操作形式,其中最重要的是查询机制和查询方法。传统的事务一般都是短小精悍,在多媒体数据库管理系统中也应尽可能采用短事务。为保证播放不致中断,MDBMS应增加这种处理长事务的能力 多媒体数据库管理还有考虑版本控制的问题
简述MDBMS的三种组织结构。集中型：
由一个MDBMS来管理和建立不同媒体的数据库,并由这个MDBMS来管理对象空间及目的数据的集成。主从型：
由多个数据库管理系统来组成, 每个数据库管理系统之间有主从之分。协作型：
协作型MDBMS也是由多个数据库管理系统来组成, 每个数据库管理系统之间没有主从之分。
MDBMS中扩展关系数据模型的策略有哪些？
1.使关系数据库管理技术和操作系统中文件系统功能相结合, 实现对非格式化数据的管理。其主要方法是以存放非格式化数据的文件名代替。
2.将关系元组中格式化数据和非格式化数据装在一起形成一个完整的元组,存放在数据页面或数据页面组中,统一管理(大系统采用)。
3.将元组中非格式化数据分成两部分,一部分是格式化数据本身,另一部分是对非格式化数据的引用(小系统采用)。
基于内容的检索技术的特点是什么？主要实现方法有哪些？ 特点：
1.从媒体内容中提取信息线索, 直接对媒体进行分析, 抽取特征(如基于表达式)。2.提取特征方法多种多样。如图象特征有形状、颜色、纹理、轮廓等特征。
3.人机交互。人能迅速分辨要查找的信息, 但难以记住信息, 人工大量查询费时、重复, 而这正是计算机的长处, 人机交互检索可大大提高多媒体数据检索的效率。
5.基于内容的检索采用一种近似的匹配技术。
6.提取媒体对象内容属性的方式一般有手工方式、自动方式和混合方式 方法：
一是基于传统的数据库检索方法,即采用人工方法将多媒体信息内容并表达为属性(关键词)集合,再在传统的数据库管理系统框架内处理。这种方法对信息采用了高度抽象,留给用户选择余地小,查询方式和范围有所限制。
二是基于信号处理理论, 即采用特征抽取和模式识别的方法来克服基于数据库方法的局限性,但全自动地抽取特征和识别时间开销太大,并且过分依赖于领域知识,识别难度大。
简述多媒体对通信的影响。(1)多媒体数据量
(2)多媒体实时性
(3)多媒体时空约束
(4)多媒体交互性(5)多媒体分布式处理和协同工作要求
什么叫多媒体网络？
将多台地理上分散的具有处理多媒体功能的计算机和终端通过高速通信线路互联起来,以达到多媒体通信和共享多媒体资源的网络。
衡量多媒体通信网QOS的性能指标主要有哪些？ 吞吐量，延时，延时抖动，错误率
分布式多媒体系统的基本特征有哪些？(1)多媒体集成性(2)(3)运行实时性
(4)操作交互性
(5)系统透明性
什么是CSCW系统？
CSCW是支持有着共同目标或共同任务的群体性活动的计算机系统，并且系统为共享的环境提供接口
典型的协作模型有哪些？ 对话模型
会议模型
过程模型
活动模型
分层抽象模型
DAVIC系统包括哪几个部分？
一般包括5个部分(或称实体)：内容提供者系统(CPS)、服务提供者系统(SPS)、服务消费者系统(SCS)以及连接它们的CPS-SPS传输系统和SPS-SCS传输系统。
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