多媒体技术及应用课后习题

@多媒体技术及应用课后习题
第一章习题
思考题
1.什么是多媒体？
答：使用计算机交互式综合技术和数字通信网络技术处理多种表示媒体——文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个交互式系统。多媒体不仅指多种媒体，而且包含处理和应用它们，使之融为一体的一整套技术。
2.多媒体技术中的主要多媒体元素有哪些？
答：多媒体技术中的主要多媒体元素有文字、图像、图形、动画、视频等。
3.什么是多媒体技术？什么是多媒体计算机？简述多媒体技术的主要特点？
答：多媒体技术是计算机综合处理文本、图形、图像、音频与视频等多种媒体信息，使多种信息建立逻辑连接，集成一个系统并且具有交互性。多媒体计算机是指具有多媒体处理功能的计算机。多媒体技术的主要特点包括：集成性、实时性、交互性、媒体的多样性。集成性包含多媒体信息的集成和多媒体设备的集成两个方面。多媒体技术的实时性又称为动态性，是指在多媒体系统中声音及活动的视频是实时的，多媒体系统提供了对这些与时间相关的媒体进行实时处理的能力。交互性是指人可以通过多媒体计算机系统对多媒体信息进行加工、处理并控制对多媒体信息的输入、输出和播放。多样性也称为信息媒体的多样化。
4.多媒体计算机标准的意义是什么？
答：有力的推动了多媒体技术的发展。
5.简述多媒体系统的组成。
答：多媒体系统主要由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括多媒体应用软件、多媒体创作软件、多媒体数据处理软件、多媒体操作系统、多媒体驱动软件。硬件系统包括多媒体输入/输出控制卡及接口、多媒体计算机硬件、多媒体外围设备。
6.试从实例出发，谈谈多媒体技术的应用对人类社会的影响。
答：多媒体技术应用领域集文字、声音、图像、视频、通信等多项技术于一体,采用计算机的数字记录和传输传送方式,对各种媒体进行处理，具有广泛的用途，甚至可代替目前的各种家用电器，集计算机、电视机、录音机、录像机、VCD机、DVD机、电话机、传真机等各种电器为一体。多媒体技术是-一个涉及面极广的综合技术，是开放性的没有最后界限的技术。多媒体技术的研究涉及计算机硬件、计算机软件、计算机网络、人工智能、电子出版等，其产业涉及电子工业、计算机工业、广播电视、出版业和通讯业等。
7.谈谈你如何看待多媒体技术的发展前景。
答：多媒体技术发展会给人类生活带来天翻地覆的变化，就从身边说起，现在的多媒体教学设备几乎普及到了各个学校，老师们可以借助多媒体技术给学生们进行更加生动的讲解。生活中各种音视频软件以及照相软件娱乐设施几乎都离不开多媒体技术。总而言之，多媒体技术将加速计算机和通信服务进入家庭和社会各个方面的进程，给人们的生活、工作和娱乐带来深刻的革命。
8.

9.试述多媒体系统的组成结构。
答：多媒体系统主要由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括多媒体应用软件、多媒体创作软件、多媒体数据处理软件、多媒体操作系统、多媒体驱动软件。硬件系统包括多媒体输入/输出控制卡及接口、多媒体计算机硬件、多媒体外围设备。10.阐述视频卡和音频卡的基本功能及基本技术指标。
10.多数输入和输出设备都具有一定的分辨率。在互联网上分别找到一台CRT显示器、一台液晶显示器、一台扫描仪和一台数码相机的参数说明书。记录下每样产品的制造商、型号以及分辨率。
答：CRT显示器:三星796MB分辨率：1600*1200制造商：三星电子 液晶显示器 制造商：LG 型号： LG 27UD68分辨率：3840✖2160扫描仪：制造商：松下公司 型号：松下S5055C分辨率：600×600dpi 数码相机：索尼 型号：索尼A7 III 分辨率：BIONZ　X。
11.讨论个人计算机上可以使用的各种输入设备以及它们在多媒体制作和发布中的应用。
答：利用OCR软件和扫描仪,您可以将印刷的文档转化成计算机可处理的文档，因此可以节省大量重新输入文本的时间。一个0CR终端还能够识别手写的字符。一个红外遥控部件允许用户在自由移动的过程中与您开发的产品进行交互。语音识别系统在使用产品时无需动手即可实现交互性。数码相机以给定数量的像素(分辨率)获取一幅静态图片，然后存储在照相机的内存里，稍后这些图片可以上传到计算机上。
12.讨论个人计算机上可以使用的各种输出设备以及它们在多媒体制作和发布中的应用。
答：利用显示器，您可以实时的观看到您通过键盘和鼠标输入的内容，它们构成了最基本的人机对话环境；利用打印机为用户提供计算机信息的硬拷贝。利用投影仪、印象等设备可以实时传输计算机的信息。
13.列出用于多媒体的几种固定的和可移动的存储设备，并且讨论每一种存储设备的优点和缺点。
答：1、软盘
软盘（Floppy Disk）是个人计算机（PC）中最早使用的可移介质。软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘，目前常用的就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。
2、硬盘
硬盘是计算机最为重要的存储设备，存放着用户所有的数据信息，这些数据的价值远远高于硬盘本身，同时硬盘又是计算机的主要组成部分，其性能的好坏直接影响计算机的运行速度和用户的操作体验。
3、光盘
光盘是以光信息做为存储的载体并用来存储数据的一种物品。分不可擦写光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；和可擦写光盘，如CD-RW、DVD-RAM等。
光盘是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息。
4、U盘
U盘，全称USB闪存盘，英文名“USB flash disk”。它是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。
5、移动硬盘
移动硬盘(Mobile Hard disk)顾名思义是以硬盘为存储介质，计算机之间交换大容量数据，强调便携性的存储产品。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口，可以较高的速度与系统进行数据传输。
因为采用硬盘为存储介质，因此移动硬盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。截至2015年，主流2.5英寸品牌移动硬盘的读取速度约为50-100MB/s，写入速度约为30-80MB/s。
15.简述多媒体数据压缩的必要性和可能性。
答:多媒体数据的多样性、复杂性,海量性和实时性要求，使存储和传输需要较大困难，必须进行压缩编码。多媒体数据中存在大量的数据冗余为数据压缩提供了可能性。
16.衡量数据压缩技术性能的重要指标有哪些？
答：(1)压缩前后所需的信息存储量之比要大;
(2)实现压缩的算法要简单要标准化，压缩、解压缩的速度快;
(3)恢复效果要好。
17.无损压缩和有损压缩的编码各有哪些？
答：无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术。无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用,如磁盘文件压缩就是一-个应用实例。根据当前的技术水平，无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的12~1/4。常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。
有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。例如，图像、视像和声音数据就可采用有损压缩,因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息，丟掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
19.简述音频编码的分类。不同质量的音频压缩标准使用的编码方法是什么？
答：音频信息在编码技术中通常分为两类来处理，分别是语音和音乐，各自采用的技术有差异。语音编码技术又分为３类：波形编码、参数编码以及混合编码。波形编码基于音频数据的统计特性进行，其目标是重建语音波形保持原波形的形状。ＰCＭ（脉冲编码调制）是最简单最基本的编码方法。波形编码适应性强、音频质量好，但压缩比不大，因而数据率较高。参数编码基于音频的声学参数进行，可进一步降低数据率。其目标是使重建音频保持原音频的特性。常用的音频参数有共振峰、线性预测系数、滤波器组等。这种编码技术的优点是数据率低，但还原信号质量差，自然度低。将波形编码与参数编码很好地结合起来就是混合编码，能在较低的码率上得到较高的音质。音乐的编码技术主要有自适应变换编码（频域编码）、心理声学模型和熵编码技术。
20.叙述JPEG和MPEG的不同。
答：JPEG是适用于连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图像的数据压缩标准。MPEG视频压缩技术是针对运动图像的数据压缩技术。
为了提高压缩比，MPEG中帧内图像数据和帧间图像数据压缩技术必须同时使用，这是和JPEG主要不同的地方。而JPEG和MPEG相同的地方均采用了DCT帧内图像数据压缩编码。
20.运动图像的压缩标准有哪些？请简述H.26x标准的主要特点。
答：运动图像的压缩标准有MPEG标准和H.26x标准；H.26x标准的主要特点是不仅着眼于利用公共开关电话网络传输，而且兼顾GSTN移动通信等无线业务。面向电视电话、电视会议的编码方式，目标是在同等图像质量条件下，压缩效率比任何原有的视频编码标准要提高一倍以上。
第二章习题
１．（１）Ｃ
（２）Ａ
（３）Ｃ
　　（４）Ｄ
２．（１）人的听觉器官能感知的声音频率大约在20－2000Hz之间，在这种频率范围里感知声音幅度大约在０～120dB之间。
（２）对于音频，三种常用的采样频率是11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz
（3）(3)采样频率为22.05kHz, 根据采样定理，它能捕获的音频的最大频率为11.025KHz若某音频的最高频率为5kHz,为得到较好音质，采样频率不得低于10 kHz采用与其最接近的国际标准，采样频率为11.025kHz。
3.声音是如何产生的？声音分为哪几类？
答:声音是一种波，其本质是机械振动或气流扰动引起周围弹性介质发生波动，传到人的耳朵里引起耳膜的震动，使人形成听觉，从而产生声音。声音根据其内容分为语音、音乐、音响3类。
4.多媒体技术中，音频信号为什么要数字化？声音数字化的关键过程是什么？请加以解释。
答:数字音频保真度好、动态范围大、可靠性高、信息易处理。声音数字化的关键过程是把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列。这一转换过程为：选择采样频率、进行采样、然后选择分辨率，进行量化，最后编码，形成声音文件。
5.声音质量如何评定？不同质量的数字音频的频率范围是什么?
答：在相同的采样频率之下，量化位数越多，声音的质量越高，需要的存储空间也越多；量化位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间也越少。
6.讨论多媒体项目中用到的声音文件格式以及如何使用。
答：多媒体项目中用到的声音文件格式CD文件、WAV文件、RealAudio文件、MPEG文件、MIDI文件、AIFF文件、CMF文件、Module文件、Sound文件、Audio文件等。CD文件：光盘的文件格式，不能直接复制CD格式的.cda文件到硬盘上播放，需Windows Media Player等转换成WMA格式等。WAV文件：利用该格式记录的声音文件能够和原声基本一致，质量非常高，但文件数据量大，多用于存储简短的声音片段。RealAudio文件：具有强大的压缩量和极小的失真，它是为了解决网络传输带宽资源而设计的。MPEG文件：他是现在最流行的声音文件格式，因其压缩率大，在网络可视电话通信方面应用广泛。MIDI文件：能指挥各音乐设备的运转，而且具有统一的标准格式，能够模仿原始乐器的各种演奏技巧甚至无法演奏的效果，而且文件的长度非常小。
7.采样频率根据什么原则来确定？
答：采样频率根据奈奎斯特理论来确定，奈奎斯特理论指出采样频率不低于输入信号频率的2倍。
8.列出四种主要的采样频率和两种量化位数。简要描述每一种最适合于何种场合。单声道和立体声在使用公式时有什么不同？
答:
9.音频录制中产生声音失真的原因及解决办法？
答：（1）信号频带宽，但采样频率不够高，数字音频信号发生混叠；
（2）模拟音频信号幅度太大，超过了量化器范围。前者的解决方法是选择与信号相匹配的采样频率；后者的解决办法是可以调整音源的输出幅度或调节采集卡输入放大器的增益，也可选用音频卡的line输入。
10.选择采样频率为11.025Hz和样本精度为16位有录音参数。在不压缩时，录制10分钟的立体声需要多少MB的存储空间？
答：
11.什么是MIDI？MIDI文件与WAV文件有什么不同？
答：MIDI是一种音频文件格式，文件扩展名为.mid、.midi、或.rmi,它是目前成熟的音乐格式，实际上已经成为数字音乐/电子合成乐器的一种产业标准。WAV文件记录的声音文件能够与原文件基本一致，质量非常高，但文件数量大，多用于存储简短的声音片段。MIDI文件能指挥各音乐设备的运转，而且具有统一的标准格式，能够模仿原始乐器的各种演奏技巧甚至无法演奏的效果，而且文件的长度非常小。
12.声音编辑软件常用的功能有哪些？
答：（1）基本编辑操作
1)通过音频软件可以录音获取声音或语音. ,通过音频软件可以录音获取声音或语音。
2)通过网络或外接设备获取,例如网上下载,电视入,CD设备或CD光盘抓轨。
3)通过现有的电子音频素材库.
2.声音的特效处理;
3.声音的格式转换;
4.录音;
5.其它辅助功能.
（2）声音的基本编辑操作
声音的效果处理声音剪辑音量调节声音反转(Reverse)时间压缩/拉伸直流噪音消除声音频谐分析常规的效果处理(频率均衡,EQ)；
（3）格式转换功能