多媒体技技术与应用修改

简答:1.媒体的分类:按国际电信联盟标准的定义；媒体可以分为五大类: (1)感觉媒体:是指能直接作用与人的感官\使人能直接产生感觉的一类媒体.如声音\图像\文字\气味以及物体的质地\形状\温度等.(2)表示媒体:它是为了能更有效的加工\处理和传输感觉媒体而人为研究和构造出来的一种媒体.例如语言编码\静态和活动图像编码以及文本编码等,都称为表示媒体.(3)显示媒体:感觉媒体和用于通信的电信号之间转换用的一类媒体,可分为输入显示媒体(如计算机\摄像机\话筒\扫描仪等)和输出显示媒体(如显示器\发光二极管\打印机等)两种.(输入\输出都是相对于计算机而言.)(4)存储媒体:用于存放数字化的表示媒体的存储介质,如磁盘\光盘\半导体存储器等(5)传输媒体:用来将表示媒体从一处传递到另一处的物理传输介质,如同轴电缆\光纤\双绞线及其他通信信道等.2.多媒体概念:从广义上讲:多媒体是指多种信息媒体的表现和传播形式.从狭义的角度讲:多媒体是指人们用计算机及其它设备交互处理多媒体信息的的方法和手段,或指计算机中处理多种每题的一系列技术3多媒体技术概念:多媒体技术是一种基于计算机科学的综合技术,它包括数字化信息处理技术\音频和视频技术\计算机软\硬件技术\人工智能和模式识别技术\通信和网络技术等.或者说多媒体技术是以计算机为中心,把多媒体处理技术集成在一起的技术.具有这种功能的计算机称为多媒体计算机.计算机技术及外部设备是实现多媒体信息处理的关键.4.多媒体的关键特性:多媒体系统的主要特征包括信息媒体的多样化\集成化\交互性和同步性.(1)交互性:可以方便的实现人机交换.(2)多样性:可以使计算机中信息的表达方法不再局限于文字,可以广泛的采用图像\图形\视频\音频等信息形式.(3)集成性:采用了数字信号,可以综合处理文字\声音\图形\动画\图像\视频等多种信息,并将这些不同类型的信息有机的结合在一起.(4)同步性:多媒体系统需要处理各种复杂的信息媒体,因此多媒体技术必须要支持实时处理,接收到的各种信息媒体在时间上必须是同步的.5.多媒体信息的主要表现形式: (1)文本:指各种文字,包括各种字体\尺寸\格式\及色彩的文本.(2)图形和图像:图形是指从点\线\面到三维空间的黑白或彩色几何体；图像是由像素点阵组成的画面.(3)视频:是图像数据的一种,若干有联系的图像数据连续播放便形成了视频.(4)音频:包括音乐语音和各种音响效果.(5)动画:是利用了人眼的视觉暂留特性,快速播放一连串静态图像,在人的视觉上产生平滑流畅的动态效果就是动画.6. DSP的特点:(1)体积小\功耗低.DSP芯片的设计具有很强的针对性,力求以尽量少的芯片覆盖所需的领域.(2)运算速度快:DSP芯片除了具有通用的CPU的所有指令外还针对数字信号处理和本领域的特点,增加了一些特殊的指令.指令系统也进行了优化,很多DSP芯片采用了流水线方式执行指令.某些指令还可以并列执行.(3)具有内部存储器:各种DSP芯片都具有大小不等的内部存储器,在用户对存储器容量要求不高的情况下不需外加存储器(4)具有各种不同类型:用户选择的余量很大,容易找到最适合自己要求的DSP芯片.7.光盘的标准:红皮书标准:CD-DA标准称为数字式激光唱盘或CD唱盘,主要用于存储数字化的高保真立体声音乐.黄皮书标准:CD-ROM,存储文图声像等多媒体节目,能够显示动画\静态图像动图像.白皮书:VCD,存储影视节目,能够播放(MPEG-1)质量的数据影视.橙皮书:CD-R,用于读/写入文图声象等多媒体节目.蓝皮书LD用于存储影视节目,能够播放模拟电视图像.8.光盘的光刻过程:把一片涂有光敏电阻的玻璃盘放在旋转平台上进行的.激光源发出的激光束通过激光调制器时受到串行数据的控制.激光调制器犹如一个开关,当数据位0时不让激光束通过,光敏电阻不曝光；当数据位1时让激光束通过,光敏电阻曝光,这样在玻璃盘上就形成了长短不一的曝光区,即光盘的具体内容.9.声音的质量分级:声音的质量与它占用的频带宽度有关,频带越宽,信号强度的相对变化范围就越大,音响效果就越好.按照带宽可将声音质量分为四级:(1)数字激光唱片质量又称CD-DA质量\超高保真Super HiFi(2)调频无线电广播质量即FM质量(3)调幅无线电广播质量即AM质量(4)电话质量.10.奈奎斯特采样定理Nyquist:只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时,才能把数字信号表示的声音还原为原来的声音.11. 模拟音频数字化过程:音频的采样\量化\编码.采样:奈奎斯特采样定理Nyquist.量化(声波波形幅度数字化表示)先将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个区段的集合,把落入某个区段的样值归为一类,并赋予相同的量化值.编码(按照一定的格式把离散的数字记录下来,并在有用的数据中加入一些用于纠错\同步和控制的数据)12. PCM (脉冲编码调制)是把模拟信号转换为数字信号的一种调制方式,即把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散量,然后将其转化为代码形式传输或存储.PCM的主要优点是抗干扰能力强；失真小；传输特性稳定,尤其是远距离信号再生中继时噪声不累积,而且可以采用压缩编码\纠正编码和保密编码等技术来提高系统的有效性\可靠性和保密性.13. MIDI概念:利用数字信号处理技术合成各种各种各样乐器的音效,直接翻译过来的意思就是乐器数字化接口,可以把MIDI理解成是一种协议\一种标准\或是一种技术,但不要把它看作是某个硬件设备.14. MIDI消息概念:是对一段音乐的描述或理解成是乐谱的数字描述.包含音符\节拍\乐器种类等15.图像的数字化过程:采样\量化\编码.采样是指将空间域或时域上连续的图像(模拟图像)变换成离散采样点(像素)集合的一种操作.量化是将采样后所得到的这些连续量表示的像素值离散化为整数值的操作.编码是将数字化后得到的图像数据进行压缩.16.色彩模型及其应用: (1) RGB色彩模型—计算机中的24位真彩色\应用在图像处理软件(2) HSL色彩模型---适合于色彩设计软件\Windows的系统调色板\Windows的的画图软件(3) CMY色彩模型---彩色打印机和彩色印刷(4) Lab色彩模型---专业的设计软件中使用17.视频的定义:就是其内容随时间变化的一组动态图像,所以视频又叫作运动图像或活动图像.18.模拟视频和数字视频的根本区别:模拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号.模拟视频信号具有成本低和还原性好等优点.但它的最大缺点是不论被记录的图像信号有多好,经过长时间的存放之后,信号和画面的质量将大大的降低；或者经过多次复制之后,画面的失真就会很明显.数字视频信号是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准的视频信息,数字视频与模拟视频相比有以下特点:(1)数字视频可以不失真的进行无数次复制,而模拟视频信号每转录一次,就会有一次误差积累,产生信号失真.(2)模拟视频长时间存放后视频质量会降低,而数字视频便于长时间的存放.(3)可以对数字视频进行非线性编辑,并可增加特技效果等.(4)数字视频数据量大,在存储与传输的过程中必须进行压缩编码.19.视频采集卡的作用:视频采集卡:是一个安装在计算机扩展槽上的一个硬卡.它可以汇集多种视频原的信息,如电视\影碟\录像即和摄像机的视频信息,对被捕捉和采集到的画面进行数字化\冻结\存储\输出及其他处理操作,如编辑\休整\修剪等.视频卡为多媒体视频处理提供了强有力的硬件支持.20.简述电视信号的产生\传输和接收过程:电视视频信号由摄像机产生.通常,视频信号具有一个有限的时间和空间范围.空间范围依赖于摄像机的观测区域,而时间范围则依赖于场景被摄取的持续时间.一帧光图像经摄像机的光学镜头后投射到摄像管的光敏器件上,由于光电效应的作用,变化的光图像便转换成相应的电图像,对彩色摄像机来说,要预先将一帧彩色光图像分成3帧红绿蓝基色光图像,然后对每一基色光图像分别进行光/电转换,最后再将电图像上各部位的内容通过电视扫描过程转换成电视信号.电视信号传输的基本过程是:在播送端,由电视摄像机通过光/电变换将景物的亮度信号和色度信号按一定的规律变换成相应的电信号,经适当处理后通过无线电波或有线线路传输出去;在接收端,由电视接收机对收到的电信号进行电/光变换,重新显示出图像,逼真地反映出原景物.电视接收机是从天线上接收的各种无线电信号中选择出所需的射频电视信号,并进行一系列的变换,处理,最终在显像管的荧光屏上重现所摄取景象的设备.21.电视视频信号的扫描方式:隔行扫描\逐行扫描.电视信号扫描方式:在电视技术中,扫描就是电子束在荧光屏上做扫描运动.通常将电视从左至右的一次扫描称为扫描了一线,而将完成一副完整画面所需要完成的所有扫描次数称为线数.扫描有两种方式:隔行扫描和逐行扫描.隔行扫描即把一帧电视信号分成奇数场和偶数场分别传送,即一帧传送两次,第一次扫描奇数行,第二次扫描偶数行.逐行扫描就是每幅画面按1\2\3***行的顺序扫描方式完成.22. .视频的数字化过程:采样\量化\压缩和编码.视频色数字化过程:首先必须对连续的图像函数f(x,y)进行空间和幅值的离散化处理,空间连续坐标(x,y)的离散化叫作采样；f(x,y)颜色的离散化称为量化.两种离散化结合在一起叫做数字化,离散化的结果称为数字视频.23. 计算机动画采用的技术和方法举例:(1)关键帧动画:出现在动画片中的一段连续画面实际上是由一系列静止的画面来表现的,制作过程中并不需要逐帧绘制,只需从这些静止画面中选出少数几帧加以绘制.被选出的画面一般都出现在动作变化的转折点处,对这段连续动作起着关键的控制作用.绘制出关键帧后, 再根据关键帧插入中间画面,就完成了动画制作.(2)路径动画:就是由用户根据需要设定好一个路径后,是场景中的对象沿着路径进行运动.路径动画是为对象的平移属性和旋转属性设置动画,通过曲线指定的对象的轨迹实现.(3)变形动画:分为二维和三维；图像之间的插值变形称为Morph,图像本身的变形称为Warp.对图像作Warp,首先需要定义图像的特征结构,然后按特征结构变形图像.三维Morph变形是指任意两个三维物体之间的插值转换渐变,主要内容是对三维物体进行处理以建立两者之间的对应关系,；并构造Morph的插值路径.(4)动力学动画:通过模拟物体的物理属性和物理运动定律来产生物体的逼真运动.运动动力学技术考虑了物体的重量\质量\惯性和挠性等属性以及摩擦力\引力和物体间碰撞等外力作用.(5)粒子动画:将随机景物想象成由大量的具有一定属性的粒子构成.每个粒子都有自己的粒子参数,这些参数决定了随机景物的变化,使用粒子系统可以产生很逼真的随机景物.(6)群体动画:在生物界,许多动物以某种集体的方式运动,这种运动既有随机性,又有一定的规律性,群体行为包含两个对立的因素,即既要相互靠近又要避免碰撞.(7)人脸表情动画:Guenter 方法的基础是一种扫描系统,可以同时获得人脸在特定表情下的三维几何信息和色彩\明暗信息,利用这些信息可以重构出被捕捉表情的真实三维动画效果.(8)运动捕捉:通过分析人体运动序列图像来提取人体关节点的三维坐标,得到人体的运动参数,从而获得完全真实的人体动画.(9)三维扫描技术:对立体的实物进行三维扫描,迅速获得物体表面各采样点的三维空间坐标和色彩信息,从而得到物体的三维彩色数字模型.24多媒体数据压缩可分为有损压缩和无损压缩.无损压缩算法是为了保留原始多媒体对象(包括图像\语音和视频)而设计的.在无损压缩中,数据在压缩和解压缩过程中不会改变和损失,解压缩产生的数据是对原始对象的完整复制.有损压缩会造成一些信息的损失,关键问题是看这种损失对图像质量带来的影响有多大.有损压缩技术主要的应用领域是在影像节目\可视电话会议和多媒体网络这样的由音频\彩色图像和视频组成的多媒体应用中.25压缩技术的基本方式有:对称压缩和不对称压缩.在对称压缩中,压缩的算法和解压缩的算法是一样的.它是一种可逆操作,对称压缩的优点在于双方都可以统一种速度操作.发送方将实况视频信号用某种算法加以压缩,然后通过通信介质进行传输,接收端收到信号后,再使用同样的算法按逆运算进行解压缩,使图像解码后重现出来.不对称压缩是指压缩和解压缩的运算速度互不相同.例如DVD视频光盘的制作和播放便是典型的不对称压缩.26. 差分脉冲编码调制(DPCM)原理和误差产生的环节:DPCM编码是样本值及其预测值的差分,即量化的是已知的样本值与预测值之间的差值DPCM是从过去的几个采样值的线性组合来预测和推断现在的采样值,进而用实际采样值与预测采样值之差及线性预测系数进行编码,以达到信息压缩的一种方法.误差产生的环节主要是来自预测误差和量化误差.27. JPEG2000的特点: (1)高压缩率:JPEG2000的压缩性能比JPEG提高了30%-50%.另外JPEG2000的系统稳定性好,运行平稳\抗干扰性好\易于操作. (2)支持“感兴趣区域”:用户可以任意指定图像上感兴趣区域的压缩质量,还可以选择指定的部分先解压缩,从而使重点突出.这种方法的优点在于它结合了接收方压缩的主观需求,实现了交互式压缩.(3)同时支持有损和无损压缩:JPEG只支持有损压缩,而JPEG2000同时支持无损压缩.(4)实现了渐进传输:渐进传输是指可以先传输图像的轮廓,然后逐步传输数据,不断提高图像质量,让图像显示由朦胧到清晰,而不必像JPEG那样由上到下慢慢显示,这在网络传输中有重大意义.28. MPEG-1用于数据传输率为1.5Mbps的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码.任务是在一种可以接受的质量下,把视频和伴音压缩到速率大约为1.2~1.5Mbps的单一的MPEG数据流.标准包含MPEG视频\MPEG音频和MPEG系统三部分MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)所需的视频及其伴音信号,传输速率为10Mbps,与MPEG-1兼容,适用于1.5Mbps60Mbps甚至更高的编码范围.MPEG-4旨在为视\音频数据的通信\存取和管理提供一个灵活的框架与一套开放的编码工具.MPEG-7:多媒体内容描述接口,为各种类型的多媒体信息规定一种标准化的描述,,这种描述与多媒体信息的内容本身一起,支持对其感兴趣的各种“资料”进行快速\有效的检索.29. MPEG有三种类型的图像组成:I图(帧内图)是对整个图像采用JPEG编码的图像,它是一个独立的帧,其信息由画面自身决定,不需要参照其他画面产生,它是P图和B图的参考图.P图(前向预测图)它参照前一幅I或P 图像做运动补偿编码.B图(双向预测)它参照前一幅和后一幅I或P图像做双向运动补偿编码.30.5.1声道:其中“5.1”声道,则是一个专门设计的超低音声道,这一声道可以产生频响范围20～120Hz的超低音.其实5.1声音系统来源于4.1环绕,不同之处在于它增加了一个中置单元.这个中置单元负责传送低于80Hz 的声音信号,在欣赏影片时有利于加强人声,把对话集中在整个声场的中部,以增加整体效果.31. MPEG帧序列:在发送端发送一个基本帧,然后比较后续帧的区别进行编码,压缩后加以传输,接收端能够根据第一个基本帧和接收到的差值重建所有的帧,这样MPEG获得较大压缩率\消除连续帧中的时间冗余.从根本上讲这种属于茶法编码技术.32运动补偿及其意义:运动补偿是把当前子块认为是先前某个时刻图像块的位移,块位移的内容包括运动方向和运动幅度,位移的幅度值和方向在画面上各处可以不同.只对预测误差画面加以编码.运动补偿意义是利用帧序列的相邻画面之间的运动部分具有连续性,可以消除预测图与插补图在时间上的冗余,提高压缩比和良好重建图像质量的压缩效果.33.宏块:.宏块是进行运动补偿的基本单位,由一个16*16的亮度信息和两个8*8像素的色度信息组成,一幅静止的图像就有许多这样的宏块组成.34. H.261与MPEG的区别:H.261视频编码标准(P×64)的最低传输速度是64kbps.H.261视频编码标准(P×64)的目标是为了适应各种信道容量的数据传输,信道能力不同则可通过调整参数,以提供交互控制.MPEG的目的是要在狭窄频带上实现高质量的图像和高保真的声音传输.H.261的算法是基于DCT的编码方法和带有运动预测的DPCM预测编码方法的混合.35. OCR(光学符号识别)概念:是通过扫描等光学输入方式将各种票据\报刊\书籍\文稿及其他印刷品的文字转化为图像信息,再利用文字识别技术将图像信息转化为可以使用的文本的计算机输入技术.36.数码相机的工作原理:数码相机在工作时,外部景物通过光学镜头将光线汇聚到感光器件CCD(电荷耦合器件)上,CCD由数千个独立的光敏元件组成,这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵,外界景物所反射的光通过镜头照射在CCD上,并被转换成电荷,每个元件上的电荷量取决于其所受到的光照强度.由于CCD上的每一个电荷感应元件最终表现为所拍摄图像的一个像素,因此CDD内部所包含的电荷感应元件集成度越高,像素就越多,最终图像的分辨率就越高.CCD能够得到对应于拍摄景物的电子图像,但它还不能马上送去计算机处理,还需要按照计算机的要求进行模数转换,ADC(模数转换器)器件用来执行这项工作.接下来MPU(微处理器)对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式,例如JPEG格式.最后图像文件被存储在内置存储器中.至此,数码相机的主要工作已经完成.37.数据传输率:指单位时间传送的数字信息量的多少(传信率),用比特率衡量. 一般用KB/s 或MB/s.38.电子出版物是指以数字代码方式将图\文\声\像等信息存储在磁\光\电介质上,通过计算机或类似设备阅读使用,并可复制发行的大众传播媒体.39.电子出版物分类:从载体形式上分:光盘出版物\网络出版物；从内容和应用领域上分:电子图书\辞书手册\文档资料\报纸刊物\教育培训\娱乐游戏\宣传手册\信息咨询\电子简报40. 三大经典的编码方法及其编码方式(第一代编码技术):预测编码\变换编码\统计编码.预测编码是根据离散信号之间存在着一定的相关性,利用前面的一个或多个信号对下一信号进行预测,然后对实际值和预测值的差值进行编码.变换编码的基本方法是将数字图像分成一定大小的子图像块,用某种正交变换对子图像块进行变换,得到变换域中的系数矩阵,然后选用其中的主要系数进行量化编码.统计编码就是通过对信源的统计,减少信源所具有的冗余度缩短了码长的编码方法.选择填空:1. 输入显示媒体(如计算机\摄像机\话筒\扫描仪等)和输出显示媒体(如显示器\发光二极管\打印机等)两种.(输入\输出都是相对于计算机而言.)2我们所说的多媒体是指感觉媒体,实际上,在计算机世界,多媒体技术所处理的媒体主要是表示媒体.3.信息载体革命的3个重要里程碑:文字\印刷术\电信业4.三电合一:电信\电脑\电器.三网合一:因特网\通信网\电视网5.多媒体计算机系统是由硬件系统和软件系统组成.6.半导体存储器从储存功能上分为:只读存储器ROM和随机存储器RAM.7.光驱的倍速:倍速是指光驱读碟的速度8.磁盘阵列RAID5的应用领域:适合用于事务处理和联机处理,为银行系统\金融\股市和大型数据库的处理提供了最佳的解决方案.RAID5是目前使用的最多的一种类型.9. RAM为啥要刷新？DRAM需要定时充电,即通常所说的刷新.来保持数据的完整性.10.光盘的类型:按光盘的读写性能可分为:只读型光盘\多次可写光盘\可擦写光盘11.光驱读取光盘的两种方式:恒定线速度CLV\恒定角速度CRV12.红皮书标准(CD-DA)\黄皮书标准(CD-ROM)\白皮书(VCD)\橙皮书(CD-R)\蓝皮书(LD)13.VCD的压缩编码标准:MPEG-1.14.DVD的压缩编码标准:图像压缩标准MPEG-2,音频标准:Dolby AC-3或LPCM, 可选用MPEG-215模拟音频数字化过程:音频的采样\量化\编码.16.11.常用的波形编码技术有:PCM (脉冲编码调制)\ADPCM (自适应差分脉冲编码调制)和ATC (自适应变换编码).17.音频文件的格式:(1)WAV文件又称为波纹文件(2)VOC文件(3)MP3(4)MP4(5)RealAudio文件—RA/RM/RAM(6)AIFF文件—AIF/AIFF18. MIDI的两种方法合成声音:FM合成法(基本原理:用数字信号来表示不通乐音的波形,然后把它们组合起来,再通过数模转换器(A/D)生成乐音播放.)和波表合成法(把真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来,播放时根据命令生成各种音阶的音符,产生的声音质量比FM合成方法产生的质量要高的多.)19.音频信号的概念:音频信号是(Audio)带有语音\音乐和音效的有规律的声波的频率\幅度变化信息载体.决定音频信号波形的参数有:频率\幅度\相位20.数字图片处理即利用计算机对图像进行处理,它是将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程.21.色彩的三要素:亮度\色调\饱和度22.三基色:红\绿\蓝23.显示分辨率:又称为屏幕分辨率.数字化图像通过计算机显示系统时,屏幕呈现出横向与纵向像素点的个数,称为显示分辨率.24.图像分辨率:是指数字化图像的大小,以水平和垂直的像素点表示.26.图像文件格式:BMP\JPEG\JPEG2000\TIFF\GIF\MAC PAINT\Photoshop\png27.视频的分类:按照处理方式的不同可分为模拟视频和数字视频.28.电视信号制式:NTSC制式\PAL制式\SECAM制式,我国采用PAL制式29.目前世界上常用的电视信号制式有中国和欧洲使用的PAL制(是一种兼容电视制式,意指相位逐行交变),美国和日本使用的NTSC制及法国等国使用的SECAM制.30.视频文件的类型:本地视频格式(AVI\DV-AVI\QuickTime的MOV格式\MPEG\DivX)基于网络传输的流媒体视频格式(RM-Real Media\QuickTime的MOV格式\ASF\WMV\RMVB)31.帧:就是影像动画中最小单位的单幅影像画面,相当于电影胶片上的每一格镜头.一帧就是一副静止的画面,连续的帧就形成动画,如电视图像等32. 三大经典的编码方法(第一代编码技术):预测编码\变换编码\统计编码.33.数据压缩编码方法和分类:预测编码(差分脉冲编码调制DPCM\自适应差分脉冲编码调制ADPCM\帧间预测编码),变换编码(离散余弦变化DCT\K-L变换\小波变换),统计编码(霍夫曼编码\行程长度编码\算术编码),其他编码(LZW编码\矢量量化编码\子带编码\分形编码),图像压缩标准(JPEG\MPEG\H.261)34. 离散余弦变化DCT变换:DCT变换前首先把源图像划分为若干个8*8像素的子块,然后对8*8像素的子块进行DCT变换.35. JPEG压缩分四个步骤实现:颜色模式转换及采样\DCT变换\量化\编码36.三种非键盘输入方法:语音输入法\OCR\手写输入37.扫描仪的分类:平板式\手持式\滚筒式35.触摸屏类型与应用:触摸屏分为5中类型:(红外线扫描式\电容式\电阻式\表面声波式\矢量压力传感式)触摸屏.36.压缩率:描述压缩文件的效果名词,是文件压缩后的大小与压缩前的大小之比37.彩色喷墨打印机的颜色模型:CMYK模型,即(青,品红,黄,黑)。