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1、多媒体技术基础及应用期末复习指导(本科)多媒体技术基础及应用是中央电大计算机科学与技术专业的限定性选修课程。4学分, 开设一学期。该课程使用的教材为多媒体技术基础及应用和多媒体技术基础及应用一 一辅导与实验，钟玉琢、冼伟铿、沈洪编著，清华大学出版社出版。本课程综合讲述了多媒体计算机的基本原理、关键技术及其开发和应用。规定学生掌 握的重要内容有:多媒体计算机的定义及其关键技术；视频音频信息的获取与解决;多媒体数 据压缩编码技术；多媒体计算机硬件及软件系统结构、超文本和超媒体、多媒体计算机的应 用技术。通过学习这些内容，为此后开展多媒体领域的研究和开发工作打下良好的基础。为了电大的同学更好地复习和
2、掌握这门课程的知识，下面按照教学大纲规定，对各章的 复习要点进行归纳总结，并给出相应的练习题及解答，供大家复习时参考。一、复习的重要内容第一章多媒体计算机概述1 .多媒体计算机的定义和分类多媒体计算机的定义是:计算机综合解决多媒体信息(文本、图形、图像、音频和视频) 使多种信息建立逻辑连接、集成为一个系统并具有交互性的技术。简朴地说：计算机综合解决声、文、图信息;具有集成性和交互性。多媒体计算机的分类，从开发和生产厂商以及应用的角度出发可以分为两大类：一类是家电制造厂商研制的电视计算机(Telep uter)，是把CPU放到家电中通过编 程控制管理电视机、音响。有人称它为“机灵”电视-Smar
3、t TV;另一类是计算机制造厂商研制的计算机电视(C ompuv i sio n),采用微解决器(80X8 6 , 68XXX)作为CPU,其它设备尚有VGA卡,CD-ROM,音响设备以及扩展的多媒体家电系 统，有人说它的发展方向是TV-Ki 1 lero2 .多媒体计算机要解决的关键技术视频音频信息的获取技术;H (X)在信息论中称为信源X的“熠” (Entro p y)，它的含义是信源X发出任意一个随机 变量的平均信息量。例如:信源X中有16个随机事件，即n=l 6。每一个随机事件的概率都相等，即P(X)=P(X2)=P1 -(X3)=P(X8)=77 ,计算信源X的焙。1616 11那么
4、,X 的蜡为:(X) = - log9 = Abits j=i 16- 166.理解哈夫曼编码方法哈夫曼编码方法的环节是： 概率记录(如对一幅图像，或m幅同种类型图像作灰度信号记录)，得到n个不同概率 的信息符号。将n个信源信息符号的n个概率，按概率大小排序。 将n个概率中,最后两个小概率相加，这时概率个数减为n-l个。 将n-l个概率，按大小重新排序。 反复，将新排序后的最后两个小概率再相加，相加和与其余概率再排序。 如此反复反复n-2次，得到只剩两个概率序列。以二进制码元(0.1)赋值，构成霍夫曼码字。编码结束。在理解上述环节的基础上，学会给已知的信源编码。第五章多媒体计算机硬件及软件系统
5、结构1 .多媒体个人计算机MPC的技术标准MPC联盟规定多媒体计算机涉及五个部件:个人计算机(PC)、只读光盘驱动器(CD ROM)、声卡、Windows操作系统和一组音箱或耳机等组成。并对CPU、存储器容量和屏 幕显示功能等给出了最低规定的功能标准。目前已有三个MPC标准，MPC1、MPC2、MPC3,有关具体的标准配置参考书上的 内容。2 . MPC的升级方法和原则获得MPC的途径有两种：一种是直接购买MPC机，另一种是购买多媒体升级套件，使 原有的普通PC机升级为MPC。3 .数字视频交互式多媒体计算机系统DV I , Di g i t a 1 Vi d e o I n t erac t
6、 ive,数字视频交互式多媒体计算机系统。DVI(Digital Video Inte r act i v e ),是I n t e 1公司推出的支持对多媒体信息进行解 决及表现的一个集成环境。该产品采用了 PL V(Product Le v el Video)视频压缩编码算法； 设计了两个专用芯片(82750 PB像素解决器及8 2 750 DB显示解决器)；设计制造了 三块门阵电路：82750LH主机接口门阵、82750LV VRAM/S C SI/ c apt u re接口门阵、8 2 750LA音频子系统接口门阵;初次设计了视频音频引擎(AVE-Aud i o Video En gin
7、 e );开发了多媒体计算机软件系统：AVSS(Aud i o V i de o Sub-S y s t em)和AVK(A u dio Vide o Kernel)oDVI系统重要在以下几个方面取得了实质性的突破：(1)一种全数字化的方法(2)视频压缩(3)声音压缩(4)合成图形DVI-II型比DV I -1型重要的改善重要有以下几点：性能指标高1 使用了三个专用的门阵列电路将多块解决板集成为一块解决板第六章超文本和超媒体2 .超文本和超媒体的重要特性(1)超文本的数据库是由文本、声音、图形、图像类节点组成的网络。(2)屏幕的窗口和数据中的节点是一一相应的，每个节点都有名字或标题在窗口显示。
8、(3)容易地创建节点、连接新的节点的链。(4)用户可对数据库进行浏览和查询。(5)超文本为作者提供一种新的写作方式。(6)超文本为读者提供了阅读大型信息库的方法。(7)具有窗口化的管理功能。(8)可通过网络共享数据库。(9)具有交互式的操作。3 .超文本和超媒体的两个基本模型(1) Cam p bel 1 和Goodman 模型(2) D e xter 模型第七章多媒体计算机的应用技术1 .电了出版物重要的创作流程多媒体电子出版物一般要通过以下过程：选题、编写脚本、准备媒体数据、系统制作、 调试、测试、优化、产品生产和发行等几个阶段。2 .视频会议系统的分类视频会议系统根据通讯节点数量提成两类
9、：点对点视频会议系统多点视频会议系统3 .视频会议系统的组成以及各部分的重要功能。视频会议终端；视频会议终端的重要功能是:完毕视频音频信号的采集、编辑解决 及输出、视频音频数字信号的压缩编码和解码，最后将符合国际标准的压缩码流经线路接口 送到信道，或从信道上将标准压缩码流经线路接口送到终端。多端控制单元(MCU)；多端控制单元的重要功能是：对视频、语音及数据信号进行 切换，例如它把传送到MCU某会场发言者的图像信号切换到所有会场。信道(网络)；信道(网络)的重要功能是:保证视频音频数据压缩码流安全在信道上 传输到视频会议系统的终端。 控制管理软件；控制管理软件重要是视频会议系统的标准，其中最著
10、名的标准是 H. 3 2 0系列和T.1 2 0系列建议。H系列的建议和标准是专门针对交互式电视会议业务 而制定的，而T系列是针对其他媒体的管理功能做出规定，两种协议的结合将使多媒体会议系 统的通信有更完善的依据。H. 3 20系列标准涉及了视频、音视的压缩和解压缩，静止图像, 多点会议，加密及一些改善的特性。T. 1 20是国际电信联盟通信标准部开发的系列国际标准, 此标准是为多媒体会议系统中发送数据而制定的。二、综合练习及解答一、单项选择题（从提供的四个答案中选择一个对的的答案，并将其编号填入括号中）1. Comm o dore公司于198 5年在世界上推出的第一个多媒体计算机系统是（）。
11、A、MacintoshB、DVIC、AmigaD、CD-I2,下列哪些不是多媒体系统的核心软件（）。A、AVSSB、AVKC、DOSD、Amiga V i sio n.国际标准MPEG-I I采用了分层的编码体系，提供了四种技术,它们是（）oA、空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术;等级技术B、时间可扩充性;空间可扩展性;硬件扩展技术;软件扩展技术C、数据分块技术;空间可扩展性;信噪比可扩充性;框架技术D、空间可扩展性；时间可扩充性;信噪比可扩充性；数据分块技术.在数字音频信息获取与解决过程中，下述顺序哪个是对的的（）。A、A/D变换，采样，压缩，存储，解压缩,D/A变换B、采样,压缩,A/
12、D变换，存储，解压缩,D/A变换C、采样,A/D变换，压缩，存储，解压缩，D/A变换D、采样,D/A变换,压缩，存储，解压缩，A/D变换3 .某音频信号的采样率为4 4.1 kHz,每个样值的比特数是8位，则每秒存储数字音频信 号的字节数是（）。A.344.53 1 k B.43. 066k C. 44.1k D. 3 5 2.8k.彩色可用（）来描述。A.亮度，饱和度，色调B.亮度，饱和度，颜色C.亮度,对比度，颜色D.亮度，色调，对比度7 .在全电视信号中，把（）的前沿作为一场的起点。A.奇数场同步信号B.开始场信号C.偶数场同步信号D.场同步基准信号8 .下列数字视频中哪个质量最佳（）。
13、A. 2 4 0X180分辨率、2 4位真彩色、1 5帧/秒的帧率B.320X240分辨率、30位真彩色、2 5帧/秒的帧率C. 320义2 4 0分辨率、3 0位真彩色、3 0帧/秒的帧率D.64 0义480分辨率、16位真彩色、15帧/秒的帧率9 .一幅彩色静态图像（RGB）,设分辨率为51 2义512,每一种颜色用8 b it表达，则该彩色 静态图像的数据量为（）。A. 2 5 6 X512X3X8 bi tB . 5 12X5 1 2X3X 8 X 25 b i tC. 2 5 6X256X 3 X 8 bit5 1 2X512X3X8bi t10.在数字视频信息获取与解决过程中，下面
14、（）是对的的。A.采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换B.采样、压缩、A/D变换、存储、解压缩、D/A变换C. A/D变换、采样、压缩、存储、解压缩、D/A变换D.采样、D/A变换、压缩、存储、解压缩、A/D变换1LD/A转换器和矩阵变换的目的是实现（）。A.模数转换和YUV到RGB的转换B.数模转换和RGB到YUV的转换C.模数转换和RGB到YU V的转换D.数模转换和YUV到RGB的转换12 .下列哪个说法,（）是不对的的。A、焙压缩法会减少信息量B、端压缩法是有损压缩法C、焙压缩法可以无失真地恢复原始数据D、嫡压缩法的压缩比一般都较大.下列哪种说法不对的（）oA、预测编码是一
15、种只能针对空间冗余进行压缩的方法B、预测编码是根据某一模型进行的C、预测编码需将预测的误差进行存储或传输D、预测编码中典型的压缩方法有DPCM、APCM.下列哪种说法对的（ ）oA、信息量等于数据量与冗余量之和B、信息量等于信息端与数据量之差C、信息量等于数据量与冗余量之差D、信息量等于信息燧与冗余量之和1 5.超文本和超媒体是以（）组织各种媒体信息。A.线性形式B.流式形式C.网状链接形式D.字节形式1 6. I型D VI系统硬件部分重要由三块板组成它们分别是（）。A、视频板、多功能板、计算机主板B、音频板、视频板、计算机主板C、多功能板、视频板、音频板D、视频板、音频板、图像获取板17.在
16、视频会议系统中关键技术是（）。A、视频会议系统的标准B、多点控制单元MCUC、视频会议终端D、视频会议系统的安全保密二、多项选择题1 .多媒体计算机的发展趋势是（）oA、进一步完善计算机支持的协同工作环境CSC WB、智能多媒体技术C、把多媒体信息实时解决和压缩编码算法作到CPU芯片中D、多媒体创作工具极其丰富。2 .多媒体技术未来发展的方向是（）。A、高分辨率，提高显示质量。B、高速度化，缩短解决时间。C、简朴化，便于操作。D、智能化，提高信息辨认能力。3 .模拟音频在时间上是（）oA.连续的 B.断续的C.离散的D.模拟的 E.数字的.下列文献中属于音频文献格式的有（）oA. WAV文献
17、B. AVI文献 C.VOC文献D. GIF文献 E.MIDI文献5.彩色可用（）来描述。A.亮度B.色调C.颜色D.饱和度E.对比度.在多媒体计算机技术中，常用的彩色空间表达有（ ）oA. NTSC彩色空间B.RGB彩色空间C.PAL彩色空间D. YUV彩色空间E.YIQ彩色空间6 .下列哪些是图像和视频编码的国际标准（ ）oA、J PEGB、MPEGC、 ADPCMD、H.2617 .视频会议系统设立了哪些访问权限？ （ ）oA、超级、优先B、一般、作废C、排队、优先D、超级、中断8 .基于内容检索要解决的关键技术是（）。A、多媒体特性提取和匹配B、相似检索技术C、多媒体数据管理技术D、多
18、媒体数据查询技术三、填空1、 多媒体计算机可分为两大类2、多媒体计算机的定义是在多媒体系统中，音频信号可分为两类，O音频卡的核心，是声音的合成与解决。它由以下几部分组成、采 用 YUV 彩 色 空 间 的 好 处是，彩色全电视信号是由 以下几部组成：7 、 J PE G算法具有以下四种操作方式：顺序编码，8、J P EG解码原理简化框图如图所示, 0 解码器 0 解码器恢复的图像数据9、在H型DV I系统中，视频子系统的关键技术是视频解决和显示引擎，它们是由、和 组成。10、 根据通信节点的数量，视频会议系统可分为:，四、简答题1、要把一台普通的计算机变成多媒体计算机需要解决哪些关键技术?2、
19、音频卡的重要功能有哪些？ 3、多媒体计算机获取常用的图形、静态图像和动态图像（视频）有哪些方法?多媒体数据压缩编码和解码技术;(3)视频音频数据的实时解决和特技；(4)视频音频数据的输出技术。3.多媒体技术促进了通信娱乐和计算机的融合(1 )多媒体技术是解决数字化及HDTV的可行方案应用多媒体技术制造高清楚度电视(HDTV)它可以支持任意分辨率的输出，并且输 入输出分辨率可以独立，输出分辨率也可以任意地改变。可以用任意的窗口尺寸输出，同时 还具有许多新的功能，如图形功能、视频音频特技以及交互功能。高清楚度数字电视技术及交互式电视技术由于采用了数字式视频数字式音频及MP E G压缩编码算法以便于
20、数据传输、存储及计算机控制和管理。国际标准MPEG-H,提供了 四种工具:空间可扩展性、时间可扩充性、信噪比可扩充性及数据分块等。(2)运用多媒体技术制作VCD、DVD及影视音响应用多媒体计算机技术可制作VCD、DVD、影视音响卡拉OK机等。VCD播放系统 重要有两种，一种是MPEG播放卡，另一种是VCD播放机。MPEG卡由Mediamatics公司研 制的,这种卡由三块重要的芯片:MX501、4Mbit-DRAM和40MHz OSC。它由视频音频 解码加速器、PCI总线/主机寄存器组成。(3)个人信息通信中心(PIC)多媒体计算机由于具有录音机、电话(可视电话)、图文传真机、立体声音设备、电
21、视 机和录音像机等多种功能。通过联网在网上传输多种信息，因此，有人称它为个人信息通信 中心(PIC)o第二章音频信息的获取与解决1 .数字音频的基本概念(1)模拟音频与数字音频技术声音是一种机械振动，振动越强，声音就越大。例如话筒把机械振动转换成电信号，这是一种模拟的音频，它是以模拟电压的幅度表达声音的强弱。4、多媒体数据压缩方法根据不同的依据有不同的分类，书上分为哪三种？5、预测编码的基本思想是什么？6、在MPEG视频压缩中，为了提高压缩比，重要使用了哪两种技术？7、C a mpbe 1 1和Goodman提出，超文本和超媒体系统结构哪三层模型理论？8、多媒体电子出版物创作的重要过程有哪些环
22、节？9、简述多媒体数据库的系统结构。五、论述题1、论述视频信号获取器的工作原理。2、论述JPEG静态图像压缩编码的重要原理和实现技术。3、论述H型DVI系统在技术上作了哪些改善。4、DVI系统如何解决计算机综合解决声、文、图信息的问题？六、综合题1 .已知信源：Y,Xo 汽 汽汽 尤v - I。250 260 200. 150. 100. 05对其进行Huf f man编码，并计算其平均码长。2.信源X中有1 6个随机事件，即n= 16。每一个随机事件的概率都相等，即P (x)=P(X2)二P(x3) =P ( x8)=77 计算信源X的燃。16附:练习参考解答一、单项选择题二、多项选择题1、
23、C2、C3、D4、C5、B6、A7、A8、C9、D1 0、A11、D12、C13、A14、C1 5、C16、C1 7、B1、ABC2、AB CD3、AD4、ACE5、ABD6、BDE 7、ABD8、AB9、AB三、填空1、家电制造厂商研制的电视计算机（T e lepute r ）计算机制造厂商研制的计算机电视（Compu v i s i on）2、计算机综合解决多媒体信息：文本、图形、图像、音频和视频，使多种媒体信息具有集成 性和交互性。3、语言信号、非语言信号（音乐和杂音）4、数字声音解决器、FM音乐合成器、MIDI接口控制器5、亮度信号Y解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题实验表白，人眼对彩
24、色图像细节的分辨本领比对黑白的低得多，因此，对色度信号U、V, 可采用“大面积着色原理”6、图像信号（色度信号、亮度信号）复合消隐信号（涉及行消隐和场消隐信号）复协议步信号（涉及行同步和场同步信号）7、累进编码、无失真编码、分层编码8、熠解码器、反量化器、逆变换（IDCT）9、82750 PB像素解决器、8 2 750 DB显示解决器、VRAM10、点对点视频会议系统、多点视频会议系统四、问答题1、答： 视频音频信号的获取技术；多媒体数据压缩编码和解码技术；视频音频数据的实时解决和特技； 视频音频数据的输出技术。2、答:音频的录制与播放；编辑与合成; MIDI接口；CD-ROM接口及游戏接口等
25、。3、答： 计算机产生彩色图形，静态图像和动态图像；用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和静态图像；用视频信号数字化仪，将彩色全电视信号数字化后，输入到多媒体计算机中。4、答：根据质量有无损失可分为有损失编码和无损失编码；按照其作用域在空间域或频率域上分为：空间方法、变换方法和混合方法； 根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码。5、答： 一方面建立数学模型，运用以往的样本值对新的样本值进行预测；将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值；对误差值进行编码。6、答：帧内图像数据压缩技术；帧间图像数据压缩技术。7、答:用户接口层一一表达信息；超文本抽象机层一一节点和链； 数据库层一一存储、共享数据
26、和网络访问。8、答:应用目的分析；脚本编写；设计框架；各种媒体数据准备；制作合成；测试。9、答：组合型多媒体数据库结构集中型多媒体数据库结构客户/服务器型多媒体数据库结构 层次型多媒体数据库结构五、论述题1、答:视频信号获取器的工作原理重要概述为以下几点： 从视频信号源得到的彩色全电视信号一方面送到视频模拟输入端口，需要解决行同 步信号和场同步信号的分离问题。即采用限幅的方法，将场同步和行同步信号与图像 信号分开，然后用积分和微分的方法获得场同步信号和行同步信号； 然后送到具有钳位电路和自动增益的运算放大器，最后通过A/D变换器将彩色全电 视信号转换成8位数字信号，送给彩色多制式数字解码器；通
27、过多制式数字解码器解码后得到丫、U、V数据，然后由视频窗口控制器对其进 行剪裁，改变比例后存入帧存储器，帧存储器的内容在窗口控制器的控制下与VG A 信号或视频编码器的同步信号同步；再送到D/A变换器，模拟彩色空间变换矩阵，同时送到数字式视频编辑器进行视频 编码； 最后输出到VGA监视器及电视机或录像机。2、答:JP EG静态图像压缩编码重要原理及实现技术概述为以下几点：离散余弦变换(DCT)一方面把一幅图像(单色图像的灰度值或彩色图像的亮度分量或色差分量信号)提成8X8的块进行离散余弦正变换(FDCT)和离散余弦逆变换(IDCT)o量化为了达成压缩数据的目的，对DC T系数F(u, v)需作
28、量化解决。量化解决是一个多到 一的映射，它是导致DCT编解码信息损失的根源。在JPEG标准中采用线性均匀量化器。 量化定义为，对64个DCT变换系数F (u, v)除以量化步长Q (u,v)后四舍五入取整。焙编码为进一步达成压缩数据的目的，需对量化后的DC系数和行程编码后的AC系数进行基 于记录特性的烯编码。63个AC系数行程编码和码字，可用两个字节表达。JPEG建议使用 两种烯编码方法：Huffman编码和自适应二进制算术编码。端编码可提成两步进行，一方 面把DC和AC系数转换成一个中间格式的符号序列；第二步是给这些符号赋以变长码字。3 .答:II型DVI系统在技术上重要作了以下几点改善：
29、性能指标高：II型DVI系统在硬件设计时采用了 8 27 5 0 PB像素解决器和8 2 750 DB显示解决器专用芯片，8 2 750 PB和82750 DB比起8275 0 PA和82750 DA在运 算速度上快一倍，并且在微码引擎和指令系统方面也有了明显的改善； 使用了专用的门阵电路：I ntel公司在I型DVI系统的基础上，将其周边逻辑设计 成三个门阵电路：8 27 50 L H主机接口门阵;8 2 750 LV VRAM/SCSI / Cap t u re接 口门阵;8275 0 LA音频子系统接口门阵； 将多块解决板变成一块解决板:最早的DVI系统由5块板组成，后来I型DVI系统
30、由三块板组成，II型D VI系统将它们集成在一块板上，视频和音频获取板也装在上面，只 占一个IBM PC标准插槽。4 .答：(1) 选用 PLV (Prod u c t Le v e 1 Video)视频压缩算法。(2) 设计了两个芯片和三个专用的门阵电路。两个芯片是：82 7 50像素解决器芯片( 827 5 0PA和82750PB)8 2750显示解决器芯片(827 5 0 D A和82750 D B )三个专用的门阵电路是：8 2 75 0 LH主机接口门阵8275 0 LV VRAM/SCS I/C aptu r e 接口门阵8 2 750 LA音频子系统接口门阵接口门阵(3) 提出新
31、的概念AVE视频音频引擎。(4) 设计实现了D 0 S 环境下的 AV S S( A u dio V ideo Sub sys t em)软件W i ndows 环境下的 AVK(Audio V i d e oKerne 1 )软件。六、综合题1、答:哈夫曼编码X101X21 0x31 1X4000X50 0 1 0X600116平均码长:2.4 5 j=i16 114b its2.答旧(X) = -而1鸣而数字音频技术是把表达声音强弱的模拟电压用数字表达，如o .5V电压用数字2 0表达, 2V电压用80表达。模拟电压的幅度，即使在某电平范围内，也可以取无穷多个，如1.2V、 1.2 IV.
32、 1.2 1 5Vo而用数字来表达音频幅度时，只能把无穷多个电压幅度用有限个 数字表达。把某一幅度范围的电压用一个数字表达,这叫做量化。数字音频是通过采样量化把模拟量表达的音频信号转换成许多二制数1和0组成数字 音频文献。(2)数字音频的文献格式与转换多媒体技术中常用的声音文献格式有：WAV文献WAV 是 Mi c r osoft 公司的音频文献格式。M i cr o soft s o un d system 软件 S ou n d Finder可以转换AIF, S ND和V OC文献到WAV格式。其中AIF是A p pl e计算机的音频文献格式;SND是另一种计算机的波形音频文献格式；(2)
33、VOC文献VOC文献是Creativ e公司波形音频文献格式。运用声霸卡提供的软件可实现VOC和WAV文献的转换。程序VOC2WAV转换Crea t i ve的VOC文献至IMier o so f t的WAV文献。程序WAV 2 VOC转换Mi c ros o ft的 WAV文献到C reat i ve的VOC文献。MIDI文献MIDI 文献是(Musical In s t r ument D i gi t a 1 Int e r fac e )乐器数字接口的缩 写。RMI是Micros o ft公司的MID I文献格式。2.音频卡的功能及工作原理(1)音频卡的功能音频卡的功能有以下几个重要方
34、面:音频录放、编辑、音乐合成、文语转换、CD-ROM 接口、MIDI接口、游戏接口等。 音频录放数字化音频采样频率范围：5kHz44.1kHz；量化位：8位/ 16位；通道数：立体 声/单声道。编码与压缩：基本编码方法有PCM（脉冲编码调制）；压缩编码方法有 ADPCM （8:4;8：3； 8:2;16:4）;CCITT A律（1 3： 8）CCITT 日律（14:8）实时硬件压缩/软件压缩。音频录放的自动动态滤波。录音声源：麦克风、立体声线路输入、CDo 编辑与音乐合成编辑与合成就像一部数字音频编辑器,它可以对声音文献进行各种特殊的解决：如倒播、 增长回音效果、静噪音、往返放音、互换声道等。
35、音乐合成功能和性能重要是依赖于合成芯片。（2）音频卡的工作原理音频卡的工作原理框图重要由以下几个部分组成： 声音的合成与解决这是音频卡的核心部分，它由数字声音解决器、调频（FM）音乐合成器及乐器数字接 口（MIDI）控制器组成。这部分的重要任务是完毕声波信号的模/数（A / D）和数/模（D /A）转换，运用调频技术控制声音的音调、音色和幅度等。 混合信号解决器混合信号解决器内置数字/模拟混音器，混音器的声源由以下儿种信号如MIDI信号、 CD音频、线路输入、麦克风等。可以选择一个声源或几个不同的声源进行混合录音。 功率放大器由于混合信号解决器输出的信号功率还不够大不能推动扬声器或音箱，所以一
36、般都有 一个功率放大器作为功率放大使得输出的音频信号有足够的功率。 总线接口和控制器总线接口有多种，初期的音频卡为ISA总线接口,现在的音频卡一般是PCI总线接口。总线接口和控制器是由数据总线双向驱动器、总线接口控制逻辑、总线中断逻辑及直 接存储器访问(DMA)控制逻辑组成。第三章视频信息的获取与解决1 .彩色空间表达及其转换(1) RGB彩色空间在多媒体计算机中常用红、绿、蓝(RGB)彩色空间表达，由于计算机彩色监视器的输 入需要红、绿、蓝(RGB)三个彩色分量，通过RGB三个分量的不同比例的组合，在显示器 屏幕上可得到任意的颜色。在多媒体系统中不管采用什么形式的彩色空间表达，但最后规定 输
37、出的是转换成RGB彩色空间表达。YUV和YIQ彩色空间现代的彩色电视系统也一般采用摄像机把摄到的彩色图像信号，通过度色棱镜提成Ro、 Go、Bo三个分量的信号，通过放大和校正后得到RGB信号，再通过矩阵变换电路得到亮度信 号Y和色差信号R Y、B-Y,最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进行编码，用同一信 道通过高频功率放大，通过天线发送出去。这种信号就是常用的YUV彩色空间表达。由于 这种彩色空间的亮度信号Y解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题，并且实验表白人眼对彩 色图像细节的分辨能力比对黑白低得多，因此可以对色度信号U、V采用“大面积着色原理” 用亮度信号Y传送细节而用色差信号U、V进行
38、大面积涂色。采用YIQ彩色空间表达的好处是人眼的彩色视觉特性表白，人眼分辨红、黄之间颜 色变化的能力最强,而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱。3 3) RGB与Y UV和YIQ之间的转换彩色摄像机得到的信号是通过y校正的RGB信号。考虑到和黑白电视机兼容及压缩编 码，在传送过程中包含亮度信号和色差信号，则亮度方程可简化为：Y=0.3R+O.59G+ 0.1 1 B。从这个公式可看到，采用三基色显示彩色时，各基色组成亮度Y的比例关系是不变的, 这些比例系数也叫做“可见度系数”它们的和为1。这表达当基色信号电压Er、Eg、Eb各 为IV时，构成的亮度信号Ey也为1 Vo在三个色差信号中B-Y、R-
39、Y、G-Y,其中有两个是独立的，最后一个可用亮度方程和 两个色差信号通过运算得到。考虑到彩色与黑白的兼容问题和减少幅度失真问题，则必须对 彩色信号进行压缩，具体方法是让色差信号乘上一个小于1的压缩系数。通过运算整理得 YUV与RGB之间的关系表达式。4 .黑白全电视信号和彩色全电视信号（1）黑白全电视信号全电视信号重要由图像信号、复合消隐信号（涉及行消隐信号、场消隐信号）和复协议 步信号（涉及行同步信号、场同步信号）三部分组成。（2）彩色全电视信号彩色全电视信号与黑白电视的兼容问题在彩色电视系统中，通常用Y、U、V彩色空间或Y、I、Q彩色空间，Y为亮度信号, 它可以和黑白全电视信号兼容。为了实
40、现兼容，彩色电视信号必须满足以下几个规定：（a ） 保存黑白电视信号原有的各项标准。如：每帧625行、隔行扫描、帧频为2 5 Hz、场频为5 0 Hz、行频为15625Hz、以及同步方式、频带宽度等。（b）彩色电视信号中应包具有一个 代表图像的亮度信号（称为亮度信号），这个信号中彩色接受机和黑白接受机中均能重现黑白 图像。（c）彩色电视图像信号中还应包具有代表图像颜色的信号（称为色度信号）和色同步 信号。彩色全电视信号的组成彩色全电视信号是由色度信号F、亮度信号Y（或用B表达）、复合消隐信号A（涉及行 消隐和场消隐信号）、复协议步信号S （涉及行同步和场同步信号）等迭加在一起组成的，通常 可用
41、符号FBAS来表达。在我国消隐电平规定为零电平，因此,在彩色全电视信号中事实上 并没有迭加特定的消隐信号此外，为了接受机解调色度信号的需要,在彩色全电视信号中 还应涉及色同步信号，这是由位于行同步后肩,具有十个周期左右的副载波组成。（3）视频信息和获取技术 运用计算机产生彩色图形，静态图像和动态图像。 运用彩色扫描仪，扫描输入彩色图形和静态图像。 运用视频信号数字化仪，将彩色全电视信号经数字化解决后，输入到多媒体计算机 中，获得静态和动态图像。3 .视频采集卡的组成 模数(A/D)变换和数字解码窗口控制器帧存储器系统(4)数模(D/A)转换和矩阵变换视频信号和VGA信号的叠加(6)数字式多制式
42、视频信号编码4 .视频卡的工作原理视频卡的工作原理(参考教材上视频卡的工作原理框图)可概述为：视频信号源、摄像 机、录像机或激光视盘的信号一方面通过模数(A/D)变换，送到多制式数字解码器进行解码 得至UY、U、V信号，然后由视频窗口控制器对其进行剪裁,改变比例后存入帧存储器。帧存 储器的内容在窗口控制下，与VGA同步信号或视频编码器的同步信号同步，再送到数模(D/ A)变换器模拟彩色空间变换矩阵，同时送到数字式视频编辑器进行视频编码，最后输出到 VGA监视器及电视机或录像机。第四章多媒体数据压缩编码技术1、多媒体数据压缩的重要性和分类(1)为什么要进行数据压缩多媒体信息涉及了文本、数据、声音
43、、动画、图形、图像以及视频等多种媒体信息。虽 然通过数字化解决后其数据量是非常大的，假如不进行数据压缩解决，计算机系统就无法对 它进行存储和互换。另一个因素是图像、音频和视频这些媒体具有很大的压缩潜力。由于在 多媒体数据中，存在着空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、图像区域的 相同性冗余、纹理的记录冗余等。它们为数据压缩技术的应用提供了也许的条件。因此在多 媒体系统中必须采用数据压缩技术，它是多媒体技术中一项十分关键的技术。2 2)数据压缩方法的分类常用的压缩编码方法可以分为两大类，一类是无损压缩法;另一类是有损压缩法。常用的数据压缩方法按其原理分类也可分为：预测编码、变换编码、
44、量化与矢量量化编 码、信息端编码、分频带编码、结构编码和基于知识的编码。3 . 量化的基本原理(1)量化的概念和原理量化的作用是在图像质量或声音质量达成一定保真度的前提下，舍弃那些对视觉或听 觉影响不大的信息。量化的过程是模拟信号到数字信号的映射。模拟量是连续量，而数字量 是离散量，因此量化操作实质上是用有限的离散量代替无限的连续模拟量的多对一的映射操 作。量化概念重要来自于从模拟量到数字量的转换，即A/D转换，也就是通过采样把连续 的模拟量离散化。量化过程预先设立一组判决电平和一组重建电平，各个判决电平覆盖一定 的区间，所有判决电平将覆盖整个有效取值区间。量化时将模拟量的取样值同这些电平比较
45、, 若采样值幅度落在覆盖区间之上,则取这个量化级的代表值，称为码字。一个量化器只能取 有限多个量化级，因此量化过程不可避免地存在量化误差。4 .常用的压缩编码(D记录编码(2 )预测编码(3 )变换编码5 .多媒体数据压缩编码的国际标准(1)静态图像压缩编码标准J p eg1 986年CCI TT和ISO两个国际标准化组织联合成立了一个联合图像专家组J PE G( J o int Phot o gr a phic E x pe r t s Gro u p),致力于建立适合彩色和单色灰度级的连 续色调静止图像的压缩标准。(2)运动图像压缩编码标准MPEGMPEG标准是ISO/IEC委员会的第1
46、1 172号标准，是针对全活动视频的压缩标准。 该标准涉及MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三大部分。MPEG视频是面向位速率 约1.5Mbit/s全屏幕运动图像的数据压缩;MPEG音频是面向每通道数率为64 , 1 2 8和19 2kbit/s的数字音频信号的压缩。MPGE输入图像亮度信号的分辨率为360X24 0 ,色度信号的分辨率为1 80X 1 20, 每29.97帧，采用双向运动补偿。MPEG把输入的视频信号提成组，用三种图像格式标出: 帧内图像、预测图像和差补图像。每组中的第一帧用帧内图像格式编码，第IM、2M、3M 帧(M 一般选为3)用预测图像格式编码，其它各帧使用差补图
47、像格式编码。差补图像不仅运 用过去的帧内图像或预测图像，也运用未来的帧内图像或预测图像进行运动补偿，因此可以 达成更高的图像压缩率。 MPEGI 标准MPEG- I标准是运动图像专家小组1981年制订的数字存储运动图像及伴音编码标 准。该标准分为视频、音频和系统三部分。它是一个通用标准，即考虑了应用规定，又独立于 具体应用之上。视频部分为1. 5 Mbit/s活动图像压缩编码算法，对于带宽为L5Mbit/s的位 流，可以获得可接受的图像质量。该算法帧内编码采用二维余弦变换、自适应量化、行程编 码、变字长编码和DPCM技术，帧间编码采用运动补偿预测和运动补偿内插技术。MPEG-I 对于较低的传输速率、窄带宽的应用(如单速CD