多媒体技术叙述题

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1、叙述题1、简述音频编码的分类及常用编码算法和标准。答：音频编码分为：（1）基于音频数据的统计特性进行编码，其典型技术是波形编码。其FI标是使重建语音波形保持原波形的形状，PCM（脉冲编码调制）是最简单的编码方法。还有差值W:化（DPCM）、自适应量化（APCM）和自适应预测编码（ADPCM）等算法。（2）基于咅频声学参数进行参数编码，可进一步降低数据率。其0标是使重建咅频保持原音频特性。常用的音频参数柯共振峰、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，但还原信号的质量较差，自然度低。（3）基于人的听

2、觉特性进行编码。从人的听觉系统出发，利用掩蔽效应设计心理学模型，从而实现更高效率的数字音频压缩。而最有代表性的是MPEG标准中的高频编码和DolbyAC-3。国际电报电话咨询委员会（CCTTT）和国际标准化组织（TSO）提出了一系列有关音频编码算法和国际标准。如G.71164Kbps（A）律PCM编码标准、G7.21采用ADPCM数据率为32bpso还有G.722、G.723、G.727和G.728等。2、详述JPEG静态图象压缩编码原理及实现技术。答：JPEG是由国际电报咨询委员会（CCTTT）和国际标准化协会

3、（OST）联合组成的一个图象专家小组开发研制的连续色调、多级灰度、静止图象的数字图象压缩编码方法。JPEG适于静II:图象的压缩，此外，电视图象序列的帧内图象的压缩编码也常采用JPEG压缩标准。JPEG数字图象压缩文件作为一种数据类型，如同文本和阁形文件一样地存储和传输。基于离散余弦变换（DCT）的编码方法是JPEG算法的核心内容。算法的编解码过程如教材136贞图4.25-4.26所示。编码处理过程包括原图象数据输入、正向DCT变换器、量化器、熵编码器和压缩图象数据的输出，除此之外还附有量化表和熵编码表（即哈夫曼

4、表）；接收端巾信道收到压缩阁象数据流后，经过熵解码器、逆:W:化器、逆变换（1DCT），恢复并重构出数字图象，S化表和熵编码表同发送端完全一致。编码原图象输入，可以是单色图象的灰度值，也可以是彩色图象的亮度分量或色差分量信号。DCT的变换压缩是对一系列8*8采样数据作块变换压缩处理，可以对一幅像，从左到右、从上到下、一块一块（8*8/块）地变换压缩，或者对多幅图轮流取8*8采样数据块压缩。解码输出数据，需按照编码时的分块顺序作重构处理，得到恢复数字阁象。具体的实现技术如下：（1）首先把一幅图象分8*8的子抉按图中

5、的框图进行离散余弦正变换（n）CT）和离散余弦逆变换（TDCT）。在编码器的输入端，原始图象被分成一系列8*8的块，作为离散余弦正变换（FDCT）的输入。在解码器的输出端，离散余弦逆变换（1DCT）输出许多8*8的数裾块，用以重构图象。8*8FDCT和8*8IDCT数学定义表达式如下：FDCT：F(u，v)=-C(u)C(v)[^f(x,y)-cos^UK-COS^lvK]x=0y=01DCT：F(x，Y)=-(XSC(u)C(v)f(u,v)•cos(2x+1)u7l.cos(2yn)vKl11=()v=()两

6、式中，C(u),C(v)=—当u=v=OC(u),C(v)=l,其它情况离散余弦正变换(n)CT)可看作为一个谐波分析仪，把离散余弦逆变换(TDCT)看作一个谐波合成器。每个8*8二维原图象采样数据块，实际上是64点离散信号，该信号是空间二维参数x和y的函数。R)CT把这些信号作为输入，然后把它分解成64个正交基信号，每个正交信号对应于64个二维(2D)空间频率中的一个，这些空间频率是由输入信号的频谱组成。FDCT的输出是64个基信号的幅值(即DCT系数)，每个系数值由64点输入信号唯一地确定，即离散余弦变换的变

7、换系数。在频域平面上变换系数二维频域变量u和v的函数。对应于u=0,v=0的系数，称做直流分量(DC系数)，其余63个系数称做交流分量(AC系数)。因为在一幅阁象屮像素之间的灰度或色差信号变化缓慢，在8*8子块屮像素之间相关性很强，所以通过离散余弦正变挽处理后，在空间频率低频范围内集屮了数值人的系数，这样为数据压缩提供了可能。远离直流系数的高频交流系数大多为零或趋于零。如果FDCT和IDCT变换计算巾计算精度足够高，并且DCT系数没有被量化，那么原始的64点信号就能精确地恢复。(2)量化为了达到压缩数据的目的，对

8、DCT系数F(u,v)需作量化处理。量化处理是一个多到一•的映射它是造成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)后卩4舍五入取整。即量化器步长是量化表的元素，量化表元素随DCT变换系数的位置而改变，同一像素的亮度量化表和色差量化表不同值，U化表的尺寸也是64,与64个变换系数一一