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1、西北大学 计算机基础(文科)国家精品课程西北大学计算机基础(文科)习题答案-第7章第7章 丰富多彩的信息社会多媒体数据处理1. 填空题1） 多媒体数据特点有 、 、 和 。数据量大、数据类型多、数据类型问区别大、输入和输出复杂。2） 数字音频可分为 、 和 。波形声音、语音和音乐 3） 多媒体元素有 、 、 、 、 、和 。文字、图形、图像、动画、声音和视频等 4） 音频设备主要有 ；视频设备主要有 、 、 、 、 和 ；图像设备主要有 和 。音频设备主要有功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒，PC中的声卡、耳机等，其他周边音频设备：专业话筒系列、耳机、
2、收扩音系统等。视频设备主要有采集卡、DV卡、便携式简报器、电视盒、电视卡、电视录像机、多媒体影音中心、非线性编辑卡、视频监控卡、视频信号转换器、视频压缩盒、视频压缩卡、网络硬盘录像机和字幕卡等。5） 视频文件可分为 和 。其一是影像文件；其二是流式视频文件6） 常见的数字图像文件格式 、 、 、 、 、 等文件。AVI格式，MOV格式，MPEG/MPG/DAT格式，DIVX 格式，RM格式7） 视频信号的采集类型有 、 、 。直接采集，简接采集和流媒体采集 8） 多媒体硬件系统由 、 、 、 和 组成。包括计算机硬件、光盘存储器，声音/视频处理设备、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传
3、输设备及接口装置等。 9） 数字音频的获取通过 、 、 来完成。音频的采样、量化和编码10）流媒体的传输方式有 和 两种方式。顺序流式传输，实时流式传输2. 简答题1) 什么是多媒体？媒体（Media）就是人与人之间实现信息交流的中介，简单地说，就是信息的载体，也称为媒介。多媒体就是多重媒体的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。2) 什么是多媒体技术？就是利用计算机把文字、图形、影象、动画、声音及视频等媒体信息都数字化，并将其整合在一定的交互式界面上，使计算机具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大的改变了人们
4、获取信息的传统方法，符合人们在信息时代的阅读方式。3） 多媒体技术的特征有哪些？(1)集成性多媒体技术的集成性是指将计算机、声像、通信技术合为一体，是计算机、电视机、录像机、录音机、音响、游戏机、传真机等性能的大综合，将多种媒体有机地组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，使声、文、图、像一体化。(2)控制性多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息。(3)交互性交互性是指人和计算机能“对话”，以便进行人工干预控制。交互性是多媒体技术的关键特性。(4)非线性 (5)实时性多媒体技术是多种媒体集成的技术，在这些媒体中，有些媒体(如声音和图像)是与时间密切相关的，这就决定了多媒体技术必
5、须要支持实时处理。多媒体技术是基于计算机技术的综合技术，它包括数字信号处理技术、音频和视频技术、计算机硬件和软件技术、人工智能和模式识别技术、通信和图像技术等。它是一门跨学科的综合性高新技术。(6)互动性(7)信息使用的方便性(8)信息结构的动态性4） 多媒体中图像的压缩存储分为哪几类？图像压缩方法可以分成两种类型：有损压缩和无损压缩。1.无损压缩无损压缩利用数据的统计特性来进行数据压缩，典型的编码有Huffman编码、行程编码、算术编码和Lempel-Zev编码。由于无损压缩法不会产生失真，它能保证完全的恢复原始数据，但这种方法的压缩率比较低，一般在2:1到5:1之间。2.有损压缩 有损压缩
6、不能完全恢复原始数据，而是利用人的视觉特性使解压缩后的图像看起来与原始图像一样，有损压缩的压缩率比较高，其中动态视频图像的压缩比可达100:1到200:1。有损压缩的主要方法有预测编码、变换编码、模型编码、基于重要性的编码以及混合编码方法等。压缩比随着编码方法的不同差别较大。 5） 简述多媒体系统的构成。多媒体计算机系统的构成：多媒体计算机是能运行多媒体应用软件功能、能够开发多媒体软件产品的计算机。多媒体计算机的体系结构与普通计算机基本相同，都可以分为硬件和软件两部分；硬件主要包括主机、输入设备、输出设备等；软件包括系统软件和应用软件两部分；多媒体计算机与普通计算机的差异主要表现在其所使用的具
7、有媒体功效的外设及多媒体应用软件上。多媒体计算机的硬件系统由计算机传统硬件设备光盘存储器(CD-ROM)、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成，软件系统是由多媒体驱动软件、多媒体操作系统、多媒体素材编辑与处理处理工具软件、多媒体创作工具软件、多媒体应用软件等构成。6） 音频的处理流程。采样、量化、编码、存储、解码、D/A变换7) 数字图像都有那些应用？图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。1）航天和航空技术方面航天和航空技术方面的应用数字图像处
8、理技术在航天和航空技术方面的应用，除了对月球、火星照片的处理之外，另一方面的应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中。许多国家每天派出很多侦察飞机对地球上有兴趣的地区进行大量的空中摄影。对由此得来的照片进行处理分析，从照片中提取人工所不能发现的大量有用情报。这些图像无论是在成像、存储、传输过程中，还是在判读分析中，都必须采用很多数字图像处理方法。我国也陆续开展了以上诸方面的一些实际应用，并获得了良好的效果。在气象预报和对太空其它星球研究方面，数字图像处理技术也发挥了相当大的作用。2）生物医学工程方面数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛，而且很有成效。除了像CT技术之外，还有一些对医用显微图像的
9、处理分析，如红细胞、白细胞分类，染色体分析，癌细胞识别等。此外，在X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。3）通信工程方面当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。4）工业和工程方面在工业和工程领域中图像处理技术有着广泛的应用，如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类，印刷电路板疵病检查，弹性力学照片的应力分析，流体力学图片的阻力和升力分析，邮政信件的自动分拣，在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态，先进的设计和制造技术中采
10、用工业视觉等等。其中值得一提的是研制具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人，将会给工农业生产带来新的激励，目前已在工业生产中的喷漆、焊接、装配中得到有效的利用。5）军工和治安方面在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导，各种侦察照片的判读，具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统；公安业务图片的判读分析，指纹识别，人脸鉴别，不完整图片的复原，以及交通监控、事故分析等。6）文化艺术方面目前这类应用有电视画面的数字编辑，动画的制作，电子图像游戏，纺织工艺品设计，服装设计与制作，发型设计，文物资料照片的复制和修复，运动员动作分析和评分等等。7)机器人视觉机器视觉作为智能机器人的重要感觉器官
11、,机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人,邮政、医院和家庭服务的智能机器人,装配线工件识别、定位,太空机器人的自动操作等。8)视频和多媒体系统在电视制作系统中广泛使用图像处理、变换、合成,多媒体系统中静止图像和动态图像的采集、压缩、处理、存贮和传输等。9)电子商务在当前呼声甚高的电子商务中,图像处理技术也大有可为,如身份认证、产品防伪、水印技术等。 总之,图像处理技术应用领域相当广泛,已在国家安全、经济发展、日常生活中充当越来越重要的角色,对国计民生的作用不可低估。8） 数字视频有那些特点？数字视频由数字编码而成，比模拟信号更精确，而且不易受到干扰。可以运用多种编辑工具对数字视频进行编
12、辑加工，制作出各种效果，而且编辑处理不会损失原视频信号。数字视频信号可以被压缩，便于存储和传输，而且可以实现交互的信号传输。9） 什么是无损压缩和有损压缩？两者各有何优缺点？无损压缩是对文件本身的压缩，和其它数据文件的压缩一样，是对文件的数据存储方式进行优化，采用某种算法表示重复的数据信息，文件可以完全还原，不会影响文件内容，对于数码图像而言，也就不会使图像细节有任何损失。而有损压缩是对图像本身的改变，在保存图像时保留了较多的亮度信息，而将色相和色纯度的信息和周围的像素进行合并，合并的比例不同，压缩的比例也不同，由于信息量减少了，所以压缩比可以很高，图像质量也会相应的下降。有损压缩优缺点有损压
13、缩的特点是保持颜色的逐渐变化，删除图像中颜色的突然变化。生物学中的大量实验证明，人类大脑会利用与附近最接近的颜色来填补所丢失的颜色。例如，对于蓝色天空背景上的一朵白云，有损压缩的方法就是删除图像中景物边缘的某些颜色部分。当在屏幕上看这幅图时，大脑会利用在景物上看到的颜色填补所丢失的颜色部分。利用有损压缩技术，某些数据被有意地删除了，而被取消的数据也不再恢复。因此，利用有损压缩技术可以大大地压缩文件的数据，但是会影响图像质量。如果使用了有损压缩的图像仅在屏幕上显示，可能对图像质量影响不太大，至少对于人类眼睛的识别程度来说区别不大。可是，如果要把一幅经过有损压缩技术处理的图像用高分辨率打印机打印出
14、来，那么图像质量就会有明显的受损痕迹。无损压缩方法的优点是能够比较好地保存图像的质量，但是相对来说这种方法的压缩率比较低。3. 应用题 1） 请简述一段从钢琴中发出的声音从采集再从计算机中输出的过程。（一）用计算机采集模拟声音信号A.用音频线将麦克风插头接入计算机的音频输入插孔B. 在Windows下打开“录音机”程序，进入以下界面：C. 设置录音机选项打开“文件”菜单下的“属性”选项，弹出“格式转换”对话框，点按“立即转换”，继而在弹出的“声音选择”对话框中指定所需的格式和属性，单击“确定”，回到主界面，开始采集声音D.采集声音 在主界面中点按“录音”按钮，就开始采集声音了。采集完毕，点按“暂停”按钮停止录音，并按下“放音”按钮试听效果。如果满意，可以进行保存，文件格式为.WAV。
