1.多媒体技术的主要特征
集成性、交互性、多样性、实时性、数字化(集交多实数字化)
集成性:将文本、音频、图像、视频等多种媒体综合处理;
交互性:用户可以控制信息的展示流程,不是单向播放;
多样性:媒体信息载体与表现形式多样化;
实时性:媒体信息可以同步实时处理播放;
数字化:所有媒体信息都以数字形式存储处理。
2. 什么是媒体?简述感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体的区别
媒体指信息的载体。感表显存传输
- 感觉媒体:人直接感知的信息,声音、图像、文字;
- 表示媒体:信息编码,JPEG、MP3编码;
- 显示媒体:输入输出设备,显示器、麦克风;
- 存储媒体:保存数据,硬盘、光盘;
- 传输媒体:传输信号,网线、光纤。
3.简述采样、量化、编码三个步骤在音频数字化中的作用
- 采样:按固定时间间隔采集模拟音频信号幅值,把连续时间离散化;
- 量化:把采样得到的幅值,映射到有限离散数字值;
- 编码:将量化后的数字数据按照格式组织,生成音频文件。
4.音频采样率 44.1kHz,量化位数 16bit,双声道,计算 1 分钟未压缩音频数据量
数据量 (bit)= 采样率 × 量化位数 × 声道数 × 时间
44100 ×16 ×2 ×60 =84672000 bit 字节:84672000 ÷8 =10584000 B ≈10.1MB
5.什么是奈奎斯特采样定理?
采样频率必须大于等于信号最高频率的2 倍,才能无失真还原原始模拟信号。
采样频率≥2 倍最高信号频率
6.MIDI 音频与 WAV 音频的主要区别
WAV 是波形音频,记录真实声音采样,文件体积大;
MIDI 记录音符指令,不是真实波形,文件体积小,依靠声卡合成器发声;
WAV 音质稳定;MIDI 音质受硬件音源影响。
MIDI 不是波形声音;文件体积小;依赖声卡合成器
7.有损音频编码 MP3 采用的心理声学模型基本思想
利用人耳听觉掩蔽效应,被强声音掩蔽的弱声音人耳听不到,丢弃这部分人耳感知不到音频数据,实现音频有损压缩。
MP3 属于有损音频编码,核心依据人耳听觉特性,利用心理声学模型去除人耳听不到的音频信息,实现压缩,在可接受音质损失下大幅降低码率。
8.图像数字化的过程。
图像数字化主要分为采样和量化两个步骤。
采样是将空间上连续的图像离散为像素点;
量化则是将每个像素的亮度与颜色转换为离散的数字值。
9.分辨率,区分图像分辨率、显示分辨率。
- 图像分辨率:图像本身像素尺寸,例如 1024×768,决定图像数据大小;
- 显示分辨率:显示器屏幕输出像素规格,决定屏幕显示能力。
10.什么是颜色深度(位深度)?24 位真彩色可以表示多少种颜色
颜色深度:每个像素用来存储颜色信息比特位数;
颜色数量 =2^n ;24 位:2^n =16,777,216 种颜色。
11.RGB、CMYK、YUV 三种色彩模型的适用场景
RGB:显示器屏幕发光显示;
CMYK:印刷油墨打印;
YUV:数字视频,亮度色度分离,用于视频压缩。
12.什么是色度 subsampling(色度子采样)?简述 4:2:0 含义
人眼对亮度敏感,对色度不敏感,降低色度采样实现压缩。
4:2:0:亮度 Y 每 4 个点,U、V 色度各取 2 个点,隔行省略色度。
13.对比位图(点阵图)与矢量图的特点、优缺点。
位图:像素点阵存储,放大会失真;适合照片;文件大;
矢量图:数学公式描述图形,放大不失真;适合图标 logo;复杂图像渲染开销大。
tips:位图放大失真;矢量图放大不失真,
14. JPEG 压缩算法的主要处理步骤。
颜色空间转换 →分块 →DCT离散余弦变换→量化 →Z 字形扫描 →哈夫曼熵编码。
15.JPEG 是有损压缩,是否存在无损 JPEG 模式?简单说明。
存在。JPEG 标准包含无损模式,不做 DCT 变换,使用预测编码,压缩率低。
16.JPEG‑2000相比 JPEG 的改进点
采用小波变换;支持有损、无损压缩;支持渐进传输;抗误码;压缩性能更好。
17.PNG 格式特点,支持哪些透明模式?
无损图像格式;支持Alpha 通道透明;不支持动画
18.GIF 图像格式特点,说明 GIF 动画原理。
最多 256 色;LZW 无损压缩;
GIF 动画存储多张独立帧,循环依次播放帧实现动画
19.视频数字化的概念,视频由哪两部分信息组成。
将模拟视频转为数字信号;视频由图像序列 + 同步音频两部分组成。
视频 = 图像序列 + 音频
20.什么是帧、关键帧 I 帧、P 帧、B 帧,各自作用。
I 帧:内部编码关键帧,完整图像,不需要参考其他帧;
P 帧:向前预测帧,参考前面 I/P 帧;
B 帧:双向预测帧,参考前后帧,压缩效率最高。
tips:I 帧内部编码;P 向前预测;B 双向预测
21. MPEG‑1、MPEG‑2、MPEG‑4
MPEG‑1:VCD;
MPEG‑2:DVD、数字电视;
MPEG‑4:网络流媒体,低码率多媒体。
22.H.264(AVC)
帧内、帧间预测;运动补偿;熵编码;相比 MPEG‑2 同等画质码率大幅降低
tips:H.264:帧间预测、熵编码,压缩效率高于 MPEG‑2
23 什么是运动估计、运动补偿,在视频编码中起什么作用
运动估计:查找前后帧物体运动偏移;
运动补偿:利用运动偏移预测图像;消除视频时间冗余,提升压缩率。
24.多媒体数据压缩两大分类:有损压缩、无损压缩
无损压缩:解压数据和原始完全一致,PNG、ZIP;
有损压缩:丢弃部分信息,解压不能完全还原,JPEG、MP3、H.264。
25.无损压缩适用场景,无损压缩能否把文件压到无限小
无损用于不允许丢失原始数据场景;
不能无限压缩,数据本身存在最小信息熵下限。