数字视频技术习题

第一章习题

1、简述为什么需要数字视频？

2、简述数字视频技术所涉及的主要内容。

3、叙述人眼视觉主要特性。举一个视觉特性用于视频图像压缩的例子。 4、电视技术主要利用人眼何种视觉特性又如何将光图像转变为电信号的？ 5、彩色视频信号由哪几个分量组成？给出它们之间的关系。 6、视频信号主要有哪几种统计特性？它们分别有哪些特点？ 7、举一个视频特性信号统计特性用于视频压缩的例子。

8、视频信号数字化时，需经过哪几个环节？其关键参数是什么？它们选择的所考虑的主要因素是什么？

9、简述CCIR601建议中主要参数。试求抽样点结构分别为4：4：4和4：2：0格式的PAL彩色图像信号的数码率。

10、20人观察评价某图像，其中10人认为“非常好”，5人认为“好”，5人认为“一般”，求该图像的平均分数。

11、简述视频图像质量客观评价方法。这种方法的不足之处是什么？

第二章习题

1、举例说明数字视频信号压缩的必要性和可行性。

2、给出视频图像压缩编码基本模型并简要说明它们各部分的作用。 3、对一个视频信号源进行压缩编码，其编码的最大压缩比由什么决定？

4、现有一幅已离散量化后的图像，图像的灰度量化分为8级，如表题2－1所示。表中数字为像素的灰度级。另有一速率为100bit/秒的无噪无损信道。

表题 2－1

1 1 1 1 2 2 3 4 5 7

1 1 1 1 2 2 3 4 5 7 1 1 1 1 2 2 3 4 5 7 1 1 1 1 2 2 3 4 5 7 1 1 1 1 2 2 3 4 6 7 1 1 1 1 2 2 3 4 6 8 1 1 1 1 2 2 3 4 6 8 1 1 1 1 2 3 4 5 6 8 1 1 1 1 2 3 4 5 6 8 1 1 1 1 2 3 4 5 6 8 （1） 现将图像通过该信道传输，用等长码，问需要多长时间才能传送完这幅图像？ （2） 对这幅图像进行霍夫曼编码，求每种灰度的码字，问平均码长为多少？这时传送完

这幅图像需要多少时间？并求其编码效率？

（3） 设计对应并行解码表。

5、图题2－1给出了某图像X0的相邻像素位置和协方差，利用X1，X2，X3对X0进行预测

X0=a1X1+a2X2+a3X3 ,画出预测器方框图，并求其最佳预测系数。

R03

X3 X2 R02 0.9849

X0 0.9785

X1

R01

0.9902 图题 2－1

6、设一个8×8的图像﹛x (m,n)﹜，如图题2－2所示。 n

8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7 8 m 8 7 6 6 6 6 7 8 8 7 6 5 5 6 7 8 8 7 6 5 5 6 7 8 8 7 6 6 6 6 7 8 8 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 图题 2－2 （1）计算该图像的熵值。

?(,)xmn（2）对图像作前向预测（即列差值，设8×8区域外的图像值为8）：xmn(?,)1试给出该图像预测误差及其熵。

（3）比较上述两个熵，得到的结论是什么？

?，

7、若可见度阀值曲线为 y=2+0.15x ,x表示预测误差。试设计一个预测误差为0--31的最佳量化器。该量化器的最大量化误差是多少？

8、说明预测编码实现图像数据压缩的基本原理是什么？ 9、说明变换编码实现图像数据压缩的基本原理是什么？

10、在数字图像变换编码中，变换域矩阵系数分布具有什么特点？说明在变换域是如何利用该特点进行压缩编码的？

11、现代视频图像压缩编码方法与经典视频图像压缩编码方法的主要区别是什么？ 12、现代视频图像压缩编码方法主要有哪些？ 13、举例说明图像统计特性在图像压缩编码中的应用。 14、何为帧间预测？运动补偿帧间预测的目的是什么？ 15、运动补偿帧间预测中的块匹配法中，块匹配准则有哪几种？

16、双向预测和前向预测的主要区别是什么？它们在实现中应注意什么问题？ 17、如何如何衡量一个压缩编码方法的好坏？

18、如一个信源的符号为﹛a, b, c﹜,它们的概率分别为﹛0.2， 0.4， 0.5﹜，对输出序列 ccaba进行算术编码。

19、试说明矢量量化编码比标量量化编码性能优越的原因。

第三章习题

1、制定视频图像压缩编码的国际组织有哪些？他们分别制定了哪些视频压缩编码标准？

2、试说明DCT压缩编码中Z形扫描的方法和意义。

3、描述CIF, QCIF, Sub-QCIF, 4QCIF, 16QCIF图像格式的主要参数。 4、JPEG和H.261图像压缩标准的主要区别是什么？ 5、描述CIF图帧结构特点。

6、试说明H.261、H.263和H.264标准的制定目标以及它们之间的主要技术区别。 7、JPEG2000与JPEG相比，它们的核心算法有何区别，JPEG2000的主要优点是什么？ 8、设一子块亮度图像DCT系数量化矩阵如图题3－1所示，（1）按JPEG标准求出它们的编码字。（2）求出非0量化系数的DCT系数。（3）求该子块图像的压缩比。（设前一子块图像的直流DCT系数为234.5）。

图题3－1

9、MPEG-2与MPEG-1相比，其主要特点是是什么？

10、描述MPEG-2的类/级结构。不同类和不同级之间的主要区别是什么？ 11、何为可分级编码？MPEG-2中主要有哪几种可分级编码？ 12、何为I帧、P帧、B帧？它们各具有什么特点？ 13、描述MPEG-2中I帧、P帧、B帧的编码过程。 14、描述MPEG-2系统运输层数据结构。 15、MPEG-4标准的主要特点是什么？ 16、描述AVS标准的主要特点。

第四章习题

一、填空题

(1) 信源编码是为了提高数字通信传输_____而采取的措施， 是通过各种编码尽可能地_____信号中的冗余信息， 以降低传输速率和减少传输频带宽度。

(2) 信道编码是为了提高数字通信传输的_____而采取的措施。 为了能在接收端检测和纠正

传输中出现的错误， 在发送的信号中_____一部分冗余码。 (3) 交织分为_____交织和_____交织两种类型。

(4) 正交振幅调制MQAM的电平数m和信号状态M之间的关系是_____。 二、选择题

(1) 在一个码组集合中要检测e位错码， 应使码组间的最小码距dmin≥_____。 ① e+1 ② 2t+1 ③ t+e ④ t+e+1

(2) 在一个码组集合中要纠正t位错码， 应使码组间的最小码距dmin≥_____。 ① e+1 ② 2t+1 ③ t+e ④ t+e+1

(3) 在一个码组集合中要纠正t位错码， 同时具有检测e位错码的能力， 应使码组间的最小码距dmin≥_____。

① e+1 ② 2t+1 ③ t+e ④ t+e+1 (4) 研究卷积码不采用的方法是_____。

① 树状图 ② 网格图 ③ 状态图 ④ 波形图 三、问答题

1、数字视频传输信道编码有何意义？

2、差错控制的基本方式有哪些，各有什么特点？ 3、信道编码一般有哪些主要分类，各有什么要点？

4、最小码距dmin与码的纠错和检错能力之间具有什么样的关系？

5．RS码的编码有何特长？分别计算RS（208，188）码的信息位、纠错位和汉明距离。 6、按照(2， 1， 2)卷积码网格图将一输入信号序列编码。

7、级联码用来纠正哪一类误码？一般是哪些码级联？是如何编码的？

8、TCM编码调制器由哪几部分组成？

9、COFDM是如何防止同频干扰和多径干扰的？

10、在数字电视传输系统中，常用的RS码都是在GF（28）有限域上计算得到其对应的截断码，例如DVB-S RS（204，188）就是RS（255，239）的截断码，请问截断码与原码有何异同点？

11、简述卷积码的特点，就卷积码的维特比译码方法进行评述。

12、什么是交织技术？4、交织的作用是什么？常用的有哪两种方法？为什么要在数字视频信号传输信道中设计交织？如何理解经过交织后的数据，其纠错能力大大增强？举例说明。

13、分析DVB-S卷积交织/解交织的基本工作原理，设其信道中RS码为RS（204，188，8）。 14、在数字视频的信道编码中，RS编码、卷积交织和TCM网格编码是常用的形式，请问它们在抗干扰、引入冗余度和结构的复杂性等方面存在哪些异同点？

15、数字调相又称移相键控，请问二相移相键控与16相移相键控有何特长异同点？ 13、对于四相移相键控（QPSK），如果给定相位是0、π/2、π和3π/2的QPSK四种信号

表达式，设计一个能够产生上述QPSK信号的电路。

14．为什么说16QAM能够通过两路独立的QPSK产生？请设计一个电路，并就此分析原理。 15、我国清华大学目前试验的64QAM地面传输与移动接收的调制方式，通过您的资料搜集

与学习，这种调制方式与16QAM调制方式的最大区别是什么？不足有哪些？ 16、阐述Turbo码的编译码要点。

17、如何理解“信道编码是增加冗余度”的编码过程？举例说明。

18、说明数字视频信号传输的方式？数字视频信号传输与模拟视频信号传输有哪些异同点？ 19、查找一种用于数字视频系统的IC芯片，详细说明其工作原理及使用方法。

第五章习题

一、填空题

(1) 数字电视的前向纠错包括_____、 _____、 _____和_____四个部分。

(2) 目前数字电视广播有三个相对成熟的标准制式： 欧洲的_____、 美国的_____和日本的

_____。

(3) DVB定义了三种专用接口：_____、_____和 _____ 。 (4)DVB主要的三大标准是：_____、_____和 ____。 (5) 视频会议H系列主要的标准有：_____、 _____和 ____。 二、选择题

(1) 一个具有正常视觉的观众在距离高清晰度电视机大约是显示屏高度_____倍的地方所看

到的图像质量应与观看原景象或表演时所得到的印象相同。

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