MMC复习题总结

薂（20）如何衡量一种数据压缩方法的好坏？【知识点：失真度定义】节一个好的压缩方法对多媒体信息的存储和传输是至关重要的，影响压缩性能的主要指标有：薀?1、压缩比蚆对压缩前后的文件大小和数据量进行比较，作为压缩率的衡量指标。压缩的倍数越高越好，压缩的速度越快越好，并且希望压缩所耗费的资源、时间对用户来讲是透明的。但同时人们又希望确保数据压缩的精度薅2、图像质量莂虽然有损压缩可获得较大的压缩比，但压缩比过高，还原后的图像质量就可能降低。图像质量的评估法常采用客观评估和主观评估两种方法。蚇3、压缩与解压缩的速度莈压缩和解压缩的速度是压缩系统的两项单独的性能度量。莄4、执行的硬件与软件蒂采用什么样的硬件与软件去执行压缩/解压缩，与采用压缩方案和算法的复杂程度有着密切的关系肈（21）总结主流音频、图像、视频媒体的资源需求特征。【知识点：QoS】袆答：性能需求有：膃1.吞吐量需求，即有效地网络带宽，通常定义为物理链路的传输速率减去各种传输开销，以及网络冲突，瓶颈，拥塞和差错等开销。它反映了网络最大极限容量。薁2.可靠性需求。差错率是一种找你更要的性能指标，反映了网络传输的可靠性。葿3延迟需求。延迟（Delay）是衡量网络性能的重要参数。端到端延迟时间包括如下延迟时间：传播延迟、传输延迟、网络延迟、接口延迟等。与延迟有关的另一个性能参数是延迟抖动。薈4.多点通信需求。多媒体通信涉及音频和视频数据，在分布式多媒体应用中有广播（Broadcast）和多播（Multi-cast）信息。因此，除常规的点对点通信外，多媒体通信需要支持多播通信方式。膆5同步需求。这涉及流间同步和流内同步。蚁（22）网络传输图像的时候可以采用渐进方式（Progressive，定义可参考蔡安妮书p112），总结在IP网络上实现视频的渐进传输可以采用哪些可能的方法？（关注方法的原理）【知识点：分级编码/弹性编码】袀答：可分级的视频编码主要解决网络传输视频信息的时候,它为了充分利用网络带宽，并且有效解决视频质量和用户实时性请求之间的矛盾。在实际视频编码和传输过程中，首先传送、接收并显示低分辨率的流媒体数据，然后进一步传送、接收并显示更精细的数据、重要的数据和保护的数据，最后传其他数据。分级编码：主要有空间可分级、时间可分级、频率可分级、信噪比可分级，以及以上方法的混合应用肆可伸缩视频编码标准(SVC)是对H.254/AVC视频编码标准的可伸缩性扩展.SVC通过对时间分辨率、空间分辨率和质量等参数的可伸缩性来适应不同网络环境下用户对视频资料的分辨率、帧率、质量的不同需求。由于信道传输中大量存在的衰减、误码和数据丢失,差错控制显得十分重要,因而两种有效的对抗措施-错误弹性编码和错误隐藏技术被引入到SVC中:一部分是直接从H.264中继承而来;还有一部分则是利用了可伸缩视频的自身特性而提出的.羅1.渐进传输：指将能形成一个低质量图像的数据先传送出去，以使接收端能够解码并显示出一个粗略的图像；然后表示细节的高层数据再渐次传送，经接收端逐层解码累加到粗略的图像上，如此经过若干次累加，最后获得高质量的图像。螁空间可分级：将原始图像在水平和垂直方向上分别进行亚取样得到低分辨率的图像，然后对该图像再进行亚取样，将分辨率进一步降低，如此重复，直到得到所需要的最低分辨率为止。芁时间可分级：先将原始图像序列沿时间轴进行亚取样，取样后得到的低帧率序列按一般方式编码得到基本层码流，剩余的帧再编码构成增强层码流螈频率可分级：每个DCT系数矩阵可以划分为几个频带，每个频带包含若干个系数。最低频带内的系数（直流和低频分量）构成基本层码流，其它频带内的系数则分别构成各增强层的数据。信噪比可分级：基本层的编码方法与一般编码方式相同，只是DCT系数的量化器采用了较大的量化台阶，以获得较高的压缩比。单独对基本层码流解码所得到的图像量化噪声较大。增强层数据所包含的信息在解码时用来增加DCT系数的精度，从而达到提高解码图像质量的目的。蚄（PS：视频编码的可分级性（scalability）是指码率的可调整性，即视频数据只压缩一次，却能以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码，从而可支持多种类型用户的各种不同应用要求。）袁（23）常见视频编码通常输出CBR码流，保持编码器输出速率恒定所付出的代价是什么？【知识点：VBR?CBR，信息损失不可避免】蒈答：在视频编码时，先采用VBR编码（动态比特率编码），也就是没有固定的比特率，压缩软件在压缩时根据音频数据即时确定使用什么比特率。系统将自动为内容的简单部分分配较少的比特，从而留出足量的比特用于生成高质量的复杂部分。在输出时将VBR转为CBR码流，其比特率在流的进行过程中基本保持恒定并且接近目标比特率，始终处于由缓冲区大小确定的时间窗内。但编码内容质量不稳定：内容的某些片段要比其他片段更难压缩，故CBR流的某些部分质量就比其他部分差。此外，CBR编码会导致相邻流的质量不同。通常在较低比特率下，质量的变化会更加明显。总的来说，将VBR转为CBR码流，其信息损失是不可避免的。膆*蒃CBR编码指编码器的输出码率是固定值。当在一个带宽受限的信道中进行多媒体通讯的时候CBR是非常有用的，因为这时候受限的是最高码率，CBR可以更好的易用这样的信道。但是CBR不适合进行存储，占用空间相对大，且CBR将导致没有足够的码率对复杂的内容部分进行编码(从而导致质量下降)，同时在简单的内容部分会浪费一些码率。袁（24）分析YUV色彩空间模型能够得到广泛应用的原因。【知识点：视觉特性】衿答：YUV色彩空间实际上是利用了人眼的视觉特性，对亮度比较敏感，而对颜色相对较迟钝。在对图像视频等进行编码处理时，采用YUV色彩空间的这种人眼的视觉特性可以更好的进行压缩，因此YUV色彩空模型能够得到广泛的应用。羇*蒆1.在彩色电视发展的初期，社会上已经存在着相当数量的黑白电视机和黑白电视台，为了满足兼容的要求，需要将表示亮度和表示彩色的信号分离开，分成生亮度信号Y和2个色差信号U和V。羁2.经变换后，表示亮度和表示彩色的量被分离开，这不但有利于彩色与黑白电视的兼容，而且可以利用视觉对彩色的分辨力低于对亮度细节的分辨力的特点，将色差信号用比亮度信号窄的频带传送。艿（25）为什么模拟黑白电视和模拟彩色电视的信号带宽均在6MHz左右？【知识点：FDM】莅黑白电视中只需要传送一个亮度信号，而在彩色电视中，则需要在满足与黑白电视兼容、而且不增加为黑白电视所规定的信道带宽（如6MHz）的条件下，同时传送亮度信号和2个色差信号。芄其采用了FDM（频分多路复用），它是一种将多路基带信号调制到不同频率载波上再进行叠加形成一个复合信号的多路复用技术。肁由于扫描，使电视信号在行和场都呈一定的周期性，因此视频图像信号的能量主要分布在行扫描频率f及其各次谐波nf上。在2条相邻谱线之间，能量微弱，以至于可以看作是空白的。色差信号U和V的频谱分布也遵循同样的规律。如果选择某一数值等于（2n+1）f/2（半行频的奇数倍）的载频f，先将2个色差信号U和V调制到f上，然后再与亮度信号叠加在一起，色度信号的能量就刚好落在亮度信号频谱的空白处，这就是亮度信号与色度信号按照频谱交错间置的、共频带传送的基本原理。蚀（26）JPEG压缩标准中为何选择DCT变换，而MP3压缩中为何选择MDCT变换？【知识点：DCT】肇1.DCT是先将整体图像分成NN像素块,然后对NN像素块逐一进行DCT变换。由于大多数图像的高频分量较小，相应于图像高频成分的系数经常为零，加上人眼对高频成分的失真不太敏感，所以可用更粗的量化，因此传送变换系数所用的数码率要大大小于传送图像像素所用的数码率。到达接收端后再通过反离散余弦变换回到样值，虽然会有一定的失真，但人眼是可以接受的。肃2.DCT技术用于音频特别是宽带音频编码时存在着边界效应，会产生很大的噪声，而MDCT利用时域的重叠对消技术，可以降低“边界效应”。MDCT就是加了时窗的DCT。当子带信号比较平稳时，MDCT使用长窗分析，取得较高的频率分辨率；当子带信号快速变化时，MDCT使用短窗分析，取得较高的时间分辨率。为了改善处理过程，在长短窗切换时还使用了两种过渡窗。膁（27）支持IP网实时多媒体信息传送的协议有哪些？描述基本思想。【知识点：协议思想】肁支持IP网实时多媒体信息传送的协议有：RTP/RTCP,RSTP,IGMP,RSVP薅RTSP是用来控制声音或影像的多媒体串流协议，并允许同时多个串流需求控制，传输时所用的网络通讯协定并不在其定义的范围内，服务器端可以自行选择使用TCP或UDP来传送串流内容，它的语法和运作跟HTTP1.1类似，但并不特别强调时间同步，所以比较能容忍网络延迟。允许同时多个串流需求控制（Multicast），除了可以降低服务器端的网络用量，更进而支持多方视讯会议（VideoConference）。肆Internet组管理协议（IGMP）是因特网协议家族中的一个组播协议，用于IP主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。IGMP信息封装在IP报文中，其IP的协议号为2。它用来在ip主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。IGMP不包括组播路由器之间的组成员关系信息的传播与维护，这部分工作由各组播路由协议完成。所有参与组播的主机必须实现IGMP。芀（28）何为ATM?为何说ATM结合了分组交换和线路交换的优点？【知识点：ATM思想，MPLS思想】膈ATM是AsynchronousTransferMode（ATM）异步传输模式的缩写。（ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。ATM采用面向连接的传输方式，将数据分割成固定长度的信元，通过虚连接进行交换。ATM集交换、复用、传输为一体，在复用上采用的是异步时分复用方式，通过信息的首部或标头来区分不同信道。）芇ATM真正具有线路交换和分组交换的双重性:袅ATM面向连接,它需要在通信双方向建立连接,通信结束后再由信令拆除连接。但它摈弃了线路交换中采用的同步时分复用，改用异步时分复用，收发双方的时钟可以不同，可以更有效地利用带宽。莀ATM的传送单元是固定长度53byte的CELL（信元），其中5B为信元头，用来承载该信元的控制信息；48B为信元体，用来承载用户要分发的信息。信头部分包含了选择路由用的VPI（虚通道标识符）/VCI（虚通路标示符）信息，因而它具有分组交换的特点。它是一种高速分组交换，在协议上它将OSI第二层的纠错、流控功能转移到智能终端上完成，降低了网络时延，提高了交换速度。蕿（29）描述综合服务模型和区分服务模型的差异，举例说明。【综合题】罿IntServ模型又称为集成服务模型，其基本思想是在传送数据之前，根据业务的QoS需求进行网络资源预留，从而为该数据流提供端到端的QoS保证。为此，集成服务通常采用面向流的资源预留协议（RSVP），在流传输路径上的每个节点为流预留并维护资源。主机利用RSVP向网络为应用流提出QoS的请求；路由器利用RSVP将QoS请求信息传给流的路径中的其他路由器，并建立和保存该服务的信息；RSVP请求将会使得沿着数据路径的资源在路由器处预留。这种模型的优点是能提供端到端的绝对的QoS保证，但由于这种模型在实现上是非常困难的，主要体现在：蚄（1）由于预留是基于每个流而进行的，因此使得节点中要保留每个流的状态信息，导致核心路由器负担太重，因此可扩展性很差。莀（2）网络中每个节点都要维护各类数据库，并实现复杂的功能模块（如资源预留、路由、接纳控制等），造成了极大的复杂性。羀DiffServ（DifferentiatedServices）模型，又称为区分服务模型。区分服务模型的基本思想是在网络的入口处为每个数据包分类，并在数据包中标记相应的区分服务代码点（DSCP，DiffServCodePoint），用于指示数据包在网络转发路径的中间节点上被处理的方式。在网络内部的核心路由器中只保存简单的DSCP与PHB（每跳行为）的对应机制，根据数据包头部中的DSCP值对数据包进行相应的优先级转发，而业务流状态信息的保存与流量控制机制的实现等都在网络边界节点进行，内部节点是与状态无关的。蒇1.IntServ模型的基本思想是“所有的业务流相关状态信息是在端系统上”。它所使用的资源预留协议是一种信令协议。工作时，发送端给接收端发送一个PATH信息，以指定通信的特性。沿途的每个中间路由器把PATH信息转发给由路由协议决定的下一个节点。当收到一个PATH信息时，接收端做出的反应是用一个RESV信息为该业务流请求资源，包括带宽、时延等。沿途的每个中间路由器可以拒绝或接受RESV信息请求。如果请求不符合要求（合同），路由器将发送一个差错信息给接收端，并且中断信令的处理过程。如果请求被接受，就按照事先的约定，为该流分配链路带宽和缓冲区空间，并且把相关的业务流状态信息装入路由器中。网络在传送过程中为每一个流（flow，由两端的IP地址、端口号、协议号决定）维护状态。同时，基于这个状态执行报文的分类、流量监管、排队调度等。莃用户通过IntServ/RSVP协议向网络请求满足特殊服务质量要求的缓存和带宽；中间节点利用RSVP信令在数据传输通路上建立起资源预留并维护该通路，以实现相应的服务质量。蒀IntServ/RSVP模型的主要优点有：莁*能够提供有保证的QoS。因为RSVP运行在从源端到目的端的每个路由器上，因此用户可以预先购买需要的资源，由ISP负责监视每一个业务流的运行并随时在当前网络节点终止非法的资源占用。腿*RSVP在源和目的地之间可以使用现有的路由协议决定流的通路。RSVP使用IP包承载，使用“软状态”的概念，通过周期性的重传PATH和RESV信息并分析，对网络拓扑的变化做出反应。即对原有路由协议没有影响。蒆*支持一个源到一个目的地（unicast）和一个源到多个目的地（multicast）的QoS服务。薀缺点：薈*对现有路由器的改造十分复杂。由于需要进行端到端的资源预留，必须要求从发送到接收之间所有路由器都支持RSVP和许可控制协议，同时每个路由器还要花费大量的资源来维护和更新数据库（如链路状态数据库）。薆*IntServ只支持单个微流（microflow），但是，由于数目过多，对骨干网的处理能力是巨大的考验。膅*伸缩性差，在WAN中，各种各样的子网会不断增多，并且随着流数目的增加，状态信息的数量成比例上升，重传PATH和RESV信息会占用大量的路由器存储空间和处理开销。蚀*该模型不适合于短生存期的流。在IntServ中，RSVP进行的资源预留是单向的，因此必须对其规定两个方向的资源预留，从而增加网络开销。在短生存期的流占大多数的网络中，采用IntServ就得不偿失了。羈2.DiffServ是一个起源于In