ngan hang-xy ly am thanh hinh anh
TRANSCRIPT
1
HOC VIÊN CÔNG NGHÊ BƯU CHINH VIÊN THÔNG
KHOA: Viễn thông 1
NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI TƯ LUÂN
Tên học phần : Xử lý âm thanh và hình ảnh (Audio and Image Processing)
Mã học phần: 411XAH450
Ngành đào tạo: Điện tử viễn thông
Trình độ đào tạo: Hệ đại học chính quy
1. Ngân hang câu hoi thi
● Câu hỏi loại 1 điểm
Câu hỏi 1.1: Giả sử một tín hiệu có phân bố đều (uniform), được lượng tử đều 256
mức, có tỷ số S/N là 13dB. Nếu muốn tăng tỷ số S/N thành 25dB thì số mức lượng tử sẽ
phải là bao nhiêu?
Câu hỏi 1.2: Giả sử một tín hiệu có phân bố đều (uniform), được lượng tử đều 256
mức, có tỷ số S/N là 16dB. Nếu muốn giảm tỷ số S/N của tín hiệu thành 10dB thì số
mức lượng tử sẽ phải là bao nhiêu?
Câu hỏi 1.3: Giả sử chúng ta có ảnh mầu sử dụng 24 bit mã hóa cho một điểm ảnh. Mắt
người nhạy cảm với thành phần mầu đỏ và xanh lá cây hơn xanh lơ 1,5 lần. Xác định số
lượng bit mã hóa cho các thành phần mầu.
Câu hỏi 1.4: So sánh các đặc tính cơ bản giữa nén thoại và nén âm thanh?
Câu hỏi 1.5: Trình bày các khái niệm cơ bản về ảnh và xử lý ảnh?
Câu hỏi 1.6: Trình bày các định dạng file ảnh phổ biến?
Câu hỏi 1.7: Trình bày về các mô hình màu trong ảnh?
Câu hỏi 1.8: Trình bày về các mô hình màu trong video?
Câu hỏi 1.9: Trình bày về các loại tín hiệu video?
Câu hỏi 1.10: Trình bày về quá trình số hóa tín hiệu ảnh?
Câu hỏi 1.11: Trình bày các dạng lấy mẫu YCbCr?
Mẫu 2
2
Câu hỏi 1.12: Trình bày các khối chức năng của một mô hình nén ảnh cơ bản?
Câu hỏi 1.13: Trình bày về các loại ảnh có trong tiêu chuẩn MPEG?
Câu hỏi 1.14: Phân biệt SDTV và HDTV?
● Câu hỏi loại 2 điểm
Câu hỏi 2.1: Một tín hiệu hình Sin có biên độ 3V cần được biến đổi thành dạng số sao
cho nhận được tỷ số tín hiệu trên tạp âm lượng tử hóa không thấp hơn 27 dB. Yêu cầu
cần bao nhiêu bước lượng tử hóa như nhau và cần có bao nhiêu bít để mã hóa mỗi thành
phần rời rạc?
Câu hỏi 2.2: Trong các hình vẽ dưới đây: (a) Tín hiệu hình âm thanh hình Sin; (b) Lấy
mẫu tín hiệu; (c) Lượng tử hóa các xung mẫu.
Ở hình vẽ (c) chúng ta có thể thấy nhiễu lượng tử xuất hiện do việc sử dụng các từ mã 4
bit để biểu diễn cho 9 mức giá trị khác nhau. Xung mẫu đầu tiên tại thời điểm 0 là chính
xác, nhưng một số các xung mẫu tiếp theo thì không. Tính toán sai số (theo %) cho các
xung mẫu tại các thời điểm 1/32 và 4/32 của chu kỳ lấy mẫu?
Câu hỏi 2.3: Trong các hình vẽ dưới đây: (a) Tín hiệu hình âm thanh hình Sin; (b) Lấy
mẫu tín hiệu; (c) Lượng tử hóa các xung mẫu.
3
Ở hình vẽ (c) chúng ta có thể thấy nhiễu lượng tử xuất hiện do việc sử dụng các từ mã 4
bit để biểu diễn cho 9 mức giá trị khác nhau. Xung mẫu đầu tiên tại thời điểm 0 là chính
xác, nhưng một số các xung mẫu tiếp theo thì không. Tính toán sai số (theo %) cho các
xung mẫu tại các thời điểm 2/32 và 5/32 của chu kỳ lấy mẫu?
Câu hỏi 2.4: Trình bày các tham số đánh giá đặc trưng cho âm thanh?
Câu hỏi 2.5: Trình bày sơ đồ khối của hệ thống mã hóa thoại?
Câu hỏi 2.6: Trình bày phương pháp mã hóa tham số theo mô hình LPC?
Câu hỏi 2.7: Trình bày phương pháp mã hóa lai theo mô hình AbS?
Câu hỏi 2.8: Trình bày về phương pháp mã hóa âm thanh?
Câu hỏi 2.9: Trình bày về các giai đoạn chính trong xử lý ảnh?
Câu hỏi 2.10: Trình bày các phần tử của hệ thống xử lý ảnh số?
Câu hỏi 2.11: Trình bày về các kiểu dữ liệu ảnh?
Câu hỏi 2.12: Quá trình biến đổi giữa hai hệ mầu RGB và YCbCr được mô tả dưới đây:
a. Xác định các thành phần Y, Cb, Cr cho ảnh theo hệ mầu RGB với R=100, G=200,
B=50.
b. Xác định các thành phần R, G, B cho ảnh theo hệ mầu YCbCr với Y=100, Cb=50,
Cr=30.
Câu hỏi 2.13: Trình bày về tín hiệu video tương tự và các chuẩn liên quan?
Câu hỏi 2.14: Trình bày về tín hiệu video số và các chuẩn liên quan?
Câu hỏi 2.15: Bản chất của các kỹ thuật nén ảnh và video. Phân biệt nén không tổn thất
và nén có tổn thất?
● Câu hỏi loại 3 điểm
Câu hỏi 3.1: Cho nguồn ký hiệu A, B, C, D, E, F, G, H có xác suất xuất hiện của các ký
hiệu như sau:
,
4
m A B C D E F G H
P(m) 0.11 0.19 0.41 0.06 0.05 0.09 0.06 0.03
Xác định mã Huffman cho các ký hiệu nói trên, độ dài từ mã trung bình và hiệu suất
mã?
Câu hỏi 3.2: Cho nguồn ký hiệu A, B, C, D, E, F, G, H có xác suất xuất hiện của các ký
hiệu như sau:
m A B C D E F G H
P(m) 0.09 0.17 0.39 0.04 0.07 0.11 0.08 0.05
Xác định mã Huffman cho các ký hiệu nói trên, độ dài từ mã trung bình và hiệu suất
mã?
Câu hỏi 3.3: Mã hóa chuỗi sau {3, 5, 2, 4, 7, 8, 6, 5, 3, 1,…} bằng việc sử dụng bộ mã
hóa DPCM? Ở đây, sử dụng bộ dự đoán )2(ˆ)1(ˆ2
1)( nxnxnx p và bộ lượng tử 3
mức dưới đây:
12
10
12
)(
d
d
d
dQ
Giả sử rằng giá trị tạo lại của 2 mẫu đầu tiên là 3, 3. Mã sau được sử dụng để mã hóa tín
hiệu sai số: Error “0”-> “1”, Error “2” -> “01”, Error “-2” -> 00”.
Câu hỏi 3.4: Mã hóa chuỗi sau {3, 4, 5, 4, 7, 8, 6, 5, 3, 1,…} bằng việc sử dụng bộ mã
hóa DPCM? Ở đây, sử dụng bộ dự đoán )2(ˆ)1(ˆ2
1)( nxnxnx p và bộ lượng tử 3
mức dưới đây:
12
10
12
)(
d
d
d
dQ
Giả sử rằng giá trị tạo lại của 2 mẫu đầu tiên là 3, 2. Mã sau được sử dụng để mã hóa tín
hiệu sai số: Error “0”-> “1”, Error “2” -> “01”, Error “-2” -> 00”.
Câu hỏi 3.5: Giải mã bản tin 0.23355 theo tiến trình giải mã số học với mô hình mã
hóa:
5
Ki hiêu Xac suât
a 0.2
e 0.3
i 0.1
o 0.2
u 0.1
! 0.1
Câu hỏi 3.6: Cho một chuỗi 4 ký tự {a, b, c, d}. Xác suất xuất hiện của 4 ký tự là:
p(a)=0.4; p(b) = 0.1; p(c)=0.2; p(d)= 0.3.
a. Thiết kế Huffman codebook cho các ký tự đó. Tính tốc độ bít trung bình
(average bit rate) và so sánh nó với entropy của nguồn.
b. Dùng codebook vừa thiết kế viết luồng bít nhị phân cho chuỗi {baacddacbda}
Câu hỏi 3.7: Cho một chuỗi 5 ký tự {a, b, c, d, e}. Xác suất xuất hiện của 5 ký tự là:
p(a)=0.4; p(b)=0.1; p(c)=0.2; p(d)=0.15; p(e)=0.15.
a. Thiết kế Huffman codebook cho các ký tự đó. Tính tốc độ bít trung bình
(average bit rate) và so sánh nó với entropy của nguồn.
b. Dùng codebook vừa thiết kế viết luồng bít nhị phân cho chuỗi
{aacdedaccabbee}
Câu hỏi 3.8: Giả sử, chúng ta có một ảnh mầu 24 bit với các thành phần mầu đỏ, xanh
lá cây và xanh lơ và mỗi một thành phần mầu được mã hóa bởi 8 bit cho một điểm ảnh
(pixel). Nếu chúng ta muốn giảm xuống thành ảnh màu 8 bít bởi lượng tử hóa đều và
các thành phần mầu đỏ và xanh lá cây dùng 3 bit mã hóa cho mỗi thành phần và thành
phần mầu xanh lơ được mã hóa bởi 2 bit. Xây dựng bộ lượng tử dùng cho các thành
phần mầu khác nhau. Giả sử một điểm ảnh có các giá trị mầu (R, G, B) = (200, 150,
40). Xác định các giá trị mầu sau khi lượng tử hóa?
Câu hỏi 3.9: Trình bày các phương pháp mã hóa tín hiệu thoại?
Câu hỏi 3.10: Trình bày quá trình thu nhận tín hiệu hình ảnh?
Câu hỏi 3.11: Trình bày một số chuẩn mã hóa audio. So sánh một số nét cơ bản giữa
các chuẩn mã hóa đó?
Câu hỏi 3.12: Trình bày về cấu trúc dòng bit trong tiêu chuẩn MPEG?
Câu hỏi 3.13: Vẽ sơ đồ khối và trình bày nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa và giải
mã MPEG?
Câu hỏi 3.14: Cho ma trận ảnh:
6
1241243636
36124124124
124363636
1241243636
1. Sử dụng mã hóa LZW xây dựng từ điển và mã hóa ảnh. Tính tỷ số nén
2. Sử dụng mã hóa Huffman để mã hóa ảnh. Tính tỷ số nén
Câu hỏi 3.15: Cho ma trận ảnh:
126393939
39126126126
3939126126
3939126126
1. Sử dụng mã hóa LZW xây dựng từ điển và mã hóa ảnh. Tính tỷ số nén
2. Sử dụng mã hóa Huffman để mã hóa ảnh. Tính tỷ số nén
● Câu hỏi loại 4 điểm
Câu hỏi 4.1: Cho khối ảnh 8x8 sau khi biến đổi DCT và lượng tử được bảng dưới đây.
Hãy mã hóa khối ảnh 8x8 này bằng mã RLC và VLC biết rằng giá trị DC có trong khối
DCT trước là 20?
75 -6 -3 3 0 0 0 0
2 0 3 0 0 0 0 0
0 -2 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
Câu hỏi 4.2: Cho khối ảnh 8x8 sau khi biến đổi DCT và lượng tử được bảng dưới đây.
Hãy mã hóa khối ảnh 8x8 này bằng mã RLC và VLC biết rằng giá trị DC có trong khối
DCT trước là 30?
80 -4 -1 1 0 0 0 0
3 0 1 0 0 0 0 0
0 -3 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
7
Câu hỏi 4.3: Cho các ký tự A, B, C với phân bố xác xuất: PA = 0,5; PB =0,4; PC = 0,1.
(i) Xác định mã bằng mã hóa Huffman cho bản tin BBB?
(ii) Xác định mã bằng mã hóa số học cho bản tin BBB?
Câu hỏi 4.4: Xác định các hệ số DC và AC(0,1), AC(1,0) của phép biến đổi DCT cho
khối block ảnh 8x8 dưới đây?
97 91 94 79 74 81 67 49
96 90 93 78 73 80 66 48
94 88 91 76 71 78 64 46
92 86 89 74 69 76 62 44
90 84 87 72 67 74 60 42
88 82 85 70 65 72 58 40
86 80 83 68 63 70 56 38
84 78 81 66 61 68 54 36
Câu hỏi 4.5: Xác định các hệ số DC và AC(0,1), AC(1,0) của phép biến đổi DCT cho
khối block ảnh 8x8 dưới đây?
99 93 96 81 74 81 67 49
98 92 95 80 73 80 66 48
96 90 93 78 71 78 64 46
94 88 91 76 69 76 62 44
92 86 89 74 67 74 60 42
90 84 87 72 65 72 58 40
88 82 85 70 63 70 56 38
86 80 83 68 61 68 54 36
Câu hỏi 4.6: (a) Tính entropy () của ảnh dưới đây với các số (0, 20, 50, 99) minh họa
cường độ mức xám?
99 99 99 99 99 99 99 99
20 20 20 20 20 20 20 20
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 50 50 50 50 0 0
0 0 50 50 50 50 0 0
0 0 50 50 50 50 0 0
0 0 50 50 50 50 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
(b) Minh họa từng bước xây dựng cây Huffman để mã hóa cho bốn giá trị cường độ
mức xám trong ảnh nói trên.
(c) Tính số bit trung bình cần thiết để mã hóa cho mỗi một điểm ảnh và so sánh với
entropy ()?
8
Câu hỏi 4.7: Trình bày về nguyên lý nén trong ảnh và các bước thực hiện?
Câu hỏi 4.8: Trình bày nguyên lý nén liên ảnh và các kỹ thuật liên quan?
Câu hỏi 4.9: Trình bày các bước của chuẩn nén JPEG. Ứng dụng của JPEG. So sánh
giữa chuẩn nén JPEG và JPEG 2000. Phân tích các ưu điểm của JPEG2000?
Câu hỏi 4.10: Cho ma trận ảnh S (2×2):
93
39S . Sử dụng chuẩn nén ảnh JPEG (bỏ
qua bước trừ 128 điểm ảnh) để mã hóa ảnh S và tính tỷ số nén biết rằng ma trận lượng
tử
52
23Q và DC của khối trước là 3. Xác định ma trận ảnh sau khi giải nén.
Câu hỏi 4.11: Cho ma trận ảnh S (2×2):
82
28S . Sử dụng chuẩn nén ảnh JPEG (bỏ
qua bước trừ 128 điểm ảnh) để mã hóa ảnh S và tính tỷ số nén biết rằng ma trận lượng
tử
52
23Q và DC của khối trước là 4. Xác định ma trận ảnh sau khi giải nén.
2. Đê xuât cac phương an tô hơp câu hoi thi thanh cac đê thi : Đề thi nên tổng hợp
theo phương an (1+2+3+4).
3. Hương dân cân thiêt khac:
Sinh viên được phép mang bảng mã hóa Huffman
Ngân hàng câu hỏi thi này đã được thông qua bộ môn và nhóm cán bộ giảng dạy học phần.
Hà Nội, ngày tháng năm 20 10
Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Giảng viên chu trì biên soạn
TS. Nguyễn Tiến Ban TS. Lê Nhật Thăng TS. Lê Nhật Thăng