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  第13题      
  知识点:   编码   编码的国际标准   国际标准   视频
  关键词:   国际标准   视频   图像编码   编码   图像        章/节:   多媒体基础知识       

 
(13)既不是图像编码也不是视频编码国际标准
 
 
  A.  JPEG
 
  B.  MPEG
 
  C.  ADPCM
 
  D.  H.261
 
 
 

 
  第13题    2009年下半年  
   38%
RGB8:8:8表示一帧彩色图像的颜色数为(13)种。
  第14题    2012年下半年  
   24%
计算机处理模拟视频信号过程中首先要进行(14)。
  第14题    2017年上半年  
   24%
使用图像扫描仪以300DPI的分辨率扫描一幅3×4英寸的图片,可以得到( )像素的数字图像。
   知识点讲解    
   · 编码    · 编码的国际标准    · 国际标准    · 视频
 
       编码
               编码过程
               在给定了软件设计规格说明书后,下一步的工作就是编写代码。一般来说,编码工作可以分为四个步骤:
               (1)确定源程序的标准格式,制订编程规范。
               (2)准备编程环境,包括软硬件平台的选择,包括操作系统、编程语言、集成开发环境等。
               (3)编写代码。
               (4)进行代码审查,以提高编码质量。为提高审查的效率,在代码审查前需要准备一份检查清单,并设定此次审查须找到的bug数量。在审查时,要检查软件规格说明书与编码内容是否一致;代码对硬件和操作系统资源的访问是否正确;中断控制模块是否正确等。
               编码准则
               在嵌入式系统中,由于资源有限,且实时性和可靠性要求较高,因此,在开发嵌入式软件时,要注意对执行时间、存储空间和开发/维护时间这三种资源的使用进行优化。也就是说,代码的执行速度要越快越好,系统占用的存储空间要越小越好,软件开发和维护的时间要越少越好。
               具体来说,在编写代码时,需要做到以下几点:
               .保持函数短小精悍。一个函数应该只实现一个功能,如果函数的代码过于复杂,将多个功能混杂在一起,就很难具备可靠性和可维护性。另外,要限制函数的长度,一般来说,一个函数的长度最好不要超过100行。
               .封装代码。将数据以及对其进行操作的代码封装在一个实体中,其他代码不能直接访问这些数据。例如,全局变量必须在使用该变量的函数或模块内定义。对代码进行封装的结果就是消除了代码之间的依赖性,提高了对象的内聚性,使封装后的代码对其他行为的依赖性较小。
               .消除冗余代码。例如,将一个变量赋给它自己,初始化或设置一个变量后却从不使用它,等等。研究表明,即使是无害的冗余也往往和程序的缺陷高度关联。
               .减少实时代码。实时代码不但容易出错、编写成本较高,而且调试成本可能更高。如果可能,最好将对执行时间要求严格的代码转移到一个单独的任务或者程序段中。
               .编写优雅流畅的代码。
               .遵守代码编写标准并借助检查工具。用自动检验工具寻找缺陷比人工调试便宜,而且能捕捉到通过传统测试检查不到的各种问题。
               编码技术
                      编程规范
                      在嵌入式软件开发过程中,遵守编程规范,养成良好的编程习惯,这是非常重要的,将直接影响到所编写代码的质量。
                      编程规范主要涉及的三方面内容:
                      .命名规则。从编译器的角度,一个合法的变量名由字母、数字和下画线三种字符组成,且第一个字符必须为字母或下画线。但是从程序员的角度,一个好的名字不仅要合法,还要载有足够的信息,做到“见名知意”,并且在语意清晰、不含歧义的前提下,尽可能地简短。
                      .编码格式。在程序布局时,要使用缩进规则,例如变量的定义和可执行语句要缩进一级,当函数的参数过长时,也要缩进。另外,括弧的使用要整齐配对,要善于使用空格和空行来美化代码。例如,在二元运算符与其运算对象之间,要留有空格;在变量定义和代码之间要留有空行;在不同功能的代码段之间也要用空行隔开。
                      .注释的书写。注释的典型内容包括:函数的功能描述;设计过程中的决策,如数据结构和算法的选择;错误的处理方式;复杂代码的设计思想等。在书写注释时要注意,注释的内容应该与相应的代码保持一致,同时要避免不必要的注释,过犹不及。
                      性能优化
                      由于嵌入式系统对实时性的要求较高,因此一般要求对代码的性能进行优化,使代码的执行速度越快越好。以算术运算为例,在编写代码时,需要仔细地选择和使用算术运算符。一般来说,整数的算术运算最快,其次是带有硬件支持的浮点运算,而用软件来实现的浮点运算是非常慢的。因此,在编码时要遵守以下准则:
                      .尽量使用整数(char、short、int和long)的加法和减法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用乘法。
                      .尽量避免使用除法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用浮点数。
                      下图是一个例子,其中两段代码的功能完全一样,都是对一个结构体数组的各个元素进行初始化,但采用两种不同的方法来实现。下图(a)采用数组下标的方法,在定位第i个数组元素时,需要将i乘以结构体元素的大小,再加上数组的起始地址。下图(b)采用的是指针访问的方法,先把指针fp初始化为数组的起始地址,然后每访问完一个数组元素,就把fp加1,指向下一个元素。在一个奔腾4的PC上,将这两段代码分别重复10 700次,右边这段代码需要1ms,而左边这段代码需要2.13ms。
                      
                      算术运算性能优化的例子
 
       编码的国际标准
        国际标准化组织对静态、动态视频信号以及声音信号的压缩和编码技术制定了一系列国际标准,这对于推动多媒体系统的应用起到了至关重要的作用。
        目前,被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有如下四种。
        (1) JPEG,全称是Joint Photograph Coding Experts Group(联合照片专家组),是一种基于DCT的静止图像压缩和解压缩算法,它由ISO(国际标准化组织)和CCITT(国际电报电话咨询委员会)共同制定,并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。它是把冗长的图像信号和其他类型的静止图像去掉,甚至可以减小到原图像的百分之一,但此时图像的质量并不好。一般来说,当压缩比大于20:1时,图像质量就开始变坏。
        (2) MPEG,全称是Moving Pictures Experts Group(动态图像专家组),它是指一组由ITU和ISO制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。它采用一种减少图像冗余信息的压缩算法,提供的压缩比可高达200:1,并且图像和音响的质量也非常高。现在通常有三个版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4,各适用于不同带宽和数字影像质量的要求。它有三个显著的优点:兼容性好、压缩比高、数据失真小。
        (3) H.261,它是一个用于音频视频服务的视频编码解码器(也称P×64标准),由CCITT(国际电报电话咨询委员会)通过。它采用了帧内和帧间两种编码方式。H.261标准与JPEG及MPEG标准之间有明显的相似性,但关键的区别在于它是为动态使用设计的,并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折中机制,也就是说,剧烈运动的图像比相对静止的图像质量要差。
        (4) DVI,其视频图像的压缩算法的性能与MPEG-1相当,即图像质量可达到VHS的水平,压缩后的图像数据率约为1.5Mb/s。
 
       国际标准
        1946年成立的国际标准化组织负责制定各种国际标准,ISO有89个成员国家,85个其他成员。ISO的任务是促进全球范围内的标准化及其有关活动,以利于国际间产品与服务的交流,以及在知识、科学、技术和经济活动中发展国际间的相互合作。例如,ISO开发了开放式系统互连网络结构模型,模型定义了用于网络结构的7个数据处理层。
        其他标准化组织如下:
        (1)ANSI:美国国家标准研究所,ISO的美国代表。ANSI设计了ASCII代码组,它是一种广泛使用的数据通信标准代码。
        (2)NIST:美国国家标准和技术研究所,美国商业部的标准化机构。
        (3)IEEE:电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)。IEEE设置了电子工业标准,分成一些标准委员会(或工作组),每个工作组负责标准的一个领域,工作组802设置了网络上的设备如何彼此通信的标准,即IEEE 802标准委员会划分成的工作组有:802.1工作组,协调低档与高档OSI模型;802.2工作组,涉及逻辑数据链路标准;802.3工作组,有关CSMA/CD标准在以太网的应用;802.4工作组,令牌总线标准在LAN中的应用;802.5工作组,设置有关令牌环网络的标准。
        (4)EIA:电子工业协会(Electronic Industries Association)。最为人熟悉的EIA标准之一是RS-232C接口,这一通信接口允许数据在设备之间交换。
        值得注意的是,ITU-T和ISO之间有很好的合作和协调。
 
       视频
        视频是动态的画面序列,这些画面以超过每秒24帧的速度播放,便可以使观察者产生平滑、连续的视觉效果。视频类似于我们熟知的电影和电视,有声有色。电影采用了每秒24幅画面的播放速度,电视采用了每秒25幅或30幅画面的播放速度。视频图像可来自于录像带、影碟、电视、摄像机等,这些模拟视频信号可通过视频采集卡转换成数字视频信号,以便计算机进行处理和存储。
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第13题    在手机中做本题