HOC VIÊN CÔNG NGHÊ BƯU CHINH VIÊN THÔNGKHOA: 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 hàng câu hoi thi

● Câu hỏi loại 2 điểm

Câu hoi 2.1: Nêu y tương cơ ban cua ma hoa âm thanh cam nhân (perceptual) ? Lây ví du minh họa qua mô hinh ma hoa âm thanh MPEG-1 layer 3 (MP3)? Trong qua trinh nen âm thanh MPEG thây răng ti sô tín hiệu trên nhiễu lương tử SNR=-10 dB va ti sô tín hiệu trên măt nạ SMR=-16 dB. Điêu nay co y nghia gi vê sô bit đươc gan?

Câu hoi 2.2: a. Phân tích sơ đồ khôi cua hệ thông ma hoa thoại? b. Tính sô mưc lương tử hoa đêu cho môt tín hiệu hinh sin co biên đô 3V

cần đươc biến đổi thanh dạng sô sao cho nhân đươc tỷ sô tín hiệu trên tạp âm lương tử hoa không thâp hơn 27 dB ?

Câu hoi 2.3: Trinh bay cac phương phap ma hoa dạng song?

Câu hoi 2.4: Trinh bay phương phap ma hoa tham sô theo mô hinh LPC?

Câu hoi 2.5: Trinh bay phương phap ma hoa lai theo mô hinh AbS?

Câu hoi 2.6: a. Trinh bay vê phương phap ma hoa âm thanh?

b. Khai niệm vê ngương nghe va ngương đau? Anh hương cua chung trong ma hoa âm thanh?

Câu hoi 2.7: a. Trinh bay tổng quan vê chuẩn ma hoa âm thanh MPEG?

b. Trong ma hoa âm thanh MPEG, điểm giông nhau cua 3 lơp âm thanh

1

Mẫu 2

la gi?

c. Phương thưc phổ biến để đanh gia chât lương âm thanh trong cac tiêu chuẩn nen la gi?

Câu hoi 2.8: a. Trinh bay hiệu ưng che trong ma hoa âm thanh.

b. Giai thích sư khac nhau giưa che miên thơi gian va che miên tần sô?

c. Xac đinh sô bit cần thiết để ma hoa cho cac băng 7 va 9 ?. Biết băng 8 che 12 dB ơ băng 7, 15 dB ơ băng 9 va tín hiệu gôc đươc ma hoa 8 bit/mẫu/băng.

--------------------------------------------------------------------------------------- Băng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Mưc (db) 0 8 12 10 6 2 20 60 14 20 15 2 3 5 3 1

Câu hoi 2.9: Trinh bay cac giai đoạn chính trong xử ly anh?

Câu hoi 2.10: a. Trinh bay vê qua trinh sô hoa tín hiệu anh? b. Cho ham 2 chiêu xa(t1,t2) co biến đổi Fourier 2D băng 0 ngoai hinh thoi

vơi cac đinh tại (-1,-2), (-1,0), (1,2) va (1,0). Tính tôc đô lây mẫu tôi thiểu theo 2 hương x va y để tranh chồng phổ ?

Câu hoi 2.11: Trinh bay vê tín hiệu video tương tư va cac chuẩn liên quan?

Câu hoi 2.12: Trinh bay vê tín hiệu video sô va cac chuẩn liên quan?

Câu hoi 2.13: Xet chuôi video đươc ma hoa sử dung H.263 ơ chế đô PB, co kích cơ anh 4CIF, tôc đô 30 fps. Chuôi video đươc trinh chiếu trong 90 phut. Cac tham sô nen đươc cho như sau: trung binh co 2 anh I đươc ma hoa trong 1 giây. Chuôi video ơ chât lương yêu cầu co ti lệ nen trung binh anh I, P, B tương ưng la 10:1, 20:1, 40:1. Tính dung lương cua chuôi video trên sau khi ma hoa? Tính thơi gian để tai đoạn video đo trong trương hơp sử dung ADSL2+?

2

Câu hoi 2.14: Cho hệ thông LPC tổng quat như hinh vẽ dươi đây:

Tính gia tri 10 mẫu tổng hơp đầu tiên tại đầu ra? Biết:

- Bô dư đoan co bâc p=4 vơi cac hệ sô dư đoan: a1=1,793; a2=-1,401; a3=0,566; a4=-0,147.

- Đô lơi G=2, đô dai chu kỳ pitch=60; gia thiết la âm hưu thanh,

- u(m)=1 tại m=1 va u(m)=0 tại cac gia tri m khac.Cac điêu kiện đầu =0 tại thơi điểm bắt đầu cua chu kỳ pitch.

Câu hoi 2.15: Sử dung thuât toan Levinson-Durbin để tim cac hệ sô dư đoan cua bô dư đoan bâc 3 (ai, i=1,2,3)? Biết khôi dư liệu thoại co cac gia tri tư tương quan như sau: R(0)=1; R(1)=0,866; R(2)=0,554 va R(3)=0,225.

Câu hoi 2.16: Sử dung phương phap tôi thiểu hoa binh phương sai sô để tim cac hệ sô dư đoan cua bô dư đoan bâc 2 (ai, i=1,2)? Biết khôi dư liệu thoại co cac gia tri tư tương quan như sau: R(0)=1; R(1)=0,6 va R(2)=-0,2 . Cho x[4]=0,5 va x[3]=-0,1 va gia thiết bô dư đoan lôi binh phương trung binh co đô dai la 2. Tính gia tri dư đoan cho mẫu tín hiệu x[5]=?

Câu hoi 2.17: a. Trinh bay vê cac mô hinh mau trong anh? b. Cho anh mau RGB vơi R=200, G=150, B=40. Xac đinh cac thanh phần

Y, Cb, Cr cho anh theo mô hinh Y, Cb, Cr? Gia sử vơi anh mau RGB đa cho co cac thanh phần mầu đươc ma hoa 8 bit/pixel. Nếu chung ta muôn biểu diễn thanh anh mau 8 bít sử dung bô lương tử hoa đêu vơi tỷ lệ R, G, B tương ưng dùng 3, 3, 2 bit ma hoa. Xac đinh cac gia tri mau sau khi lương tử hoa?

Câu hoi 2.18 Ma hoa chuôi sau {3, 5, 2, 4, 7, 8, 6, 5, 3, 1,…} băng việc sử dung bô ma hoa

DPCM? Ở đây, sử dung bô dư đoan va bô lương

tử 3 mưc dươi đây:

3

Gia sử răng gia tri tạo lại cua 2 mẫu đầu tiên la 3, 3. Ma sau đươc sử dung để ma hoa tín hiệu sai sô: Error “0”-> “1”, Error “2” -> “01”, Error “-2” -> 00”.

Câu hoi 2.19 Cho nguồn ky hiệu A, B, C, D, E, F, G, H co xac suât xuât hiện cua cac ky hiệu như sau:

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

a. Xac đinh ma Huffman cho cac ky hiệu noi trên?b. Tính đô dai từ ma trung binh va hiệu suât ma?

Câu hoi 2.20 Cho môt chuôi 4 ky tư {a, b, c, d}. Xac suât xuât hiên cua 4 ky tư la:

p(a)=0.4, p(b) = 0.1, p(c)=0.2, p(d)= 0.3.

a. Thiết kế Huffman codebook cho cac ky tư đo. Tính tôc đô bít trung

binh (average bit rate) va so sanh no vơi entropy cua nguồn.

b. Dùng codebook vừa thiết kế viết luồng bít nhi phân cho chuôi

{baacddacbda}

Câu hoi 2.21 Trinh bay vê nguyên ly nen trong anh va cac bươc thưc hiện?

Câu hoi 2.22 Trinh bay nguyên ly nen liên anh va cac kỹ thuât liên quan?

Câu hoi 2.23 Nêu y nghia cua tăng cương anh? Cho anh đa mưc xam I vơi cac mưc xam năm trong đoạn [0, 255]. Dùng biến đổi s=log(1+r) để tim anh đầu ra?

Câu hoi 2.24  Nêu y nghia phương phap cân băng lươc đồ xam? Cho anh đầu vao I co 10 mưc xam. Thưc hiện cân băng lươc đồ xam anh I đa cho?

4

Câu hoi 2.25  Cho khối ảnh 8x8 sau khi biến đổi DCT và lượng tử được bảng dưới đây. Hãy mã hóa khối ảnh 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 loại 3 điểm

Câu hoi 3.1: a. Trinh bay cac bươc trong kỹ thuât nen anh JPEG? b. Tại sao cac hệ sô DC 1 chiêu (DC) sử dung ma hoa DPCM?

Câu hoi 3.2: a. Trinh bay câu truc dòng bit, cac loại anh trong tiêu chuẩn MPEG?

b. Cho thư tư luồng bit trong GOP cua MPEG la IPBBIBBPBBIBB. Hỏi chuôi tương ưng trong thư tư hiển thi la gi? Sử dung mui tên để chi sư phu thuôc giưa cac anh.

Câu hoi 3.3: a. Trinh bay cac bươc trong kỹ thuât nen anh JPEG-2000? b. Nêu nhưng ưu điểm cua JPEG2000 so vơi JPEG?

Câu hoi 3.4: Vẽ sơ đồ khôi va trinh bay nguyên ly hoạt đông cua bô ma hoa MPEG?

Câu hoi 3.5: Vẽ sơ đồ khôi va trinh bay nguyên ly hoạt đông cua bô giai ma MPEG?

5

Câu hoi 3.6: Trinh bay cac kỹ thuât xử ly video đươc sử dung trong chuẩn ma hoa H.264?

Câu hoi 3.7: Xac đinh cac hệ sô DC va AC(0,1), AC(1,0) cua phep biến đổi DCT cho khôi block anh 8x8 dươi 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 hoi 3.8:Cho khôi anh S(2x2): .

a. Hay tim cac anh cơ sơ cua biên đôi DCT-2D đôi vơi anh S trên?b. Biêu diên anh S qua cac anh cơ sơ tim đươc ơ trên?

Câu hoi 3.9:Cho khôi anh S(2x2): .

a. Ma hoa anh S trên sử dung chuẩn nen anh JPEG (bỏ qua bươc trừ 128

điểm anh). Biết ma trân lương tử va DC cua khôi trươc đo

la 3.b. Tính tỷ sô nen CR, RMS, PSNR, BPP?

Câu hoi 3.10: Cho ma trân anh 4x4:

a. Sử dung ma hoa từ điển LZW để ma hoa anh trên. Tính tỷ sô nen?b. Vơi dư liệu anh nen co đươc ơ câu a, sử dung giai ma LZW để tim

6

anh ban đầu? (Gia thiết anh đươc đọc va hiển thi theo thư tư từ trai qua phai, từ trên xuông dươi).

Câu hoi 3.11:a. Ma hoa chuôi ky tư sau sử dung ma hoa sô học: MEDIA; biết cac ky tư xuât hiện vơi cac xac suât như sau: M = 0.1, E = 0.3, D = 0.3, I = 0.2 va A = 0.1.b. Cho bang sau: Ki tư Tân suât Xac suât DaiA 2 0.5 [0.0, 0.5)B 1 0.25 [0.5, 0.75)C 1 0.25 [0.75, 1.0)

Giai ma sô học chuôi đa ma hoa co 4 ky tư la: 0.59375?

Câu hoi 3.12: Trinh bay cac khuôn dạng lây mẫu YcbCr ? Cho môt hệ thông truyên hinh chât lương cao vơi sô dòng z=1080, tỷ lệ khuôn hinh 16:9, tần sô quet la 60 manh/giây (quet đan xen). Tín hiệu video đươc sô hoa vơi đô phân giai theo chiêu ngang va chiêu dọc giông nhau. Mưc lương tử la 256 cho thanh phần choi va 128 cho hai thanh phần mau. Tính khôi lương thông tin sô co đươc sau khi thưc hiện sô hoa môt chương trinh truyên hinh co thơi gian la 2 giơ vơi khuôn dạng lây mẫu : 4:2:0?

Câu hoi 3.13: Cho đoạn tiếng noi đa đươc sô hoa, x(n). Nguồn X, đươc gia thiết la qua trinh dừng WSS, co trung binh 0. Ươc lương nguồn co ham tư tương quan như sau:

trong đo: , vơi I a j đươc xac đinh từ ma trân tư tương quan,

.

a. Ươc tính chu kỳ pitch, P, cua tín hiệu tiếng noi đo.

b. Tính hệ sô dư đoan, a1 cua bô dư đoan tuyến tính (LPC) bâc 1 (p=1) đôi vơi tín hiệu nay.

c. Cho 4 gia tri đầu tiên cua đoạn tiếng noi: x(n)=[1,2,3,5]:

- Hay tính cac hệ sô MDCT sử dung N=2. Biết ma trân biến đổi thuân A (2x4) như sau:

7

- Lương tử hoa cac hệ sô MDCT sử dung bô lương tử hoa đêu mid-tread vơi bươc lương tử = 1.

- Khôi phuc x(n) qua việc thưc hiện biến đổi MDCT ngươc cac hệ

sô đa lương tử hoa. Biết ma trân biến đổi ngươc la .

Câu hoi 3.14: Cho đoạn tiếng noi gồm 8 mẫu thoại như sau:

X(n)=[1,-2,-1,0,1,2,-1,0] vơi n=0,…,7.

Thưc hiện phân tích đa phân giai tín hiệu trên, vơi cac song con:

a. Tim biến đổi Haar 2 mưc.

b. Khôi phuc lại x(n) qua biến đổi Haar ngươc. Tính MSE giưa tín hiệu bạn đầu va tín hiệu khôi phuc?

Câu hoi 3.15: Cho tín hiệu X co ham mât đô xac suât như sau:

a. Thiết kế bô lương tử hoa đêu 1 bit. Xac đinh cac mưc quyết đinh va mưc khôi phuc.

b. Tính gia tri meo kỳ vọng (MSE) đôi vơi tín hiệu đa lương tử hoa.

c. Sử dung thuât toan Max-Lloyd để thiết kế bô lương tử hoa không đêu. Sử dung cac thiết lâp trươc đo đôi vơi bô lương tử hoa đêu để khơi tạo thuât toan. Sử dung ít nhât 2 vòng lăp để đưa ra cac mưc quyết đinh va khôi phuc?

Câu hoi 3.16: Cho anh I (4x4) (8 bits/pixel) như sau:

Tính toan biến đổi song con Haar 1 mưc anh I trên va ma hoa trung binh 2

8

bits/pixel như sau:

a. Ma hoa băng con LL vơi 8 bits/pixel va cac băng con còn lại la 0 bits/pixel sử dung lương tử hoa đêu vô hương.

b. Ma hoa 4 băng con vơi 2 bits/pixel sử dung lương tử hoa đêu vô hương.

c. Ma hoa 4 băng con sử dung DPCM vơi lương tử hoa đêu vô hương 2 bits/pixel.

So sanh cac anh khôi phuc cua anh I tương ưng vơi cac cơ chế ma hoa trên.

Câu hoi 3.17: Cho tín hiệu x[n] gồm 12 mẫu như sau:

n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

x[n] 0 0 0 0 1 9 -1 0 0 0

Phân đoạn tín hiệu trên thanh cac đoạn gồm co 4 mẫu:

a. Thưc hiện biến đổi DCT-4 môi đoạn đo.

b. Thưc hiện biến đổi DWT 2 mưc môi đoạn đo sử dung cac bô lọc Haar.

Tính toan phương sai cac hệ sô biến đổi trong môi trương hơp? Mô ta thu tuc gan 36 bit cho 12 gia tri sau biến đổi sao cho meo MSE la nhỏ nhât? Phep biến đổi nao cho hiệu năng tôt hơn?

Câu hoi 3.18:a. So sanh giưa chuẩn JPEG va JPEG2kb. Xac đinh sô bít trung binh cho 1 điểm anh ( bao gồm ca choi va mau).

Biết răng anh sử dung chuẩn lây mẫu 4:2:2 vơi 16 bít/mẫu va tỷ sô nen cua ca choi va mau 25.

c. Cần bao nhiêu bít để lưu trư nếu anh sử dung chuẩn lây mẫu 4:2:0 đô phân giai choi 576x720, nếu tỷ sô nen choi la 20 va tỷ sô nen mau gâp 2 lần choi?

d. Xac đinh phương phap điêu chế đơn gian dùng để truyên trong băng tần 2MHz, tần sô 25hz anh đươc ma hoa theo đinh dang câu b ?

Câu hoi 3.19: Dư liệu đa phương tiện đươc truyên qua mạng vơi tôc đô 1.5 Mbps. Dư liệu bao gồm video va audio sô . Audio co tôc đô bít trung binh 300kbps. Biết răng Video sô co đinh dạng chuẩn PAL va nen dùng MPEG1. Khung video co câu truc IBBPBBPBBPBBI…Tỷ sô nen 10:1 va 20:1 tương ưng cho khung I va khung P. Tính tỷ sô nen cua khung B để đam bao truyên dư liệu

9

đa phương tiện vơi tôc đô 1.5 Mbps . Gia sử chuẩn PAL tín hiệu choi co đô phân giai 352x288 va 2 tín hiệu mau đươc lây mẫu băng 1 nửa đô phân giai cua choi . Tần sô quet hinh 25Hz. Mao đầu ghep kênh va đong goi không đươc vươt qua 15% cua luồng dư liệu video MPEG- 1.

Câu hoi 3.20:Trinh bay vê câu truc luồng video nen theo chuẩn MPEG-1;

Chuẩn ma hoa Video Mpeg 1 vơi tôc đô ma hoa 1.15Mbit/s tần sô quet 25hz

vơi M=4 va N=16. Nếu khung I co sô bít gâp 4 lần khung P va khung P co sô

bít gâp 5 lần khung B. Tính sô bít trung binh cho môi macroblock tương ưng

vơi môi kiểu khung gia sử môi khung co 396 macroblock./

Câu hoi 3.21: Phân tích y nghia cua dư đoan bù chuyển đông trong mô hinh ma hoa video?

Dưa vao kỹ thuât anh xạ khôi xac đinh vec tơ chuyển đông MB in đâm trong hinh vẽ. Biết răng cửa sô tim kiếm co kích thươc 4x4.

Câu hoi 3.22: a. Nêu cac giai thuât dư đoan bù chuyển đông?

b. Phân tích kỹ thuât anh xạ khôi?

c. Dưa vao kỹ thuât so khơp khôi xac đinh vec tơ chuyển đông MB in đâm trong hinh vẽ. Biết răng cửa sô tim kiếm co kích thươc 4x4.

Câu hoi 3.23:a. Kể tên cac loại anh cua MPEG va câu truc cua GOP.

10

b. Chuẩn ma hoa Video Mpeg 1 tần sô quet 25hz vơi M=3 va N=12. Nếu

khung I co sô bít gâp 3 lần khung P va khung P co sô bít gâp 4 lần

khung B. Môi macroblock cua khung B sử dung 50 bít. Xac đinh tôc

đô bít cua luồng video gia sử môi khung co 396 macroblock.

Câu hoi 3.24: a. Nêu qua trinh phat triển cua cac chuẩn nen video?

b. Nhân xet so sanh cac chuẩn nen va ưng dung trong truyên thông đa phương tiện.

Câu hoi 3.25: Trinh bay qua trinh ma hoa va giai ma MPEG4.

2. Đê xuât các phương án tổ hợp câu hoi thi thành các đê thi: Đê thi nên tổng hợp theo phương án (2+2+3+3)  

3. Hướng dẫn cần thiết khác:

Sinh viên đươc phep mang bang ma hoa Huffman

Ngân hàng câu hỏi thi này đa được thông qua bộ môn và nhóm can bộ giang dạy học phân.

Hà Nội, ngày 18 thang 11 năm 2013

Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Giảng viên chu trì biên soạn

TS. Nguyễn Tiến Ban TS. Lê Nhật Thăng Nhóm GV giảng dạy môn học

11