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北邮数字音视频考前10分钟版本

北邮数字音视频考前10分钟版本
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多媒体:计算机、广播电视和通信重现彩色的原理:三基色:人眼感知到的各种颜色效果可以通过三种其它颜色的混色而得到电视中的基色是重现颜色范围和有效的发光材料折中的结果【NTSC 美国 1954年对传输中相位失真敏感世界上第一个得到广泛采用的彩色电视系统 (1966) 60Hz 525行亮度和同步采用残留边带AM调制(VSB)(4.2 MHz) U&V 色度采用AM正交调制 (IQ) 色度副载波 3.579545 MHz 声音采用 FM 或数字子载波调制】【SECAM 1961年 PAL 之前法国开发 625行 50Hz 亮度和同步采用 AM 调制轮行顺序传送U&V色度分量接收机需要1H色度延迟线色度使用 FM 副载波4.43361875MHz 声音使用FM】【1963年德国 PAL 色度信号 V 的相位逐行倒相 180° NTSC和SECAM 之后欧洲开发 50Hz 625行亮度和同步采用AM调制 (5 MHz) U&V 色度分量采用 AM 正交调制 V (R-Y) 分量逐行倒相色度副载波4.43361875 MHz 声音 FM 或数字子载波调制】数字电视的优点提升信道容量,增加节目选择范围,提高图像质量,安全性,抗误码能力强,便于与压缩技术结合,有效通道频宽内传送更多的资料;电子节目选单,提供分类节目时间表;便于加密和加锁;可提供多媒体业务标准:ETSI 制定的 DVB;美国的 ATSC 标准,包括HDTV和SDTV;日本的ISDB标准包括卫星、有线、地面欧洲DVB的衍生物【HDTV观看距离大约是屏高的三倍时与实际一样图像清晰度在水平和垂直方向上各是现行电视的2倍,信息量增加5倍。分辨率高于 1000 线;扩大了彩色重显范围;画面宽高比从现行电视的4:3展宽到16:9,更宽的宽高比,更广的视野;具有高保真多声道环绕声音;大屏幕显示器,更大的图象,更强的临场感】

可见光380nm~780nm 彩色感觉是主观与客观的结合单色光:谱宽<5nm 如果一种光源的光谱分布与黑体在某一温度下的辐射光的光谱分布相同或相近,并且二者的色度相同,那么黑体的温度,称为该光源的色温。单位以绝对温度K表示。绝对黑体(也称全辐射体)是指既不反射也不透射而完全吸收入射辐射的物体。随着温度的增加,辐射能量也增大;同时,曲线最大值向短波方向移动。所以当温度增高时,不仅亮度增大,其发光颜色也随之变化色温的概念包括光源的光谱分布与色度两方面的含义光源:A Wu2800 2854 B正午直射4800 C白天自然光6770 D65白天平均光照6500 E等能白光5500不存在演播室卤钨灯3200 光敏细胞按形状分:杆状(低照度对彩色不敏感)锥状(亮白天主要)在产生相同亮度感觉的情况下,测出各种波长光的辐射功率 PY(λ)倒数是视敏度K(λ)555nmK最大相对视敏除K(555) 等能白照射下人眼对不同波长感觉不同弱光下视敏曲线左移暗到一定程度只有杆状明暗灰色带光功率大则感觉亮总光通量决定亮度感觉韦勃-费赫涅尔定律:亮度感觉S与亮度B的对数成线性关系眼睛已适应于某一平均亮度,这时能分辨景象中各种不同亮度的视觉范围就小得多,分辨力下降眼睛适应于不同的平均亮度时,其视觉范围是不同的对比度C:最大亮度Bmax/最小亮度Bmin 重现景象只需保持C不变格拉司曼定律:复合光的亮度等于各光分量的亮度之和【(黑白)分辨力的定义:人眼对被观察物体上能分辨的相邻最近两点的视角θ的倒数d/2piL=θ/360*60 θ=3438d/L 与在视网膜上成像位置、照明强度、景物相对对比度、被观察物体速度(负)有关θ=1’-1.5’】【对彩色细节分辨力低不同色调分辨力不同色调分辨力与波长有关饱和度减小它下降亮度太大太小也会下降色调分辨阈:人眼能分辨出有色调差别的最小波长变化。其数值随波长而改变】【对不同颜色的饱和度变化却有不完全一样的灵敏度黄色区低红蓝高】视觉惰性:人眼的主观亮度感觉与光的作用时间有关,并且光象一旦在视网膜上形成,在它消失后,视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间临界闪烁频率:不引起闪烁感觉的最低重复频率,最主要的是和光脉冲亮度Bm有关马赫光带效应:对一光带来讲,暗区有更黑的边,亮区有更明亮的边。结论:人眼的空间频率响应是带通型。视在对比度效应:由于背景亮度不同,对亮度相同的景物产生了不同的亮度感觉。时间混色法:顺序制彩色电视的基础空间:同时制的基础 |FR|:|FG|:|FB| = 1:4.5907:0.0601 F=R[R] + G[G] + B[B] 。用杠r(λ)、g(λ)、b(λ) 表示 m = R + G + B 称为色模 r = R/m r + g + b = 1 r不带杠=r/(r+g+b) 三条混色曲线下的面积相等彩色合成:m1+2=m1+m2 r1+2=(m1r1+m2r2)/(m1+m2) 求重心 maxwell等边三角形三定点代表[R][G][B] RGB 计色制的缺点:在色度图上不能表示出亮度,计算某色光的亮度非常复杂和不方便;混色曲线 r(λ)、g(λ)、b(λ) 中有负值存在,计算和实际测量容易出差;谱色轨迹不全在坐标的第一象限内,作图也感不便。XYZ 制的基本思想:选三个基色单位 [X]、[Y]、[Z],它所组成的三角形将单色光频谱全面包围在内,而且使三个色坐标中的一个恰好等于色光的亮度。三基色单位 [X]、[Y]、[Z] 满足的三个条件:用它们配出实际彩色时,三个色系数 X、Y、Z 均为正值;为了便于计算,使合成彩色光的亮度仅由 Y[Y] 确定,并规定 1[Y] 的光通量为 1 光瓦;当 X = Y = Z 时,仍代表等能白光 E 白。[X] = 0.4185[R] - 0.0912[G] + 0.0009[B];[Y] = - 0.1587[R] + 0.2524[G] - 0.0025[B];[Z] = - 0.0828[R] + 0.0157[G] + 0.1786[B] X = 2.7689R + 1.7518G + 1.1332B Y = 1.0000R + 4.5997G + 0.0661B Z = 0.0000R + 0.0565G + 5.5943B 带杠的(xyz=rgb)也是这个 Y1+2=Y1+Y2选择显象基色有两点考虑:所选三基色在混色时,应获得尽可能多的彩色;基色的亮度应足够大。

Cb=Blog2(1+S/N) 人眼清楚的区域在垂直方向上是 15°视角,水平是 20°观看距离一般为图象高度 H 的 4 倍电视图象的清晰度:电视图象上某方向为人眼所看到的象素数。以线数或行数表示垂直方向上的清晰度:对于 15°的垂直视角来说,眼睛所能分辨的线数为:Z=15度/theta 自左至右行扫描自上而下场扫描不闪烁:场频高于48Hz当干扰串入图像通道时,产生亮度按正弦变化的黑白光带。当干扰串入行扫描系统时,将使扫描光栅会出现几何失真。当场频与电力频率一致时,干扰在屏幕上的位置上是固定的。二者频率不一致,干扰不固定,形成上下“滚道”或扭动。难以忍受人眼的临界闪烁频率随着亮度的提高而增高隔行扫描速度只是逐行扫描的一半,视频带宽为逐行扫描的 1/2 是以时间增加换取带宽的降低。也是压缩形式隔行越多、这些缺点也就越严重:行间闪烁效应;并行现象(真实平行视在并行)——降低了图象的清晰度;图象边缘的锯齿化;会出现运动的不连续感;对同步系统提出了更高的要求 PALD: 625 行/帧。扫描逆程占整个垂直扫描 8% 左右,相当于 50 行,有效行数只有 575 垂直分解力M=kZ’(有效行数) k=0.7 视频频谱是梳状函数的一部分,谱线间距为 25Hz;行脉冲谱线间距为 15625Hz;场脉冲频谱谱线间距为 50Hz 恒亮度传输原理:人眼对亮度变化的感觉灵敏度远大于对色度变化的感觉;人眼对亮度的变化或干扰比较敏感;而对色度(色调和饱和度)的变化或干扰,相对要迟钝得多;色差信号的变化或其中混进的噪音于扰,只对重现色度有影响,而对重现的亮度无影响;在传输过程中保持亮度不变。既可提高人眼观看的信噪比,又可解决兼容的要求。色差信号的选择:人眼对由 EG-EY 引起的色调失真较敏感;EG-EY 色差信号的绝对值较小,抗干扰能力低。 U = K1 (EB - EY) 高频混合原理:根据人眼对彩色细节的分辨力确定色差信号带宽。人眼对黑白细节的分辨力远大于对彩色细节分辨力;人眼对单色的分辨力又大于对混合色的分辨力;对不同单色人眼的分辨力也不同:比如对于绿和黄色光就高于蓝和红色;人眼对亮度细节的分辨力极限值为 1’~1.5’,而对彩色细节的分辨力极限值为 6’~10’。色差信号带宽一般选为亮度信号带宽的 1/4 左右。 PAL色差等带宽 NTSC Q是亮度的1/10 PAL 和 SECAM 式都是为克服或减弱 NTSC 制的相位失真敏感的缺点而提出的色度载频 fsc 等于(2n+1)fh/2(半行频的奇数倍);降低副载波对黑白电视机的干扰——尽量使 fsc 高一些,使其干扰呈现细条纹状,使人眼不易察觉,但又不能太高,必须比信道带宽低,使色差信号 U、V 的上边带通过;降低声音载频和副载频之间的差拍干扰——使它们的差拍干扰等于半行频的等数倍,使其落在亮度频谱的半行频奇数倍之处即声音载频是行频的整数倍。在 NTSC 制中用色同步信号传送副载波信息。每一色同步脉冲约包含 9 个周期的副载波,其相位为 180°I=-Usin33+Vcos33 Q=Ucos33+Vsin33【平衡调幅波:载频分量被抑制掉;解调采用同步检波技术,需要同频同相的副载频fsc;在每一行的消隐期内,传送副载波的参考(色同步信号)】【NTSC性能:在没有信号失真的情况下,它有较高的图象质量(有较高的彩色水平和垂直清晰度)。彩色和黑白接收机没有明显的“爬行”和亮度闪烁。较好的兼容性,即色副载波干扰不明显。在三大彩色制式中,它最易于实现信号处理(比如,数字化、亮色分离等)。由于色度信号的形成和分离比较简单,因而,电视中心设备、接收设备、录象设备等都比较简单。对相位失真敏感,最大容许的 DG、DP 失真分别为±2.5dB 和±13°。目前,NTSC 制接收机数量在三种制式中居首位。】【NTSC 制,U 信号调制在副载频的零相位,V 信号调制在 90°相位。PAL 制中U 信号的调制与 NTSC 制相同,V 信号的调制是第一行与 NTSC 制相同,调制在 90°的相位上,称为 NTSC 行,下一行(即画面的第三行,因是隔行扫描)调制在 270°的相位上,称为 PAL 行再一下行则又回到 90°的相位上。】坐标原点代表白色。图中矢量相位相反的色光,它们的矢量和为零,说明将这两种颜色的光相加可以形成白色光,这两种颜色互称为补色。微分相位引入的θ角只引起色差信号幅度的减小,而不产生 U 和 V 之间的互相串扰。这反映在电视图像上只是图像彩色的饱和度降低,而不产生色调失真。【PAL 制色副载波频率选择:为便于分离 U、V 信号,fsc 一般可按下原则选择 fsc=(n-N)fH,0< N <1,n 为整数,PAL 制中选 N = 1/4,n = 284每帧图象包含 Z=625 行每一行包含 IK = 1135/4 = 283.75 个副载波周期每帧包含 2 场,共 IKZ = 1135×625/4 = 177343.75 个副载波每一场包含 KZ = 1135×625/8 = 88671.875 个副载波周期∴要经 8 场循环副载波才能重新从头开始因为 8 场一循环,U 信号的 fsc 对亮度的干扰条纹是自左上到右下的,并且向右上角移动 V 信号的 fsc 对亮度的干扰条纹是自右上到左下的,并且向左上角移动为了克服这个缺点,每场增加半个副载波周期,即25Hz,称为“25Hz 偏置”。增加 25Hz 以后,相继两场的光点干扰有更好的抵消作用,且光点的移动速度也加快了三倍 fsc = 283.75fH + 25Hz = 4.43361865Mh z接收机中的 PAL 开关(用来恢复倒相信号的极性)由摆相的色同步控制,用以识别 UC 和 U*C。它的相位为 180°+ 45°= 225°和 180°一45°= 135°逐行变化,它们同倒相信号的相位同步切换

三单元::对所有的制式,每一扫描行的亮度有效样本数均为720,色差信号的样点数均为360。【数字分量视频标准:8 / 10 bit 4:2:2 取样,总的27 MHz 取样频率;;同步/消隐用SAV & EAV 信号代替。;在消隐期间传送附加数据。】【子采样利用人眼的两条视觉特性:人眼对色度信号的敏感程度比对亮度信号的低,利用这个特性可以把图象中表达颜色的信号去掉一些而使人不察觉。二是人眼对图象细节的分辨能力有一定的限度,利用这个特性可以把图象中的高频信号去掉而使人不易察觉。】【钳位必要性:电视信号经过阻容耦合以后,直流分量会丢失:平均亮度发生变化,即图象的背景亮度发生了变化;使电视信号的动态范围加大,增加了通道动态范围的要求;使同步脉冲和消隐脉冲的顶部不平,同步分离困难;各行图像信号电平之间也不再保持原来的相对关系。】【电视屏幕上某点的亮度Bi 和景物亮度Bo 之间的关系:Bi = b^γ B0 gama远大于1】如果没有经过γ校正,上面方块的亮度要比相应的下面方块(标准)的亮度暗】数字伽玛校正用得较多的是查表法电路,。写入是在场消隐期间进行的,或者就是固定的。孔阑效应使信号频谱中高频分量的幅度受到衰减,而这些高频成分的相位并没有改变。与信道通带对图像信号的影响不同【隔行扫描也存在以下缺点:行间闪烁;并行现象;物体的垂直边缘锯齿化;可见的粗糙的行结构(条纹光栅);明暗间隔的行结构缓慢向上“爬行”的现象,低频串色可引起大面积爬行,高频串色则引起边沿缓慢爬行现象。为了改善隔行扫描的问题,在数字电视接收技术中,通常采用场内行插入法和帧内场插入法进行处理。

时间冗余度(帧间相关性)空间冗余度(帧内相关性)统计冗余度(符号间相关性)主观冗余度(人眼视觉特性)无失真压缩算法是对等的,就是说压缩和去压缩的计算复杂度相同:图像插值、游程数据编码、哈夫曼编码、查表法源编码涉及源材料的特性,把它归入失真压缩算法。源编码可进一步分为帧内编码和帧间编码 MPEG:帧内图像I 预测图像P 双向预测图像B 【DCT变换固有的缺点:块效应:变换编码是一种块结构编码方法,易出现块与块之间的不连续性;图像的边界、纹理处易出现较明显的损伤】常采用的无损编码:游程编码、变字长编码活动图像:除与静止相同外+运动补偿帧间预测

1、光敏细胞按其形状分为杆状与锥状两种。前者灵敏度极高,在低照度时,主要靠它来辨别明暗,但对彩色不敏感。后者既可辨别光的强弱,又可辨别彩色。白天的视觉过程主要由锥状细胞来完成,夜晚视觉则

由杆状细胞起作用。对于同一色调的彩色光,其饱和度越高,说明它的颜色越深。色度是色调与饱和度的合称,它既说明彩色光的颜色类别,又说明颜色的深浅程度。3、电视图象是顺序传送的,把各个空间的亮度信

号转变成时间函数依次传送出去。扫描是将图象转变成顺序传送的电信号的过程,自左至右的扫描称为行扫描,自上而下的扫描称为场扫描。当需要传送的细节 f x固定时,图像信号的频率 f 与扫描速度成正比;而当扫

描速度 V hf固定时,信号频率 f 与要传送的细节 f x成正比。4、在PAL 制电视中采用隔行扫描方式来降低带宽,同时避免闪烁。中国的PAL 制彩色电视场频是 50Hz ,帧频是 25Hz ,垂直方向上每帧有 625 行,有效行是

575 。5、ITU-R BT.601 建议中,亮度信号的取样频率为 13.5MHz ,每行有效样点数是 720 ,每样值 8 bit 量化。数字电视亮度信号数值的范围是 16-235 ,共 220 级。8、8×8 DCT 变换后,图象信号的能量集中在系数矩阵

的左上角,F(0,0) 代表的是直流,左上角变换系数代表低频率分量,右下角表示高频率分量。9该序列理论上最佳的平均码长等于它的熵。在 MPEG 中使用的变字长编码都是基于哈夫曼编码的。1、电视信号的传输

通常采用Y、U、V信号,而不直接传送R、G、B信号,请说明原因。答:1、在彩色电视开始广播时,黑白电视已经得到普及。为了达到兼容的目的,需要传送两个信号,即亮度信号和色度信号,故而不能直接传送R、G、B信号。

2、 R、G、B信号各自的带宽与黑白电视信号带宽相同,所以如果直接传送,其带宽总和将会是黑白电视信号的三倍,不易于传输。

2、画图示意说明4:4:4、4:2:2、4:1:1、及4:2:0采样格式,并简单解释抽样过程

1)4:4:4 2)4:2:2 3)4:1:1 4)4:2:0

3、请指出下面的CIE色度图中所画的四条轮廓线所代表的含义。通过对色度图的分析,会给我们在进行电视信号处理时带来哪些启示?

(1)最外围的舌形轮廓线:XYZ计色制中所有颜色的范围(2)阴影部分的轮廓线:RGB均为正数时,显示颜色的范围(3)三角形轮廓线:CRT电视机可以显示的颜色范围(4)椭圆轮廓线:人眼可分辨不同颜色的区域(等色差线)

启示:在信号重现时,更好的效果是将左下角绿色区域的颜色显示更为精确,而右上方所表示的红紫色区域可以进行适量压缩;现在CRT显示器所呈现颜色范围仍相当局限,因此通过混入其他颜色,增加荧光粉的颜色类别,可以呈

现出更丰富的色彩。

1、有一高清晰度电视系统,设宽高比为4:3,每帧行数 1251,隔行比 2:1,场频为 60Hz,场逆程占一场时间的 10%,行逆程占一行时间的 16%,求:系统的垂直分解力,系统的水平分解力,产生的视频信号带宽。(科尔系数K=0.7)

(1) 垂直分解力M =k * Z’=0.7 * (1-10%) * 1251 = 788 行(2) 水平分解力N= a * M= 4/3 *788 = 1050 行(3) 信号的上限频率f max=1 / 2t ;t=T H1 / N ( T H1代表行扫描正程时间);T H1= ( 1-16%) T H (T H 代表行扫描周期);T H = 1/(Z *

f v);综合以上四个式子,f max = N *Z *f v /(2 *0.84)=1050 * 1251 *30 / (2 * 0.84)= 23.456250 MHz

2、某图像的8×8子块的Y信号和C R信号值分别如下表所示 B)如果此图像为Cif格式,信号采用4:2:2取样,信号值经8bit量化,每秒传送12帧。假定不进行任何压缩。那么传送此种图像需要的带宽至少为多少?答CIF图

像的格式为352×288或360×288,所以,W=352×288×2×8×12=19.464192 MBit/s C)将该子块的亮度信号经过DCT变换,并经过阈值为5的量化(即绝对值< 5的数,均视为0)后,得到新的部分量化系数如下图表所示,

请将剩余的系数补全。答:全为0 D)如果将经过DCT变换并量化后的Y信号,再经过huffman编码,得到的数据量与初始Y信号(8bit量化)相比,压缩率为多少?并写出huffman编码表。1)Huffman编码(参考):0:0 -

6:10 135:110 8:1110 -5:1111 2)因此,编码后,平均每个象素所用比特数为:1*59/64 + 2*2/64 + 3*1/64 + 4*1/64 + 4*1/64 = 1.15625 bit 3)因此,与原数据相比,压缩率为 1-1.15625/8 = 85.55 %

一、1、在彩色电视系统中不失真的传输彩色的条件是什么?? 只要Re、Ge、Be 得比值与原景象R0、G0、B0 的比值保持一致,就能产生重现彩色的真实感。可见使摄象机的光谱响应曲线(分色曲线)与显象三基色分布色

系数曲线(混色曲线)相匹配,就能实现彩色图象的正确重现。 1、分别画出 RGB 和 XYZ 计色系统直角坐标空间内恒亮度平面,并写出它们的恒亮度方程?? RGB计色系统中: Y=1.0000R+4.5997G+0.0661B;所

以恒亮度方程为1.0000R+4.5997G+0.0661B=C,C为常数XYZ计色系统恒亮度方程为: Y=C,C为常数二、1、已知:Z = 625,k = 4/3,H2 = H/8,V2 = 0.08,场频为50Hz,且采用隔行扫描。求M,N, fmax,V,V1,

V2,H,H1,H2,fH,及有效行数Z'。

2、试计算525/60 扫描制式的分解力,视频信号带宽,以及其它主要参数?? 525/60制式即NTSC制的有效行数为480行,取k为0.7,则垂直分解力为:

3、试计算 625/50 扫描制式一幅图象所可能传送的汉字数(设每一汉字由15x18 个象素组成)??已知625/50制式即PAL制式的垂直分解力为M=400行,水平分解力为N=533线,则垂直方向可以显示 400/18≈22行,水平方向可以显示 535/15≈33列,所以最多可以传送的汉字数为22*35=770个。

4、场逆程占一场时间的8%,行逆程占一行时间的18%,求:??

4、对于Z 行(奇数)的电视系统,为了得到2:1 隔行扫描,其行频fH 和场频fV 间必须满足怎样的关系?若为了得到3:1 隔行扫描,fH 和fV 间应满足什么条件??

为了得到2:1隔行扫描,其行频Hf和场频Vf间必须满足fH/fV=Z/2,为了得到3:1隔行扫描,其行频Hf和场频Vf间必须满足fH/fV=Z/3 5、试说明兼容制彩色电视系统中采用传输基色信号Y、R一Y、B一Y 的必要性??采用传输基色信号 Y、R-Y、B-Y ,当兼容制彩色电视系统传送黑白图像时,R-Y、B-Y两个色差信号的幅度将自动地降为零,只传送反映图像亮度的亮度信号Y。从占用频带考虑,兼容要求在与黑白电视的信号带宽相同的条件下传送亮度信号和色度信号,通过高频混合原理节省带宽。如果采用R,G,B,则每一基色信号带宽都应与黑白图像带宽相同,这样总带宽是黑白电视的信号带宽的三倍。6、兼容制彩色电视系统中为什么要采用高频混合原理?说明其依据和实现方法??由于人眼对于彩色细节的分辨力低于对亮度细节的分辨力,因此色差信号U和V可以用比亮度信号EY窄的频带传送。即色差信号的高频部分用黑白细节代替,这就是高频混合原理。利用这一原理可以节省频带,又可以减轻传送亮度和色度信息的两种信号因共用频带而产生的相互干扰。依据: 1.人眼对彩色细节的分辨力确定色差信号带宽。 1) 人眼对黑白细节的分辨力远大于对彩色细节分辨力。 2) 人眼对单色的分辨力又大于对混合色的分辨力3) 对不同单色人眼的分辨力也不同 2.压缩色差信号的带宽 1) 图象细节反映了信号的高频部分大小,即带宽的大小。 2) 色差信号仅代表色度,不带亮度信息,其带宽可大大压缩。 3) 实验表明色差信号带宽一般选为亮度信号带宽的1/4左右实现方法:利用人眼的视觉特性,在彩色电视中利用图像的黑白细节,代替某些较小的彩色细节。显象的信号由二部分组成,其高频部分是EY 信号的高频,其低频部分是基色信号的低频。 7、计算100/0/75/0 彩条的EY'、E'R-Y、E'B-Y 和各彩条的电平值,并画出它们的波形图??100/0/75/0彩条的相应参数如下表所示: 8、从NTSC 制信号的特点说明为什么它能与黑白电视相兼容?? 1)根据恒亮度传输原理,以亮度信号和两个色差信号作彩色电视传输信号。2)根据高频混合原理,用宽频带(例如0-6MHz)来传送全部亮度信息,包括黑白细节图像;用较窄的频带(例如0-1.3 MHz)传送两个色差信号,从而节省色度信号的传输带宽;3)根据频谱交错原理,使已调色度信号的频谱刚好落在亮度信号频谱高端的空隙处,以形成亮度信号与色度信号的频谱交错间置。从而使彩色电视信号与黑白电视信号带宽一致。4)合理选择fH、fV ,彩色信号的fH、fV虽与黑白电视标准fH = 15750Hz,fV = 60Hz 有差异,但其误差约为0.1%,小于黑白电视标准中的稳定性1%,满足标准要求。 9、讨论NTSC 制彩色电视的兼容性与色付载波频率的关系?? NTSC制为了与黑白电视兼容,应选取合适的副载波fsc来调制色差信号,讨论如下:1) 半行频的选取:由于黑白电视的亮度信号能量,只集中在行频及其各次谐波附近一段较小的范围内,根据频谱交错原理,选择(2n -1)fH/2(半行频的奇数倍)的副载波fsc 2)N值的选取:为了减小色度信号对亮度信号的影响,合理选择N值,使色度信号位于亮度信号的高频部分,即取N=284; 3)因此可得出副载波的频率fsc=(284一1/2) fH=283.5 x 15625 Hz=4.43 MHz。 17、NTSC 制彩色电视的行频与场频,为什么不能与它的黑白电视标准一致??黑白电视,525行/帧、60场/秒、视频带宽4.2MHz,声音fs= 4.5MHz,行频fh= 15.75KHz。则同时满足上述前两条要求的副载频fsc= 455×fh/2=3583125Hz。而最接近黑白电视伴音载频最接近数值是286fh= 4.5045MHz。显然与黑白电视声音载频4.5MHz不一致,以致使两者节目不兼容。因此,改变行频fh= 15.750KHz→fh=15734.264Hz ≈4.5×106/286。则副载频便选定为:fsc= 455×fh2 = 3.57954506MHz,与这一数值对应的场频为:fv = 2fh/525 = 59.94Hz。NTSC 彩色电视的fh、fv与黑白电视标准fh= 15750Hz,fv = 60Hz 有差异,但其误差约为0.1%,小于黑白电视标准中的稳定性1%,满足标准要求。18、利用图11一32 的PALD 色度分离电路,当PAL 色度信号因传输产生相位失真δ时,证明同步检波器输出的值分别为:E'R-Ycosδ,E'B-Ycosδ,其中E'R-Y、E'B-Y 为相位失真时的输出值??解:假设前一行Ch1对应于NTSC行,即那么,下一行的色度信号Ch2一定属于PAL行:在加法器的输出端得到

在减法器的输出端得到 Ch3与Ch1一样,也是NTSC行,所以将上述u、v经过同步检波和低通滤波器后,得到所以,微分相位引入的较只因其色差信号幅度的减小,而不产生u、v之间的相互串扰。 19、试分析PAL 制色同步信号的频谱??答:色同步信号是由周期窗函数wR(t)乘上余弦信号x(t)进行采样得到的,在频域上表现为两个信号频谱的卷积。周期窗函数的频谱为包络为sinc函数的冲击序列,而余弦信号的频谱为两个关于y轴对成的冲击,卷积后即可得出频谱1)PAL制色同步脉冲的频谱和色度信号频谱的分布规律一样,采取了半行频间隔的交错编织。PAL制的一对(高、低)旁频在距wc半行频处,它就用以识别倒相R—Y行的识别信息。2)色同步的频谱和色度信号不同处在于,色同步的脉冲是固定状的,而色度信号则是随图像内容变化而变化的,色度信号各频谱分量的大小是随机变化的,而色同步脉冲的各频谱分量几乎是固定不变的。3)由于采取了平衡调制,所以在色度信号中没有副载波分量,单纯的色度信号(不包括色同步信号)的频谱中是没有wc 分量。当然,由于色度信号和亮度信号频谱也采取了交错编织,亮度信号在wc 处也没有分量。换言之,彩色电视全信号的频谱中只有一个wc分量,而它就是我们所讲的B(wc) 分量,它具有和被抑制掉的B—Y副载波中恢复副载的唯一依据。由于它包含在色同步脉冲之中,所以无论采用哪种方法来恢复副载波都离不开选取色同步脉冲来作为基准。20、PAL制的编码和解码器,分析PAL制识别色度信号的原理??答:首先分析PAL制的编码端:如下图所示,2个色差信号被调制到fsc上,再与亮度信号叠加在一起,形成亮度信号与色度信号的频谱交错间置。再来看解码端:辨别出色度信号可分三步进行: 1) 采用频带分离法或者频谱分离法实现亮度信号和色度信号的分离。第一种方法是直接采用带通滤波器滤出副载波附近的频域信号,这样亮色信号分离并不干净,图像质量受影响;后一种方法则根据频谱交错间置原理,利用梳状滤波器得出色度信号。2) 再采用时间分离法将色同步信号和色度信号分离。时间分离法即产生一个门控脉冲控制色同步消隐电路和色同步选通电路,通过它们的交替导通来实现时间分离:当脉冲信号无效时,色同步消隐门导通,得到色度信号;而脉冲有效时,色同步选通门则导通,选出色同步信号。3) 色度信号的两个分量U和V则采用频谱分离法进行分离,由于V的逐行倒相,主谱线和U的主谱线正好错开半个行频,可以用梳状滤波器进行频率分离。这样就实现了色度信号的分离和识别。21、如何实现从PAL 色副载波频率中减去25Hz,画出方框图和用数学说明之?? 答:若未移相的副载波与调制信号EΩcosΩt经平衡调制后输出e1为:另一路为副载波及调制信号分别移相900,经平衡调制后输出e2(t)为:e1(t)-e2(t)=EmEΩcos(wsc+Ω)t 因此,只要Ω的频率为25Hz便可得频率为(fsc+25)Hz 22、为什么PAL 色副载波选为283.75fH + 25Hz,附加25Hz 目的何在??答:当PAL 色副载波选为283.75fH,副载波信号对亮度信号会有干扰。U信号对亮度的干扰条纹是自左上到右下,并且向右上角移动,如下图 V信号对亮度的干扰条纹是自右上到左下,并且向左上角移动,如下图增加 25Hz 以后,相继两场的光点干扰有更好的抵消作用,且光点的移动速度也加快了三倍,四、1H.26x是目前常用的视频压缩标准,支持CIF和QCIF,请给出这两种格式的具体分辨率,并列举其他视频格式。(至少一个)?? SIF:PAL(352*288 25),NTSC(352*240 29.97) 2、为了无失真地传输图像,电视系统总的传输特性应该是线性的,即接收机屏幕上重现图像的亮度应该正比于原景物亮度。但实际的电视图像在传输过程中需要经过光电转换,这种转换往往是非线性的。光电转换特性的非线性会引起图像的灰度畸变(伽马畸变),为了消除这种畸变,需要伽马校正。3、由于电视采集和液晶显示的像素单元不能无限小,而使图像的清晰度下降,称为孔阑效应。(1)试以采样单元为宽度2a的矩形窗,扫描速度V为例,推导其频谱。(2)根据上述频谱结果,说明孔阑效应的特点。??(2)上述频谱结果显示,其频谱为Sinc(x) 函数,随着频率的增加而下降,引入了幅频特性失真,而且没有相位失真。说明孔阑效应的特点是使信号频谱的高频成分幅值衰减,相位不变。3、设输入数字信号为s(n),如下图所示电路进行水平和垂直轮廓增强。试证明增强后不会引起相位畸变??当输入信号s(n)为δ(n),那么输出就是各自相应的单位脉冲响应h(n)。其传输函数为:从上式可知相频特性φ(w)=?w,是线形相位,满足轮廓增强时无线形相位畸变的要求。4、已知轮廓增强电路的系统函数为。画出对应的系统电路图。(2)取,画出提升特性函数曲线,并求其幅度特性??

5、(1)当K=0.5时,求NTSC制、PAL制梳齿滤波器的梳齿宽度,并且计算梳齿滤波器对信噪比的改善程度。(2)为什么梳齿滤波器能够改善信噪比??(1)计算宽度, NTSC:K=0.5,T=1/30代入可得宽度为6.7Hz。PAL:K=0.5,T=1/25代入可得宽度为5.5Hz。(2)电视信号的频谱分布是周期性的离散谱线,信号能量集中在行频整数倍附近的间隔为帧频(包括场频)的谱线上。因为滤波器的延迟量为一帧,图像信号可由梳峰通过,噪声能量则可由梳谷抑制,从而提高了输出的图像信号的信噪比。

6、为了改善隔行扫描的问题,在数字电视接受技术中通常采用场内插入法和帧内插入法。分析这两种方法各自的的优缺点??场内插入法的优点是只需使用三个行存储器,成本低、电路较简单,行蠕动和行闪烁现象有改善,行扫描线结构粗糙现象有改善,电视图像质量大为提高,其缺点是垂直清晰度劣化,行闪烁没有完全改善。帧内场插入法基本上能克服隔行扫描的闪烁等缺点,大大提高图像质量。但主要缺点是要使用一帧(两场)容量的存储器,体积大,成本高,电路复杂。五、1、设亮度信号Y的采样频率为13.5MHz/s,每个样本用8比特量化。当采用4:1:1的采样格式时,求色差信号Cr与Cb的码率,以及电视图像信号总码率??亮度信号Y 的码率:13.5兆样本/秒× 8比特/样本=108 Mbit/s 由于是4:1:1采样格式,那么色差信号采样频率为13.5/4Mhz,所以两个色差信号码率都是: 13.5/4兆样本/秒× 8比特/样本=27 Mbit/s

所以电视图像信号总码率为162 Mbit/s 2、huffman码表3、正交变换有很多种,通常普遍采用了DCT变换。试画出带帧间运动补偿的DCT混合编码器的原理框图。(2)经上述编码器压缩的图像,在解压缩之后会出现“方块效应”,产生“方块效应”的根源是什么??方块效应产生的根源:由于视频在压缩编码的时候用到的DCT变换是基于块的,以及帧内帧间编码都是基于宏块划分的。4、MEPG标准为了更有效的去除空间、时间、符号间冗余,定义了三种图像类型:I帧、P帧、B帧。(1)对比I帧、P帧、B帧压缩编码方式的相同和不同。(2)画出三种帧的排列顺序示意图。??(1)I帧是帧内编码帧,它是一个全帧压缩编码帧。它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;它与B帧、P帧不同之处在于:I帧是传送的是原始参考图像,数据量较大,而B帧、P帧是预测帧,传送的是预测差值和运动矢量。 P帧是前向预测编码帧,P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。 B帧是双向预测内插编码帧,它与P帧的共同点在于都是预测帧。不同点在于:B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。(2)典型排列示例: 5、图中给出帧内编码宏块和帧间编码宏块的量化矩阵。(1)试分析其不同的原因。(2)通常在熵编码之前对这两种宏块的DC分量的处理是否相同,为什么??(1)帧内编码,由于相邻块的直流分量直接具有很强的相关性,因而相邻块的DC分量在采用DPCM后用8bit均匀(最小熵)量化器量化。其他DCT系数根据其重要程度的不同采用不同大小的量化台阶。(2)帧间编码,由于帧间预测误差的DCT系数与原图像的空间频率谱关系不大,所以直流和交流分量均采用相同的量化器量化。6、对运动矢量的估计,通常使用块匹配算法,常用的算法有三步法、二维对数法、正交搜索法等。(1)试以三步法为例,说明其块匹配搜索算法,并画图示意。(2)如果运动矢量估计不准确,产生的后果是什么?是否会产生图像失真,为什么??(1)以8 个邻近点进行计算,而且搜索步长随着搜索步骤的增加而减少。以图为例:第一步,以起始点(0,0)为中心,搜索步长为4 个象素,(-4,0)是判决函数值最小的点。第二步,以该点(-4,0)为中心,搜索步长为2 个象素,找到第二级近似点(-4,-2)。第三步,对距离中心为 1 个象素点的邻近点进行搜索,得到最终的运动矢量(-3,-1)。(2)可能会导致图像的压缩率受到影响,压缩效率降低;不会导致图像失真。7、试画出通用的数字电视系统组成框图,以发射端为例??

试卷部分,填空题:(1)ITU BT 601 建议中,亮度信号取样频率:13.5Nhz,有效样点数:720*576,每样值:8 bit。亮度信号范围:16-235,共220级,色差信号共224量化级别16-240 (2)亮度、色调、饱和度,色度是色调和饱和度的合称(3)阵间预测编码利用了图像的:空间冗余度,运动补偿政见编码利用了时间冗余度(4)PAL 隔行扫描降低带宽,中国PAL/D 行频是17.75Khz,场频50hz,帧频25hz,色度副载波4.43361865Mhz,亮度带宽是6Mhz,色度带宽是1.3Mhz,垂直方向上每帧625行,有效行是575 (5)彩色电视的亮度和色度是交错放置的,NTSC的亮色是半行间置,而PAL是1/4行间置。色差信号的调制方式是平衡正交调制,模值代表饱和度,相位角代表色调,NTSC制彩条在矢量示波器有6个亮点,PAL彩条有12个(6)电视信号经过祖龙耦合以后,直流分量会丢失。谦位电路的作用是:①恢复直流②避免信号动态范围扩大③消除电视信号中叠加型低频干扰。④消除由低频特性不良而引起的波形失真。(7)空阑校正。。。。扫描尺寸不是无限小引起的:图像分解力下降。使高频分量幅度减小,相位没有改变(8)三基色。。比例。亮度和。(9)熵编码。。概率大的符号,较短码字。。。。最佳平均码长等于信息熵变长码字基于熵编码。(10)我国的PAL.D调制方式是(??残留边带调制),伴音采用FM调制最大频偏50Khz,最高频率15Khz,声音频带宽度30Khz,问答及计算题:二、采用YUV,而不用RGB 的原因:1、Y信号代表亮度,而RGB要经过计算才得到亮度。。2、采用传输基色信号 Y、R-Y、B-Y ,当兼容制彩色电视系统传送黑白图像时,R-Y、B-Y 两个色差信号的幅度将自动地降为零,只传送反映图像亮度的亮度信号Y。从占用频带考虑,兼容要求在与黑白电视的信号带宽相同的条件下传送亮度信号和色度信号,通过高频混合原理节省带宽。如果采用R,G,B,则每一基色信号带宽都应与黑白图像带宽相同,这样总带宽是黑白电视的信号带宽的三倍。三、4:4:4格式的SDTV信号:3*720*480*30*8Mbps=248.832Mbps,,4:2:2格式:2* **,,4:1:1格式1.5* ** 四、若PAL信号中缺少了全部的PAL行色度信号,尝试分析PAL接收机将显示怎样的彩色图像::答:若少了PAL行,会使图像的垂直方向上的分解力降低,因而缺少PAL行会使得图像变得不清晰;缺少了PAL行,会使得电视的场频变为原来的一半,因而会出现杉树现象;虽然图像的清晰度会下降,会有闪烁现象,但图像的基本信息还会保留五、买了一隔行扫描的TV摄像机。当你用他拍摄一全灰图像时,发现拍摄的图像在垂直方向上一行量一行暗,。。手头上有一套可以测试电视信号频谱的仪器,如何证明此有问题答:当摄像机拍摄恒亮度图像时,用频谱仪观察摄像机产生的亮度信号,若只有直流分量则没有质量问题,若存在其他频率分量,则有。。七、受到均值高斯有色噪声(粉红噪声)干扰的视频序列,要求学生进行降噪处理,。。搜到一个处理高斯白噪声二店方案。。。。。答:1、能处理有色噪声,该方案中的滤波器可以将有效信号的频率部分提取出来,而将其他频率部分滤除,只要粉红噪声的频率与有效噪声的频率不同,该滤波器就可以对噪声起到抑制作用。 2、运动视频序列(0.5 噪声很大)(0.75 噪声很小);静止视频序列(0.1 噪声很大)(0.25 噪声很小);对运动视频来说,有用信号的频率会有偏离nfB的部分,而静止信号不会,因此运动视频的b应比静止视频的小,大噪声需要较大的抑制系数,即需要较小的b。。。八、(1)会使得编码的压缩率较低,不会产生图像失真,因为运动矢量估计不准,只会使得编码长度变长,但依然可以正确无误的恢复图像;(2)(3)(4)I帧P帧B帧,B帧最高,I帧最低。九、()f的出现对图像的影响娇小,对色调基本没有影响,对饱和度有一定的影响。十、优点(1),使得还原的色彩范围变大,(2)有利于提高饱和度。缺点(1)计算的复杂度提高(2)加大功耗

大学物理 课后习题答案(北邮第三版)下

大学物理习题及解答 习题八 8-1 电量都是q 的三个点电荷,分别放在正三角形的三个顶点.试问:(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷,就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解: 如题8-1图示 (1) 以A 处点电荷为研究对象,由力平衡知:q '为负电荷 20 220)33(π4130cos π412a q q a q '=?εε 解得 q q 33 - =' (2)与三角形边长无关. 题8-1图 题 8-2图 8-2 两小球的质量都是m ,都用长为l 的细绳挂在同一点,它们带有相同电量,静止时两线夹角为2θ,如题8-2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计,求每个小球所带的电量. 解: 如题8-2图示 ????? ===22 0)sin 2(π41sin cos θεθθl q F T mg T e 解得 θ πεθtan 4sin 20mg l q = 8-3 根据点电荷场强公式 204r q E πε= ,当被考察的场点距源点电荷很近(r →0)时,则场强 →∞,这是没有物理意义的,对此应如何理解 ? 解: 2 0π4r r q E ε= 仅对点电荷成立,当0→r 时,带电体不能再视为点电荷,再用上式求 场强是错误的,实际带电体有一定形状大小,考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大. 8-4 在真空中有A ,B 两平行板,相对距离为d ,板面积为S ,其带电量分别为+q 和-q .则 这两板之间有相互作用力f ,有人说f =2 02 4d q πε,又有人说,因为f =qE , S q E 0ε= ,所

北邮模式识别课堂作业答案(参考)

第一次课堂作业 1.人在识别事物时是否可以避免错识 2.如果错识不可避免,那么你是否怀疑你所看到的、听到的、嗅 到的到底是真是的,还是虚假的 3.如果不是,那么你依靠的是什么呢用学术语言该如何表示。 4.我们是以统计学为基础分析模式识别问题,采用的是错误概率 评价分类器性能。如果不采用统计学,你是否能想到还有什么合理地分类 器性能评价指标来替代错误率 1.知觉的特性为选择性、整体性、理解性、恒常性。错觉是错误的知觉,是在特定条件下产生的对客观事物歪曲的知觉。认知是一个过程,需要大脑的参与.人的认知并不神秘,也符合一定的规律,也会产生错误 2.不是 3.辨别事物的最基本方法是计算 . 从不同事物所具有的不同属性为出发点认识事物. 一种是对事物的属性进行度量,属于定量的表示方法(向量表示法 )。另一种则是对事务所包含的成分进行分析,称为定性的描述(结构性描述方法)。 4.风险 第二次课堂作业 作为学生,你需要判断今天的课是否点名。结合该问题(或者其它你熟悉的识别问题,如”天气预报”),说明: 先验概率、后验概率和类条件概率 按照最小错误率如何决策 按照最小风险如何决策 ωi为老师点名的事件,x为判断老师点名的概率 1.先验概率: 指根据以往经验和分析得到的该老师点名的概率,即为先验概率 P(ωi ) 后验概率: 在收到某个消息之后,接收端所了解到的该消息发送的概率称为后验概率。 在上过课之后,了解到的老师点名的概率为后验概率P(ωi|x) 类条件概率:在老师点名这个事件发生的条件下,学生判断老师点名的概率p(x| ωi ) 2. 如果P(ω1|X)>P(ω2|X),则X归为ω1类别 如果P(ω1|X)≤P(ω2|X),则X归为ω2类别 3.1)计算出后验概率 已知P(ωi)和P(X|ωi),i=1,…,c,获得观测到的特征向量X 根据贝叶斯公式计算 j=1,…,x

北京邮电大学《数字信号处理》课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲 一、课程编号:1100020 二、课程名称:数字信号处理 ( 64学时) Digital Signal Processing 三、课程教学目的 数字信号处理是现代信息处理和传输的基础课程之一,已经成为信号和信息处理、通信和电子、计算机科学和技术等专业的学生需要学习和掌握的基本知识。 本课程以离散时间信号与系统作为对象,在介绍经典理论的基础上,适当引入了现代信号处理的理论与方法以及Matlab仿真分析软件。通过本课程的学习,使得学生能够掌握确定性离散时间信号的频谱分析原理及快速实现方法,数字滤波器的设计及实现方法。使学生能够利用计算机技术来进行数字信号的处理,并根据实际需要分析、设计数字滤波系统。 本课程是进一步学习数字通信、图像处理、随机数字信号处理、无线通信、多媒体通信等专业课程的先修课程。 四、课程教学基本要求 1.掌握离散时间信号和系统的基本标识方法 2.掌握离散时间系统的基本特性、Z变换以及离散时间信号的傅立叶变换(DTFT) 3.掌握离散傅立叶变换(DFT)以及离散傅立叶变换的快速算法(FFT) 4.掌握数字滤波器的设计方法和结构 5.了解多速率信号处理的基本内容 五、教学内容及学时分配(含实验) 理论教学(56学时) 1.绪论2学时数字信号处理的特点、实现和应用 Matlab简介 2.离散时间系统的基本特性及流图10学时抽样与重建 离散系统及其普遍关系 信号流图及Mason公式 离散时间信号的傅立叶变换 Z变换及Z反变换(留数法)

Z变换与拉普拉斯、傅立叶变换的关系 离散系统的频域分析 3.离散傅立叶变换及其快速实现14学时DFS的定义及性质 DFT的定义、性质及应用 基2时间抽选法FFT 基2频率抽选法FFT 基4时间抽选法FFT IDFT的快速算法 FFT应用(线性卷积的快速计算、CZT变换) 4.IIR数字滤波器的设计和实现12学时滤波器概述 模拟滤波器的设计 模拟滤波器的数字仿真 冲激响应不变法和双线性变换法的设计 IIR滤波器的频率变换设计 IIR数字滤波器的计算机辅助设计 IIR 滤波器的实现结构 5.FIR数字滤波器的设计10学时线性相位FIR滤波器的条件和特性概述 窗函数法 频率取样法 FIR数字滤波器的优化设计 FIR数字滤波器的实现结构 6.多速率信号的处理基础8学时抽取和内插的时域和变换域描述 抽取滤波器和内插滤波器 多相分解 正交镜像滤波器组 双通道滤波器组 实验教学(8学时)

北邮数字图像处理作业

信息与通信工程学院 数字图像处理实验报告 班级: 姓名: 学号:

彩色图像处理 一.实验目的 1.考虑下列500*500的RGB彩色图像,框的颜色如图所示,假定将该图像转换到HSI空间,用25*25的平均模板模糊H分量图像,再转换回RGB空间,会看到什么结果?(b)重复(a),只是这次处理的是S分量。要求做实验,并简单分析结果 2.对原始图像 Beauty.jpg进行彩色图像处理,使以下问题得到改善: (1)整个画面光线偏暗 (2)画面在色彩上偏紫 (3)皮肤上有很多的雀斑 (4)右下角偏亮 二.实验环境 Windows7 MATLAB R2012a 三.实验思路 实验1: (1)生成所需图像,框的颜色为绿红蓝绿; (2)将该RGB图像转换到HSI空间; (3)用25*25的平均模板模糊H分量图像,再转换回RGB空间,并观察此时图

像的变化情况; (4)重复(2)(3),这次处理的是S分量,观察图像的变化情况。 实验2: (1)将原图像转化为double型; (2)提升原图像的整体亮度; (3)对原图像进行饱和度处理,使图片偏紫得到改善; (4)通过RGB平滑去除色斑; (5)通过find函数降低图片右下角的亮度; 四.实验结果 实验1: 结果分析:H分量为与红轴的夹角,S分量为圆上的点到圆心的距离,I分量为高。 (1)理论上,对H做均值滤波时,S和I的值是不变的,若掩膜红蓝分量相同时,转化到RGB空间为绿色,若掩膜红绿分量相同时,转换到RGB空间时依次为为红黄绿,若掩膜蓝绿分量相同时,转换到RGB空间时依次为蓝青绿,若掩膜红绿蓝分量都有时,则转换到RGB空间时,依次为蓝青绿黄红,观察实验结果,与理论相同; (2)理论上,对S做均值滤波时,H,S和I分量的值都不变,做掩膜也不会影响这几个分量,因此转换到RGB空间上观察和原图结果相同,观察实验结果,与理论相同。

2015年北邮数字信号处理软件实验报告

数字信号处理软件实验 MATLAB 仿真 2015年12月16日

实验一:数字信号的 FFT 分析 ● 实验目的 通过本次实验,应该掌握: (a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换(DTFT )和有限长度离散傅立叶变换(DFT )后信号频谱上的区别,前者 DTFT 时间域是离散信号,频率域还是连续的,而 DFT 在两个域中都是离散的。 (c) 离散傅立叶变换的基本原理、特性,以及经典的快速算法(基2时间抽选法),体会快速算法的效率。 (d) 获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法,建立频率分辨率和时间分辨率的概念,为将来进一步进行时频分析(例如小波)的学习和研究打下基础。 (e) 建立 DFT 从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念,此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器,例如 DVD AC3 和MPEG Audio 。 ● 实验内容及要求 ? 离散信号的频谱分析 设信号 此信号的0.3pi 和 0.302pi 两根谱线相距很近,谱线 0.45pi 的幅度很小,请选择合适的序列长度 N 和窗函数,用 DFT 分析其频谱,要求得到清楚的三根谱线。 ? DTMF 信号频谱分析 用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频(DTMF )拨号数字 0~9的数据,采用快速傅立叶变换(FFT )分析这10个号码DTMF 拨号时的频谱。 00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)x n n n n ππππ=+--

●MATLAB代码及结果 ?离散信号的频谱分析 clf; close all; N=1000; n=1:1:N; x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4); y=fft(x,N); mag=abs(y); w=2*pi/N*[0:1:N-1]; stem(w/pi,mag); axis([0.25 0.5 0 2]); xlabel('频率'); ylabel('X(k)'); grid on;

大学物理期末复习题精选北京邮电大学第4版

习题1 1.1选择题 (1) 一运动质点在某瞬时位于矢径),(y x r 的端点处,其速度大小为 (A)dt dr (B)dt r d (C)dt r d | | (D) 22)()(dt dy dt dx + [答案:D] (2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度s m v /2=,瞬时加速度2 /2s m a -=,则一秒钟后质点的速度 (A)等于零 (B)等于-2m/s (C)等于2m/s (D)不能确定。 [答案:D] (3) 一质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每t 秒转一圈,在2t 时间间隔中,其平均速度大小和平均速率大小分别为 (A) t R t R ππ2,2 (B) t R π2,0 (C) 0,0 (D) 0,2t R π [答案:B] 1.2填空题 (1) 一质点,以1 -?s m π的匀速率作半径为5m 的圆周运动,则该质点在5s 内,位移的大小是 ;经过的路程是 。 [答案: 10m ; 5πm] (2) 一质点沿x 方向运动,其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI),如果初始时刻质点的速度v 0为5m·s -1,则当t 为3s 时,质点的速度v= 。 [答案: 23m·s -1 ] 1.3 一个物体能否被看作质点,你认为主要由以下三个因素中哪个因素决定: (1) 物体的大小和形状; (2) 物体的内部结构; (3) 所研究问题的性质。 解:只有当物体的尺寸远小于其运动范围时才可忽略其大小的影响,因此主要由所研究问题的性质决定。

1.4 下面几个质点运动学方程,哪个是匀变速直线运动? (1)x=4t-3;(2)x=-4t 3+3t 2+6;(3)x=-2t 2+8t+4;(4)x=2/t 2-4/t 。 给出这个匀变速直线运动在t=3s 时的速度和加速度,并说明该时刻运动是加速的还是减速的。(x 单位为m ,t 单位为s ) 解:匀变速直线运动即加速度为不等于零的常数时的运动。加速度又是位移对时间的两阶导数。于是可得(3)为匀变速直线运动。 其速度和加速度表达式分别为 2 2484 dx v t dt d x a dt = =+== t=3s 时的速度和加速度分别为v =20m/s ,a =4m/s 2。因加速度为正所以是加速的。 1.5 在以下几种运动中,质点的切向加速度、法向加速度以及加速度哪些为零哪些不为零? (1) 匀速直线运动;(2) 匀速曲线运动;(3) 变速直线运动;(4) 变速曲线运动。 解:(1) 质点作匀速直线运动时,其切向加速度、法向加速度及加速度均为零; (2) 质点作匀速曲线运动时,其切向加速度为零,法向加速度和加速度均不为零; (3) 质点作变速直线运动时,其法向加速度为零,切向加速度和加速度均不为零; (4) 质点作变速曲线运动时,其切向加速度、法向加速度及加速度均不为零。 1.10 已知一质点作直线运动,其加速度为 a =4+3t 2 s /m ,开始运动时,x =5 m ,v =0,求该质点在t =10s 时的速度和位置. 解:∵ t t v a 34d d +== 分离变量,得 t t v d )34(d += 积分,得 12 2 34c t t v ++= 由题知,0=t ,00=v ,∴01=c 故 22 34t t v += 又因为 22 3 4d d t t t x v +== 分离变量, t t t x d )2 34(d 2 += 积分得 232 2 12c t t x ++= 由题知 0=t ,50=x ,∴52=c 故 52 123 2 ++=t t x 所以s 10=t 时

大学物理(北邮大)答案习题10

习题十 10-1 一半径r =10cm 的圆形回路放在B =0.8T 的均匀磁场中.回路平面与B 垂直.当回路 半径以恒定速率 t r d d =80cm ·s -1 收缩时,求回路中感应电动势的大小. 解: 回路磁通 2 πr B BS m 感应电动势大小 40.0d d π2)π(d d d d 2 t r r B r B t t m V 10-2 一对互相垂直的相等的半圆形导线构成回路,半径R =5cm ,如题10-2图所示.均匀磁 场B =80×10-3 T ,B 的方向与两半圆的公共直径(在Oz 轴上)垂直,且与两个半圆构成相等的角 当磁场在5ms 内均匀降为零时,求回路中的感应电动势的大小及方向. 解: 取半圆形cba 法向为i , 题10-2图 则 cos 2 π21 B R m 同理,半圆形adc 法向为j ,则 cos 2 π22 B R m ∵ B 与i 夹角和B 与j 夹角相等, ∴ 45 则 cos π2 R B m 221089.8d d cos πd d t B R t m V 方向与cbadc 相同,即异时针方向.

题10-3图 *10-3 如题10-3图所示,一根导线弯成抛物线形状y =2 ax ,放在均匀磁场中.B 与xOy 平 面垂直,细杆CD 平行于x 轴并以加速度a 从抛物线的底部向开口处作平动.求CD 距O 点为y 处时回路中产生的感应电动势. 解: 计算抛物线与CD 组成的面积内的磁通量 a y m y B x x y B S B 0 2 3 2 322d )(2d 2 ∴ v y B t y y B t m 2 1 212d d d d ∵ ay v 22 ∴ 2 1 2y a v 则 a By y a y B i 8222 12 1 i 实际方向沿ODC . 题10-4图 10-4 如题10-4图所示,载有电流I 的长直导线附近,放一导体半圆环MeN 与长直导线共面,且端点MN 的连线与长直导线垂直.半圆环的半径为b ,环心O 与导线相距a .设半圆环以速度v 平行导线平移.求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN 两端的电压 N M U U . 解: 作辅助线MN ,则在MeNM 回路中,沿v 方向运动时0d m ∴ 0 MeNM 即 MN MeN

北邮课表

2009级通信工程专业培养方案的执导教学计划 打开课组| 关闭课组 2009-2010学年 第一学期(秋季学期) [3200010]思想道德修养与法律基础 [3200020]中国近现代史纲要 [3310011]体育基础(上) [4110011]高等数学A(上) [4110071]线性代数 [4110081]高等代数 [1100310]大学计算机基础 [8200010]军事理论 [8300001]形势与政策1 [3112010]大学英语一级 [4110051]数学分析(上) 第二学期(春季学期) [3112020]大学英语二级 [3320011]体育基础(下) [4110021]高等数学A(下) [1201011]电路分析基础

[8200020]军训 [8300002]形势与政策2 [4120012]大学物理B(上) [3200030]毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 [3200031]毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论(实践) [4110061]数学分析(下) [1100320]C++程序设计基础 第三学期(夏季学期) 2010-2011学年 第一学期(秋季学期) [3200040]马克思主义基本原理 [3330012]体育专项(上) [4120022]大学物理B(下) [4130021]物理实验(2) [1100330]数据结构 [1100520]计算机实习 [1201030]信号与系统 [1208011]电子测量与电子电路实验(上) [4110140]复变函数 [8300003]形势与政策3

[3112030]大学英语三级 [4130011]物理实验(1) [1100010]电子电路基础 第二学期(春季学期) [3112040]大学英语四级 [4110091]概率论与随机过程 [4110130]数理方程 [4110190]计算方法 [4110240]离散数学 [1100040]数字电路与逻辑设计 [1208021]数字电路与逻辑设计实验(上) [8300004]形势与政策4 [3112130]国家大学英语四级考试 [1100540]电路综合实验 [1208012]电子测量与电子电路实验(下) [1100550]电子工艺实习 [3340012]体育专项(下) [1100340]数据库技术与应用 [1100350]多媒体计算机应用基础 [1100020]数字信号处理 [1100030]通信电子电路

2019年北邮数字媒体与设计艺术学院考研复试时间复试内容复试流程复试资料及经验

2019年北邮数字媒体与设计艺术学院考研复试时间复试内容复 试流程复试资料及经验 随着考研大军不断壮大,每年毕业的研究生也越来越多,竞争也越来越大。对于准备复试的同学来说,其实还有很多小问题并不了解,例如复试考什么?复试怎么考?复试考察的是什么?复试什么时间?复试如何准备等等。今天启道小编给大家整理了复试相关内容,让大家了解复试,减少一点对于复试的未知感以及恐惧感。准备复试的小伙伴们一定要认真阅读,对你的复试很有帮助啊! 院系简介 数字媒体与设计艺术学院是一个技术、艺术、人文交叉融合的学院。学院依托北京邮电大学的信息科技特色,面向数字内容和文化创意产业,着力培养数字媒体与交互设计领域的创新人才,满足我国文化大发展对复合型人才的迫切需求。 学院现有教师43人,其中教授、副教授23人,建立了技术和艺术协调发展的多层次人才培养体系,是北京市文化创意产业人才培养基地,与英国玛丽女王大学签署本科生互换协议。学院目前设有工业设计、数字媒体技术和数字媒体艺术3个本科专业,其中工业设计和数字媒体技术都是北京市特色专业。工业设计专业以信息产品创新设计为特色,注重智能产品设计、交互设计和用户体验评估等内容的学习。数字媒体技术专业技艺双修,以数字内容创作工具的开发和应用算法研究为特色。数字媒体艺术专业侧重培养影视特效和数字内容领域内,特别是移动互联网领域内的创作人才。学院拥有新闻传播学、设计艺术学和数字媒体技术三个学术型硕士点以及艺术专业学位硕士点。 最近几年,学院的研究生就业率一直保持100%,本科生就业率达99%以上,其中本科毕业生读研率超过40%。本学院学生在英国D&AD大赛、日本Carsdaling国际设计大赛、国际工业设计大赛、全国三维设计大赛、中国国际大学生动画节、上海国际电影节、北京大学生电影节、北京电影学院国际学生影视展等国内外专业竞赛中取得了优异成绩。 复试时间 学术型硕士: 报到时间:2018年3月29日上午9:00-10:30为复试考生报到阶段。 报到地点:北邮教二楼-118室。 考试时间:

北京邮电大学1997年试题 TTL与非门的开门电平和关门电平的大小

北京邮电大学1997年试题TTL与非门的开门电平和关门电平的大小,将直接影响器件的哪个性能指标? (A)抗干扰能力(B)输出电平(C)高电平负载能力(D)扇出系数 【分析】 TTL与非门的电路图和电路符号如图3.14所示,与非门的与功能由多发射极管T1来实现的。T1的射极是与的输入端,T1的集极是与的输出。 (a)电路图(b)电路符号图3.14 简化的TTL与非门 下面列出了TTL与非门的参数。 空载导通功耗PcTTL门在静态未带负载时的功耗(功耗指器件在工作时所消耗的功率)。由于输出为低电位时的静态功耗大于输出为高电位的功耗,故常测输出为低电位时的功耗(导通功耗)。 输入短路电路IISIIS是指当一个输入端接地,而其他输入端开路时,流向接地端的电流。 输入开门电平V on和输入关门电平V off 开门电平V on指的是:当电路输出端接额定负载时,使电路输出端处于低电位状态所允许的最小输入电压。 关门电平V off指的是:当电路输出端接额定负载时,使电路输出端处于高电位状态所允许的最大输入电压。 关门电平和开门电平越靠近,越接近同一个数值(阈值电压),说明传输特性曲线越接近理想特性,并且抗干扰能力越强。 输出高电平VOH和输出低电平VOL 输出高电平VOH的测试方法:输入端全接地,输出端空载条件下测得的输出端电

压称为输出高电平VOH。 输出低电平VOL的测试方法:输入端为开门电平,输出端接316Ω负载电阻条件下测得的输出端电压称为输出低电平VOL。 输入漏电流IIH IIH指当一个输入端接高电位,而其他输入端接地时的输入电流。 扇入系数和扇出系数 扇入系数指门的输入端数,扇出系数指一个门能够驱动同类型门的个数。 传输延时tpd和速度-功耗积 传输延时是指与非门输出波形相对于输入波形的延时,如图3.15所示。输出波形下降沿的50%相对输入波形上升沿的50%之间的时间间隔叫做导通延时tpHL;输出波形上升沿的50%相对输入波形下降沿的50%之间的时间间隔叫做关闭延时tpLH;平均传输延时(简称传输延时)tpd=(tpHL+tpLH)/2。 TTL门的传输延时在3ns到40ns之间。 延迟时间 门的传输延时和空载导通功耗的乘积称为速度-功耗积,其值越小越好。 【解答】 由分析部分得知,开门电平和关门电平的大小影响器件的抗干扰能力,所以本题的答案为(A)。 【扩展】

北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院专业介绍

数字媒体与设计艺术学院 新成立的数字媒体与设计艺术学院旨在依托北京邮电大学的信息科技特色,面向数字内容和文化创意产业,培养具有国际视野的创意产业拔尖创新人才和行业领军人才。为此,新学院将在保持专业特色的基础上,进一步优化课程体系,同时通过资源整合为学生提供更好的学习环境,着力打造一流的、富有特色的数字媒体及创意设计品牌专业。 专业列表 数字媒体技术专业 数字媒体技术专业面向信息与数字内容行业,培养掌握图像、音频、视频处理与网络传输的基本理论与方法,具有动画制作、游戏设计和影视制作的专业知识,既能从事数字媒体系统的设计、开发与研究,又能从事数字内容的创意、设计与制作的复合型高级技术人才。 本专业是北京市级特色专业,依托信息与通信工程国家一级重点学科,秉承技术与艺术相结合的办学理念,宽口径的理论教学与创造性的实践培养并重,为数字内容行业输送既懂技术又懂艺术的复合型高级技术人才。 本专业的主干学科为信息与通信工程、计算机科学与技术、艺术学。 本专业系统地学习信号与系统、通信原理、数字信号处理、数字图像处理、数字视频技术、数字音频技术、交互式网页技术、IP网络通信技术、多媒体通信、多媒体应用程序设计、计算机图形学、计算机游戏开发、三维角色设计、影视合成、镜头画面设计、动画脚本程序设计等课程。 本专业设置摄影与摄像、Flash动画制作、数字音视频制作、手机游戏开发和毕业设计等实践教学环节。 本专业修业年限为四年。学生在修完培养计划所规定的全部课程并考试合格后,将被授予工学学士学位。 工业设计专业 工业设计是一门艺术创新与工程技术相结合的交叉学科,以设计为轴线,以用户研究为中心,从人的心理、生理、精神等角度出发,探讨人的物质和精神需求,挖掘产品的使用功能,从而创造新的产品、新的生活方式,推动人类社会向前迈进。本专业立足于北邮的信息背景,以信息产品(包括软件与硬件)创新设计与人机交互设计为特色,强调设计方法、人机交互、信息设计等知识的学习,注重设计研究,注重艺术和技术的结合。重点培养掌握现代工业设计理论与技能、基础扎实、知识面宽、创意思维强的复合型设计与研究人才。学生毕业后可在企业的设计研究院、科研院所等从事工业产品的创新设计与研发工作,也可以在网络媒体、计算机软件开发等领域从事交互设计、用户研究、视觉设计工作,同时可在我校及其他院校的设计艺术学硕士专业继续学习深造。 本专业的主干学科为艺术学、机械工程、计算机科学。 本专业系统地学习工业设计导论、素描、色彩、三大构成、造型设计、设计方法与分析、人机工程、交互设计、可用性测试技术、消费心理与市场分析、产品造型材料与工艺、产品设计、工程力学、机械原理与设计、互动媒体设计、展示设计、视觉传达设计、用户界面设计与评估、计算机辅助设计等课程。 本专业设置金工实习、色彩课程设计、互动媒体课程设计、三维形态设计、数字化设计与成型方法、产

北邮数字信号处理实验报告(特选借鉴)

2011级数字信号处理实验报告 实验名称:实验一数字信号的产生和基本运算 1.实验要求 因为现实世界里存在的是模拟信号,因此数字信号处理的第一个问题是将信号离散化,得到一个数字信号,然后再进行数字处理。 (1) 常用数字信号序列的产生: 熟悉Matlab 产生数字信号的基本命令,加深对数字信号概念的理解,并能够用Matlab 产生和绘制出一些常用离散信号序列。请用Matlab 画出下列序列的波形(-10

大学物理(北邮大)答案习题6

习题六 6-1 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同? 答:气体在平衡态时,系统与外界在宏观上无能量和物质的交换;系统的宏观性质不随时间变化. 力学平衡态与热力学平衡态不同.当系统处于热平衡态时,组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地运动着,大量粒子运动的平均效果不变,这是一种动态平衡.而个别粒子所受合外力可以不为零.而力学平衡态时,物体保持静止或匀速直线运动,所受合外力为零. 6-2 气体动理论的研究对象是什么?理想气体的宏观模型和微观模型各如何? 答:气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统.是从物质的微观结构和分子运动论出发,运用力学规律,通过统计平均的办法,求出热运动的宏观结果,再由实验确认的方法. 从宏观看,在温度不太低,压强不大时,实际气体都可近似地当作理想气体来处理,压强越低,温度越高,这种近似的准确度越高.理想气体的微观模型是把分子看成弹性的自由运动的质点. 6-3 何谓微观量?何谓宏观量?它们之间有什么联系? 答:用来描述个别微观粒子特征的物理量称为微观量.如微观粒子(原子、分子等)的大小、质量、速度、能量等.描述大量微观粒子(分子或原子)的集体的物理量叫宏观量,如实验中观测得到的气体体积、压强、温度、热容量等都是宏观量. 气体宏观量是微观量统计平均的结果. 2 8642150 24083062041021++++?+?+?+?+?= = ∑∑i i i N V N V 7.2141890== 1s m -? 方均根速率 2 8642150240810620410212 23222 2 ++++?+?+?+?+?= =∑∑i i i N V N V 6.25= 1s m -? 6-5 速率分布函数)(v f 的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n 为分子数密度, N 为系统总分子数).

大学物理(北邮大)习题4答案

习题四 4-1 符合什么规律的运动才是谐振动?分别分析下列运动是不是谐振动: (1)拍皮球时球的运动; (2)如题4-1图所示,一小球在一个半径很大的光滑凹球面内滚动(设小球所经过的弧线很 短). 题4-1图 解:要使一个系统作谐振动,必须同时满足以下三个条件:一 ,描述系统的各种参量,如质量、转动惯量、摆长……等等在运动中保持为常量;二,系统 是在 自己的稳定平衡位置附近作往复运动;三,在运动中系统只受到内部的线性回复力的作用. 或者说,若一个系统的运动微分方程能用 0d d 222=+ξωξt 描述时,其所作的运动就是谐振动. (1)拍皮球时球的运动不是谐振动.第一,球的运动轨道中并不存在一个稳定的平衡位置; 第二,球在运动中所受的三个力:重力,地面给予的弹力,击球者给予的拍击力,都不是线 性回复力. (2)小球在题4-1图所示的情况中所作的小弧度的运动,是谐振动.显然,小球在运动过程中 ,各种参量均为常量;该系统(指小球凹槽、地球系统)的稳定平衡位置即凹槽最低点,即系统势能最小值位置点O ;而小球在运动中的回复力为θsin mg -,如题4-1图(b)所示.题 中所述,S ?<<R ,故R S ?=θ→0,所以回复力为θmg -.式中负号,表示回复力的方向始终与角位移的方向相反.即小球在O 点附近的往复运动中所受回复力为线性的.若以小球为对象,则小球在以O '为圆心的竖直平面内作圆周运动,由牛顿第二定律,在凹槽切线方向上有 θθmg t mR -=22d d 令R g =2ω,则有 0d d 222=+ωθt 4-2 劲度系数为1k 和2k 的两根弹簧,与质量为m 的小球按题4-2图所示的两种方式连 接,试证明它们的振动均为谐振动,并分别求出它们的振动周期. 题4-2图

2019年北邮数字媒体与设计艺术学院数字媒体技术考研复试时间复试内容复试流程复试资料及经验

2019年北邮数字媒体与设计艺术学院数字媒体技术考研复试时间复试内容复试流程复试资料及经验 随着考研大军不断壮大,每年毕业的研究生也越来越多,竞争也越来越大。对于准备复试的同学来说,其实还有很多小问题并不了解,例如复试考什么?复试怎么考?复试考察的是什么?复试什么时间?复试如何准备等等。今天启道小编给大家整理了复试相关内容,让大家了解复试,减少一点对于复试的未知感以及恐惧感。准备复试的小伙伴们一定要认真阅读,对你的复试很有帮助啊! 专业介绍 数字媒体技术是一种开放式的平台,主要包含场景设计、角色形象设计、游戏程序设计、多媒体后期处理、人机交互技术,是主要针对游戏开发、网站美工和创意设计类工作设计的专业。 复试时间 学术型硕士: 报到时间:2018年3月29日上午9:00-10:30为复试考生报到阶段。 报到地点:北邮教二楼-118室。 考试时间: 新闻传播学、设计艺术学、数字媒体技术:2018年3月29日上午10:30-12:00 考试方式:闭卷、笔试 考试地点:主楼206 政治面试内容及时间: (1) 心理测量:2018年3月29日下午1:00,地点教一楼-428(请各位考生统一来学院测量) (2) 政治思想面试:2018年3月29日下午2:00,地点教二楼-118、101A、B 专业面试 具体安排: 1.新闻传播学:2018年3月30日上午9:00 地点:明光楼217 2.设计艺术学:2018年3月30日下午1:30 地点:教二楼-118 3.数字媒体技术:2018年3月30日下午1:30 地点:教二楼-101A

考生面试所带材料:复试通知书、准考证、身份证、本科成绩单。 复试内容(科目) 复试分数线 根据学校的相关要求,结合学院2018年的实际报考情况,我院按各招生专业,根据计划招生总人数(不含推免生),按照通过本学科国家线(A类)考生初试总分从高到低确定复试名单。复试总人数应不多于招生计划的160%。复试总人数=(该学科招生人数-已招的推免生数)x 150%(或160%)。若150%(或160%)处有多名同分考生则一起进入该组复试名单,满足学校初试成绩要求的“少数民族骨干计划”考生直接进入复试名单。具体见复试名单(学术型)。 学术型硕士:只接收第一志愿报考我院。 数字媒体技术:复试总人数为招生计划的150%; 我院不接受破格参加复试的申请。 复试流程 学术型硕士: 1.网上支付复试费 支付时间:2018年3月26日-3月28日; 登陆https://www.wendangku.net/doc/4518161382.html,/score/login/reexamination-login-page.html,网上支付复试费(100元)和体检费(52.5元)后(在招生宣传咨询会上领取到免复试费证明的考生

大学物理(北邮电版)习题2答案

习题二 2-1一细绳跨过一定滑轮,绳的一边悬有一质量为 1 m的物体,另一边穿在质量为 2 m的圆柱体的竖直细孔中,圆柱可沿绳子滑动.今看到绳子从圆柱细孔中加速上升,柱体相对于绳子以匀加速度a'下滑,求1m,2m相对于地面的加速度、绳的张力及柱体与绳子间的摩擦力(绳轻且不可伸长,滑轮的质量及轮与轴间的摩擦不计). 解:因绳不可伸长,故滑轮两边绳子的加速度均为 1 a,其对于 2 m则为牵连加速度,又知 2 m 对绳子的相对加速度为a',故2 m对地加速度,由图(b)可知,为 a a a' - = 1 2 ① 又因绳的质量不计,所以圆柱体受到的摩擦力f在数值上等于绳的张力T,由牛顿定律,有 1 1 1 a m T g m= -② 2 2 2 a m g m T= -③ 联立①、②、③式,得 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 ) 2( ) ( ) ( m m a g m m T f m m a m g m m a m m a m g m m a + ' - = = + ' - - = + ' + - = 讨论 (1)若0 = 'a,则 2 1 a a=表示柱体与绳之间无相对滑动. (2)若g a2 = ',则0 = =f T,表示柱体与绳之间无任何作用力,此时 1 m, 2 m均作自由落体运动.

2-2 一个质量为P的质点,在光滑的固定斜面(倾角为α)上以初速度0v运动,0v的方向与斜面底边的水平线AB平行,如图所示,求这质点的运动轨道. 解: 物体置于斜面上受到重力mg,斜面支持力N.建立坐标:取0v 方向为X轴,平行斜面与X轴垂直方向为Y轴.如图2-2. 题2-2图 X方向:0 = x F t v x =① Y方向: y y ma mg F= =α sin②0 = t时0 = y0 = y v 2 sin 2 1 t g yα = 由①、②式消去t,得 2 2 sin 2 1 x g v y? =α 2-3 质量为16 kg 的质点在xOy平面内运动,受一恒力作用,力的分量为x f=6 N,y f=-7 N,当t=0时,= =y x0, x v=-2 m·s-1, y v=0.求 当t=2 s时质点的 (1)位矢;(2)速度. 解:2 s m 8 3 16 6 - ? = = = m f a x x 2 s m 16 7 - ? - = = m f a y y (1) ? ? - - ? - = ? - = + = ? - = ? + - = + = 2 1 1 2 s m 8 7 2 16 7 s m 4 5 2 8 3 2 dt a v v dt a v v y y y x x x

大学物理北邮第三版答案解析

习题二 2-1因绳不可伸长,故滑轮两边绳子的加速度均为a 1,其对于m 2则为牵连加速度,又知m 2对绳子的相对加速度为a ′,故m 2对地加速度,由图(b)可知,为 a 2=a 1-a ′ ① 又因绳的质量不计,所以圆柱体受到的摩擦力f 在数值上等于绳的张力T ,由牛顿定律,有 m 1g-T=m 1a 1 ② T-m 2g=m 2a 2 ③ 联立①、②、③式,得 212 12 112122 12211) 2()()(m m a g m m T f m m a m g m m a m m a m g m m a +'-==+' --= +' +-= 讨论 (1)若a ′=0,则a 1=a 2表示柱体与绳之间无相对滑动. (2)若a ′=2g ,则T=f=0,表示柱体与绳之间无任何作用力,此时m 1,m 2均作自由落体运动. 题2-1图 2-2以梯子为对象,其受力图如图(b)所示,则在竖直方向上, N B -mg=0 ① 又因梯无转动,以B 点为转动点,设梯子长为l ,则 N A lsin θ-mg 2 l cos θ=0 ② 在水平方向因其有加速度a ,故有 f+N A =ma ③ 题2-2图 式中f 为梯子受到的摩擦力,其方向有两种可能, 即 f=±μ0mg ④ 联立①、②、③、④式得 ) (2tan ,)(2tan 00g a g g a g M m μθμθ-=+=

2-3 28 3166-?=== s m m f a x x 216 7-?-= = s m m f a y y (1) ??--?-=?-=+=?-=?+-=+=201 01 2008 7 21674 5 2832s m dt a v v s m dt a v v y y y x x x 于是质点在2s 时的速度 18 7 45-?--=s m j i v (2) m j i j i j t a i t a t v r y x 8 74134)16 7 (21)4832122(21 )21(220--=?-+??+?-=++= 2-4 (1)∵dt dv m kv a =-= 分离变量,得 m kdt v dv -= 即??-=v v t m kdt v dv 00 m kt e v v -=ln ln 0 ∴ t k e v v -=0 (2)??---= ==t t t k k e k mv dt e v vdt x 0 00)1( (3)质点停止运动时速度为零,即t →∞, 故有? ∞ -= = '0 0k m v dt e v x t m k (4)当t= k m 时,其速度为

2020北京邮电大学交互设计考研经验分享

2020北京邮电大学交互设计考研经验分享 距拟录取名单公布之日已有段时间了,处理了纷纷攘攘一些杂事终于可以静下心来写这篇帖子,说不上经验,只是一路走来也受过新祥旭考研学长学姐的恩惠,希望也可以帮助学弟学妹们少走点弯路。 大家好,我是今年考上北邮艺术专硕的学姐,初试总分362分。回忆过去复习的日子,仿佛刚刚就在眼前。我本科是信息管理与信息系统专业,从一所二本学校三跨考研北邮艺术专硕。 当时刚刚开始准备复习的时候,也思考了好一段时间,由于自己是跨考的,手绘能力实在太弱,找了好几个学校了解,都是比较偏重手绘能力的,直到我看到了北邮,找了它相关的真题,发现对手绘能力要求相对没这么高,而且这个学校的艺术专业方向比较多,有七个,包括交互设计与用户体验、信息产品创新设计、数字媒体等,都是一些比较前沿的方向,我也是挺感兴趣的。 兴趣很重要,它能让你在复习备考迷茫时,坚定自己的信念。要真正明确好自己想考的学校和专业,最好不要中途更改。 一战的同学们建议购买下相关的视频或去新祥旭文库下载相关的专业指导信息。同时,正是第一年专业课的惨痛教训让我知道北邮专业课既重视基础又灵活多变,着实存在一定难度。于是第二年复习之初毫不

犹豫的决定专门报一门专业课的一对一辅导,比较了好几家辅导机构后,我选择了新祥旭它们家的专业课一对一课程。最初也是在微信公众号北邮考研联盟上面看到一篇2015年考上北邮交互设计的女生写的经验贴,抱着试试的态度联系了新祥旭,发现新祥旭专业辅导已颇为成熟,课程、教学设置和反馈都很妥当,那个女生后来也成为了我的专业课老师,冥冥中觉得也是缘分使然,在复习中,真的也很感激她的帮助。与其说跟她系统学习了考研专业课知识,不如说她带给了我很多学习方法上的启迪和思考,受益匪浅。在考研复习过程中,有相关专业学长学姐的帮助可以起到事半功倍的效果。 ?专业课 北邮是考两门专业课的,一门是618设计理论与创作或者620数字媒体理论与创作,一门是821设计基础。大部分人考的是618与821。 其中,专业课我们可以分三部分来准备。 第一部分[占复习时间的40%] 618更偏重于理论基础,要记忆的东西比较多,我建议大家先把真题弄到手,分析一下每年考什么,琢磨真题,参考本校的专业课PPT,参考书的话主要是《工

北邮数字信号处理Matlab仿真实验

《数字信号处理》Matlab 实验 一.离散信号的 FFT 分析 知识点:利用FFT 对信号频谱进行分析,用DFT 进行信号分析时基本参数的选择,以及信号经过离散时间傅立叶变换(DTFT )和有限长度离散傅立叶变换(DFT )后信号频谱上的区别。 实验教学内容: 1.用Matlab 编程上机练习。已知: N=25。这里Q=0.9+j0.3。可以推导出 , 首先根据这个式子计算X(k)的理论值,然后计算输入序列x(n)的32个值,再利用基2时间抽选的FFT 算法,计算x(n)的DFT X(k),与X(k)的理论值比较(要求计算结果最少6位有效数字)。 解: format long Q=0.9+0.3i; WN=exp(-2*pi*1i/32); Xk=(1-Q^32)./(1-Q*WN.^[0:24]); xn=Q.^[0:24]; Xkfft=fft(xn,32); for (k0=1:1:25) difference=Xk(k0)-Xkfft(k0); end; subplot(3,1,1);stem(abs(Xk(1:1:24)),'.');title('DFT x(n)');xlabel('k');axis([0,35,0,15]); subplot(3,1,2);stem(abs(Xkfft(1:1:32)),'g.');title('FFT x(n)');xlabel('k');axis([0,35,0,15]); subplot(3,1,3);stem(abs(difference(1:1:25)),'r.');title('Xk-Xkfft');xlabel('k');axis([0,35,0,15]); 0n N-1 ()0 n 0, n N n Q x n ?≤≤=? <≥?11,011)()()(k k 1 nk 1 -=--===∑∑-=-=N k QW Q QW W n x k X N N n N N n N N n ,

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