計概14-01影音數位化原理－公職試題

【選擇題】

【B】01.有關聲音取樣之敘述，下列何者錯誤？ (A)取樣頻率為每秒鐘聲音取樣的次數，單位為赫茲(Hz) (B)取樣的頻率越低，聲音的品質越好 (C)取樣解析度為每個樣本所需要的位元數 (D)取樣樣本的位元數越高，聲音的品質越好。[109地方四等資處]

(B)取樣頻率愈高，音訊愈好愈清晰。

 

【B】02.一段錄音長度為20秒鐘，取樣頻率是44.1KHz，取樣大小為16bits，其資料量總共為 (A)14112KBytes (B)1764KBytes (C)14112Bytes (D)1764Kbits。[109關務四等]

20 * 44.1 * 16 ÷ 8 = 1764KBytes

 

【C】03.音訊是一種類比(analog)資料，欲將其轉換為數位(digital)資料，不需經過下列那一步驟？ (A)編碼(Encoding) (B)量化(Quantization) (C)壓縮(Compression) (D)取樣(Sampling)。[110國安五等]

類比語音訊號→取樣(Sampling)、量化(Quantization)及編碼→數位語音訊號。

 

【A】04.在類比與數位訊號轉換中的Aliasing(失真)問題，與下列何者最為相關？ (A)取樣頻率不足 (B)過度取樣 (C)原訊號雜訊太高 (D)原訊號無雜訊。[110關務四等]

Aliasing：取樣頻率不夠。取樣頻率低於2倍最高訊號頻率而導致失真，原先的弦波被錯誤的取樣弦波取代。

 

【C】05.若以取樣率44.1KHz，取樣解析度16位元錄製一分鐘的音樂，原始資料大約是多少個位元組(Byte)？ (A)5.3KB (B)42KB (C)5.3MB (D)42MB。[111地方四等資處]

44.1K×16×60 = 42,336K = 5.292MB

 

【A】06.在將聲波類比資料數位化的過程中，會每間隔一小段時間取一個樣本值，而每秒鐘的取樣次數稱為取樣率(sampling rate)，而取樣解析度(sampling resolution)則為每個樣本值的資料長度。下列何者為CD音樂的取樣率與取樣解析度？ (A)44.1KHz，16位元 (B)48KHz，24位元 (C)32KHz，8位元 (D)96KHz，32位元。[111地方四等資處]

CD音樂：44.1KHz / 16bits

DVD：48KHz / 24bits

DVD Audio：96KHz / 24bits或192KHz / 24bits

 

【D】07.根據取樣理論，對音源取樣需使用適當「取樣頻率」方能記錄完整聲波，有一音源頻率為15kHz，能清晰表示此音訊的最低取樣頻率為何？ (A)60Hz (B)7.5kHz (C)15kHz (D)30kHz。[111普考資處]

奈奎斯特取樣定理(Nyquist Theorem)：取樣頻率必須比受量測訊號中相關最高頻率分量高出兩倍。

15kHz*2=30kHz

 

【B】08.數位視訊的資料壓縮主要運用了redundancy elimination的壓縮技術，而此技術主要分為temporal redundancy以及spatial redundancy，關於redundancy elimination的技術說明，下列何者錯誤？ (A)temporal redundancy指的是相鄰近的畫面間可能會有高度相關性，所以可以只針對誤差資料進行編碼 (B)temporal redundancy可以利用前一個畫面當作參考計算誤差，但是無法由後一個畫面當作參考 (C)spatial redundancy指的是因同畫面相鄰的點之間可能具極高的相關性，進而可以減少壓縮計算量 (D)spatial redundancy經過一連串的轉換方式對畫面數值進行量化，捨棄高頻訊號，保留低頻訊號。[111關務四等]

在視訊資料中，相鄰的畫面(frame)之間可能有高度的相關性，此相關性即為時間上的冗餘資訊(temporal redundancy)

在同一畫面中，相鄰的像素(pixel)之間可能有極高的相關性，此相關性即為空間上的冗餘資訊(spatial redundancy)。

 

【C】09.儲存多媒體資料時，每個符號(symbol)使用的位元越多可以讓量化誤差越小，提高資料的訊雜比(SNR)。一般而言，一個符號每增加一個位元來儲存，可以增加的訊雜比，最接近下列何者？ (A)2dB (B)4dB (C)6dB (D)8dB。[111關務四等]

一個符號每增加一個位元來儲存，可以增加訊雜比6dB。

 

【B】10.由於影音檔案的容量都十分龐大，因此會事先經過壓縮處理，再加以傳輸或儲存。一個經壓縮為5GB的影音檔案大小約為何？ (A)5×2²⁰位元組(Bytes) (B)5×2³⁰位元組(Bytes) (C)5×2²⁰位元(bits) (D)5×2³⁰位元(bits)。[111關務四等]

5GB = 5×2³⁰Bytes

 

【B】11.假設要對聲音訊號做編碼，取樣頻率(sampling rate)設為3000Hz，每個取樣點(sample)的值會被量化成1024個階層(即取樣點的最小值為0、最大值為1023)，則編碼一段長度為5秒的聲音訊號需要多少位元？ (A)30000bits (B)150000bits (C)3072000bits (D)15360000bits。[111鐵路員級]

取樣頻率3000Hz，每秒鐘取樣3000bit。

每個取樣點1024個階層，10bit。

5秒的聲音訊號=5×3000×10=150000bits

 

【A】12.有一音訊其取樣頻率(Sampling frequency)為16,000Hz，音訊幀持續時間(frame duration)為25ms、重疊(overlap)15ms，此音訊之幀率(frame rate)為何？ (A)100 frames/sec (B)160 frames/sec (C)200 frames/sec (D)400 frames/sec。[112地方四等資處]

每幀的非重疊持續時間 = 25ms - 15ms = 10ms

音訊之幀率 = 1000÷10 = 100frames/sec

 

【A】13.音響擴大機功能為將小訊號放大，其內部會使用放大電路達成此一目的，放大電路最主要是利用何種電子元件特性？ (A)電晶體 (B)二極體 (C)電感元件 (D)諧振器。[112地方四等資處]

電晶體：利用放大電流的特性來增強信號。

 

【C】14.將類比音頻信號(Audio Signal)每秒取樣(Sampling)8,000次，每個樣本使用8個位元(bits)表示。則要儲存1秒鐘的音頻信號需要多少個位元的記憶體？ (A)32000 (B)48000 (C)64000 (D)96000。[112身心五等]

每秒需要記憶體=8×8,000=64,000bits

 

【D】15.關於電腦動畫，若以下列速率(frame rate)播放時，何者看起來最不順暢？ (A)1/65sec (B)1/45sec (C)1/30sec (D)1/10sec。[112身心五等]

fps(Frame per second，禎率)，每秒播放的畫面數，速率越高，畫面顯示越順暢，(D)1/10sec，看起來最不順暢。

 

【A】16.一首4分鐘的音樂，若以取樣頻率為44.1KHz，取樣樣本為2個8bits(立體聲)的數字儲存，則所需的儲存空間大小約略等於 (A)21.17MBytes (B)169.34MBytes (C)13.2MBytes (D)132KBytes。[112初考資處]

44.1 × 2 × 8/8 × 60 × 4 = 21168KBytes = 21.17MBytes

 

【B】17.視訊(Video)指的是同步播放的畫面與聲音，最常見的就是電視的影像。由於面板製作技術的進步，市場上除了有LED的電視，現在也已經有大尺寸的OLED或Mini LED面板的數位電視。我國在2012年進入數位電視時代，電視畫面的播出、傳送與接收均使用數位系統。請問下列何者不是數位視訊標準？ (A)HDTV (B)NTSC (C)SDTV (D)UHDTV。[112初考資處]

NTSC：由美國國家電視標準委員會(National Television System Committee)制定的類比彩色電視廣播標準，畫面更新頻率29.97fps，畫面掃描線525條，畫面比例為4:3(16:9)，解析度為720×480。

 

【D】18.通常我們使用脈衝編碼調變(Pulse Code Modulation)，將類比音訊將其數位化。如果我們的取樣率是每秒8000個，每個取樣以256個量化級別(quantization level)來編碼，那麼輸出的數位化資料，大約每秒有多少？ (A)8000bits (B)16Kbits (C)32Kbits (D)64Kbits。[112國安五等]

8000 * log₂256 = 8000 * 8 = 64000bps = 64Kbps

 

【A】19.聲波具有多種特性，如遇到障礙物時會反射、繞射，進入不同介質時會產生折射，以特定頻率打在受體上時會產生共振。在劇院等大型場地，通常會裝設一些板狀器材，主要是想透過那一種特性，將聲音傳遞給較後方觀眾？ (A)反射 (B)繞射 (C)折射 (D)共振。[112普考資處]

在劇院中，聲音打到板狀器材後會反射給較後方觀眾，確保整個場地都能夠聽到清晰的聲音。

 

【B】20.電視技術隨著時代不斷演進，電視畫面的解析度也不斷提升。下列那一種電視解析度可達3840×2160以上？ (A)HDTV (B)UHDTV (C)SDTV (D)EDTV。[112普考資處]

UHDTV(Ultra High-Definition Television)：解析度可達3840×2160，也稱為4K解析度。

 

【C】21.音樂CD的取樣頻率是44.1kHz，取樣位元是16位元，一段雙聲道10秒鐘的音樂，在無壓縮的情形下，需要多少位元組(Byte)來儲存？ (A)441,000 (B)882,000 (C)1,764,000 (D)3,528,000。[112普考電子]

儲存位元組數 = 44.1kHz × 16bits × 2 × 10 = 1,411,200bits = 176,400Bytes