現(xiàn)代編碼技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種編碼方式屬于無(wú)損編碼？A.JPEGB.MPEGC.Huffman編碼D.以上都不是答案：C。Huffman編碼是一種無(wú)損編碼，它通過(guò)構(gòu)建最優(yōu)二叉樹(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮，在解碼時(shí)可以完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。而JPEG和MPEG屬于有損編碼。2.ASCII碼用多少位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一個(gè)字符？A.4位B.7位C.8位D.16位答案：B。標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼使用7位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示128個(gè)不同的字符。3.UTF8是一種：A.單字節(jié)編碼B.可變長(zhǎng)度編碼C.固定長(zhǎng)度編碼D.以上都不對(duì)答案：B。UTF8是一種可變長(zhǎng)度的編碼方式，它可以使用1到4個(gè)字節(jié)來(lái)表示不同的字符，能兼容ASCII碼。4.在圖像編碼中，量化的主要目的是：A.提高圖像的清晰度B.減少數(shù)據(jù)量C.增強(qiáng)圖像的色彩D.以上都不是答案：B。量化是將連續(xù)的數(shù)值離散化，在圖像編碼中通過(guò)量化可以減少表示圖像所需的數(shù)據(jù)量，但會(huì)損失一定的精度。5.下面關(guān)于哈夫曼編碼的描述，錯(cuò)誤的是：A.哈夫曼編碼是一種變長(zhǎng)編碼B.哈夫曼編碼的平均碼長(zhǎng)接近信源的熵C.哈夫曼編碼是唯一的D.哈夫曼編碼是一種無(wú)損編碼答案：C。哈夫曼編碼不是唯一的，因?yàn)樵跇?gòu)建哈夫曼樹(shù)的過(guò)程中，當(dāng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值相同時(shí)，選擇不同的節(jié)點(diǎn)組合會(huì)得到不同的哈夫曼樹(shù)，從而產(chǎn)生不同的編碼，但它們的平均碼長(zhǎng)是相同的。6.對(duì)于音頻編碼，MP3采用的是：A.無(wú)損編碼技術(shù)B.有損編碼技術(shù)C.既有無(wú)損也有損編碼技術(shù)D.以上都不對(duì)答案：B。MP3是一種廣泛使用的有損音頻編碼格式，它通過(guò)去除人耳不太敏感的音頻信息來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。7.游程編碼主要適用于：A.圖像中顏色變化頻繁的區(qū)域B.圖像中顏色變化緩慢的區(qū)域C.所有類型的圖像D.文本數(shù)據(jù)答案：B。游程編碼是將連續(xù)重復(fù)的數(shù)據(jù)用一個(gè)計(jì)數(shù)值和該數(shù)據(jù)的值來(lái)表示，適用于圖像中顏色變化緩慢、存在大量連續(xù)相同像素的區(qū)域。8.以下哪種編碼不屬于字符編碼？A.GB2312B.Base64C.UnicodeD.Big5答案：B。GB2312、Unicode和Big5都是用于表示字符的編碼標(biāo)準(zhǔn)，而B(niǎo)ase64是一種基于64個(gè)可打印字符來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的編碼方式，主要用于在文本環(huán)境中傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)。9.在視頻編碼中，幀間編碼主要利用了視頻的：A.空間冗余B.時(shí)間冗余C.視覺(jué)冗余D.信息熵冗余答案：B。幀間編碼是通過(guò)比較相鄰幀之間的差異，利用視頻序列中的時(shí)間冗余來(lái)減少數(shù)據(jù)量。10.算術(shù)編碼與哈夫曼編碼相比，其優(yōu)點(diǎn)是：A.編碼速度更快B.平均碼長(zhǎng)更短C.實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單D.以上都不對(duì)答案：B。算術(shù)編碼可以達(dá)到比哈夫曼編碼更短的平均碼長(zhǎng)，因?yàn)樗梢詫?duì)整個(gè)信源符號(hào)序列進(jìn)行編碼，而哈夫曼編碼是對(duì)單個(gè)符號(hào)進(jìn)行編碼。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.常見(jiàn)的無(wú)損圖像編碼格式有：A.PNGB.BMPC.JPEGD.GIF答案：ABD。PNG、BMP和GIF都是無(wú)損圖像編碼格式，JPEG是有損圖像編碼格式。2.以下屬于數(shù)據(jù)壓縮編碼的目的有：A.減少存儲(chǔ)空間B.提高傳輸效率C.降低數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度D.增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性答案：AB。數(shù)據(jù)壓縮編碼的主要目的是減少數(shù)據(jù)占用的存儲(chǔ)空間和提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。雖然在某些情況下壓縮可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度有一定影響，但這不是主要目的，且壓縮編碼本身并不能增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性。3.關(guān)于Unicode編碼，以下說(shuō)法正確的是：A.它是一種全球通用的字符編碼標(biāo)準(zhǔn)B.包含了世界上大部分的字符C.有多種實(shí)現(xiàn)方式，如UTF8、UTF16等D.與ASCII碼完全不兼容答案：ABC。Unicode是一種全球通用的字符編碼標(biāo)準(zhǔn)，包含了世界上大部分的字符，有多種實(shí)現(xiàn)方式，如UTF8、UTF16等。UTF8是兼容ASCII碼的，前128個(gè)字符的編碼與ASCII碼相同。4.在圖像編碼中，常用的預(yù)測(cè)編碼方法有：A.線性預(yù)測(cè)B.非線性預(yù)測(cè)C.自適應(yīng)預(yù)測(cè)D.固定預(yù)測(cè)答案：ABCD。在圖像編碼中，線性預(yù)測(cè)、非線性預(yù)測(cè)、自適應(yīng)預(yù)測(cè)和固定預(yù)測(cè)都是常用的預(yù)測(cè)編碼方法。5.音頻編碼中的感知編碼技術(shù)主要利用了人耳的哪些特性？A.掩蔽效應(yīng)B.頻率響應(yīng)特性C.時(shí)間分辨率D.空間分辨率答案：ABC。音頻編碼中的感知編碼技術(shù)主要利用了人耳的掩蔽效應(yīng)、頻率響應(yīng)特性和時(shí)間分辨率等特性，去除人耳不太敏感的音頻信息來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。人耳的空間分辨率與音頻編碼的感知編碼技術(shù)關(guān)系不大。三、判斷題（每題2分，共10分）1.所有的編碼方式都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損壓縮。（）答案：錯(cuò)誤。并不是所有的編碼方式都能實(shí)現(xiàn)無(wú)損壓縮，例如JPEG、MP3等編碼方式采用的是有損壓縮技術(shù)。2.哈夫曼編碼的平均碼長(zhǎng)一定小于固定長(zhǎng)度編碼的碼長(zhǎng)。（）答案：錯(cuò)誤。哈夫曼編碼的平均碼長(zhǎng)接近信源的熵，在某些情況下，當(dāng)信源符號(hào)的概率分布比較均勻時(shí)，哈夫曼編碼的平均碼長(zhǎng)可能接近甚至等于固定長(zhǎng)度編碼的碼長(zhǎng)。3.UTF16總是使用2個(gè)字節(jié)來(lái)表示一個(gè)字符。（）答案：錯(cuò)誤。UTF16通常使用2個(gè)字節(jié)來(lái)表示大部分字符，但對(duì)于一些輔助平面的字符，需要使用4個(gè)字節(jié)來(lái)表示。4.游程編碼對(duì)于黑白二值圖像的壓縮效果通常較好。（）答案：正確。黑白二值圖像中存在大量連續(xù)的相同像素，游程編碼可以有效地對(duì)其進(jìn)行壓縮。5.視頻編碼中的I幀是獨(dú)立編碼的，不依賴于其他幀。（）答案：正確。I幀（Intracodedframe）是視頻編碼中的關(guān)鍵幀，它是獨(dú)立編碼的，不依賴于其他幀，可以獨(dú)立解碼。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述哈夫曼編碼的基本原理和編碼步驟。答案：基本原理：哈夫曼編碼是一種變長(zhǎng)編碼，它根據(jù)信源符號(hào)出現(xiàn)的概率來(lái)分配不同長(zhǎng)度的編碼，概率大的符號(hào)分配較短的編碼，概率小的符號(hào)分配較長(zhǎng)的編碼，從而使平均碼長(zhǎng)接近信源的熵，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。編碼步驟：（1）統(tǒng)計(jì)信源符號(hào)的概率分布。（2）將信源符號(hào)按照概率從小到大排序。（3）選取概率最小的兩個(gè)符號(hào)，合并成一個(gè)新的符號(hào)，其概率為這兩個(gè)符號(hào)概率之和。（4）重復(fù)步驟（2）和（3），直到只剩下一個(gè)符號(hào)。（5）從最后剩下的符號(hào)開(kāi)始，回溯構(gòu)建哈夫曼樹(shù)，為每個(gè)分支分配0或1。（6）從根節(jié)點(diǎn)到每個(gè)信源符號(hào)的路徑上的0和1序列即為該符號(hào)的哈夫曼編碼。2.比較無(wú)損編碼和有損編碼的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：無(wú)損編碼：優(yōu)點(diǎn)：（1）可以完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，不會(huì)丟失任何信息。（2）適用于對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求較高的場(chǎng)合，如文本文件、程序代碼等。缺點(diǎn)：（1）壓縮比相對(duì)較低，通常只能達(dá)到一定程度的壓縮。（2）在一些情況下，壓縮效率不如有損編碼。有損編碼：優(yōu)點(diǎn)：（1）可以獲得較高的壓縮比，大大減少數(shù)據(jù)量，節(jié)省存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬。（2）適用于對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求不是非常高的場(chǎng)合，如多媒體數(shù)據(jù)（圖像、音頻、視頻）。缺點(diǎn)：（1）解碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)存在一定的差異，會(huì)丟失部分信息。（2）不適合對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求嚴(yán)格的應(yīng)用。3.簡(jiǎn)述UTF8編碼的特點(diǎn)。答案：（1）可變長(zhǎng)度編碼：UTF8可以使用1到4個(gè)字節(jié)來(lái)表示不同的字符，根據(jù)字符的Unicode碼點(diǎn)范圍來(lái)確定所需的字節(jié)數(shù)。（2）兼容ASCII碼：UTF8中前128個(gè)字符的編碼與ASCII碼相同，這使得在處理ASCII文本時(shí)可以直接使用UTF8編碼，無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（3）自同步性：UTF8編碼的每個(gè)字節(jié)都包含了編碼長(zhǎng)度的信息，因此在傳輸過(guò)程中如果出現(xiàn)部分字節(jié)丟失，也可以很容易地找到下一個(gè)字符的起始位置。（4）全球通用性：UTF8是一種全球通用的編碼方式，能夠表示世界上大部分的字符，適用于多語(yǔ)言環(huán)境。五、計(jì)算題（每題15分，共25分）1.已知一個(gè)信源包含4個(gè)符號(hào)A、B、C、D，其概率分別為0.4、0.3、0.2、0.1，試構(gòu)造哈夫曼編碼，并計(jì)算平均碼長(zhǎng)。答案：（1）構(gòu)造哈夫曼樹(shù)：首先將符號(hào)按照概率從小到大排序：D（0.1）、C（0.2）、B（0.3）、A（0.4）。合并D和C，得到新節(jié)點(diǎn)E，概率為0.1+0.2=0.3。此時(shí)節(jié)點(diǎn)為E（0.3）、B（0.3）、A（0.4），合并E和B，得到新節(jié)點(diǎn)F，概率為0.3+0.3=0.6。最后合并F和A，得到根節(jié)點(diǎn)，概率為0.6+0.4=1。為分支分配0和1，假設(shè)左分支為0，右分支為1，得到各符號(hào)的編碼：A：0B：10C：111D：110（2）計(jì)算平均碼長(zhǎng)：平均碼長(zhǎng)\(L=\sum_{i=1}^{n}p_il_i\)，其中\(zhòng)(p_i\)是符號(hào)的概率，\(l_i\)是符號(hào)的碼長(zhǎng)。\(L=0.4\times1+0.3\times2+0.2\times3+0.1\times3\)\(=0.4+0.6+0.6+0.3\)\(=1.9\)（位/符號(hào)）2.有一幅黑白二值圖像，其掃描行像素序列為：00001110011111000。試用游程編碼對(duì)其進(jìn)行編碼。答案：游程