音頻、視頻技術(shù)基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)考試試題及答案B一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，若采樣頻率為48kHz，量化深度為24bit，雙聲道未壓縮的PCM碼流在1分鐘內(nèi)的數(shù)據(jù)量約為A.13.82MB??B.16.38MB??C.17.28MB??D.20.74MB答案：C解析：48000×24×2×60÷8÷1024÷1024=16.59MB，四舍五入后最接近17.28MB（1MB按1024×1024Byte計(jì)算）。2.下列關(guān)于YUV4:2:0采樣格式的描述，正確的是A.色度水平與垂直方向均減半采樣B.色度僅水平方向減半采樣C.色度僅垂直方向減半采樣D.色度未做下采樣答案：A解析：4:2:0表示色度在水平和垂直方向上采樣率均為亮度的一半，每四個Y共享一組UV。3.在H.264編碼中，用于消除幀間冗余的主要技術(shù)是A.CAVLC??B.DCT??C.幀內(nèi)預(yù)測??D.運(yùn)動補(bǔ)償答案：D解析：運(yùn)動補(bǔ)償通過參考幀匹配宏塊，消除時域冗余；DCT消除空域冗余；CAVLC為熵編碼。4.AAC-LC相比MP3在相同碼率下音質(zhì)更優(yōu)，主要得益于A.采用頻域線性預(yù)測??B.采用MDCT+窗型切換??C.采用增益控制??D.采用哈夫曼編碼答案：B解析：AAC使用純MDCT，窗型切換更靈活，避免了MP3混合濾波器組的泄漏，提高編碼效率。5.在數(shù)字音頻接口中，AES3標(biāo)準(zhǔn)采用的物理層接口為A.平衡XLR??B.同軸BNC??C.光纖TOSLINK??D.RJ45答案：A解析：AES3規(guī)定110Ω平衡XLR，專業(yè)級；同軸與光纖為S/PDIF消費(fèi)級擴(kuò)展。6.視頻幀率從24fps提升到60fps，若保持快門角度180°不變，則單幀曝光時間A.增加為1/48s??B.減少為1/120s??C.保持1/48s??D.減少為1/60s答案：B解析：快門角度=曝光時間×幀率×360°，角度不變時曝光時間與幀率成反比，24→60fps，曝光時間縮短為2/5×1/48=1/120s。7.在色彩管理中，sRGB的伽馬曲線近似為A.線性??B.1.0冪函數(shù)??C.2.2冪函數(shù)??D.2.4冪函數(shù)答案：C解析：sRGB采用復(fù)合伽馬，平均約2.2，低光區(qū)線性段，高光區(qū)2.4。8.下列哪種容器格式原生支持多時間軸、非線性編輯元數(shù)據(jù)A.WAV??B.MOV??C.MP3??D.TS答案：B解析：MOV基于QuickTime，可存儲編輯列表、多軌道、時間映射，適合非線性編輯。9.在5.1聲道布局中，LFE聲道的帶寬通常為A.20Hz–20kHz??B.20Hz–120Hz??C.3Hz–120Hz??D.120Hz–20kHz答案：C解析：LFE為低頻效果聲道，標(biāo)準(zhǔn)截止120Hz，但為保真可下潛至3Hz。10.HDR10與HLG的主要差異在于A.色域??B.元數(shù)據(jù)類型??C.位深??D.伽馬曲線答案：B解析：HDR10采用靜態(tài)元數(shù)據(jù)SMPTEST2086，HLG為無元數(shù)據(jù)兼容SDR的混合對數(shù)伽馬。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.關(guān)于MPEG-DASH，下列說法正確的是A.基于HTTP的自適應(yīng)碼率流??B.使用MPD描述分段信息??C.必須使用H.264編碼??D.支持直播與點(diǎn)播??E.分段格式只能是TS答案：ABD解析：DASH編碼格式與容器自由，支持fMP4或TS；C、E錯誤。12.在音頻插件架構(gòu)中，屬于實(shí)時音頻插件API的有A.VST3??B.AU??C.AAX??D.LV2??E.DXi答案：ABCD解析：DXi為DirectXInstrument，已淘汰，其余均為現(xiàn)代實(shí)時插件API。13.下列參數(shù)中，影響視頻碼率大小的主要因素有A.分辨率??B.幀率??C.色度采樣??D.GOP長度??E.掃描方式答案：ABCD解析：掃描方式（逐行/隔行）影響編碼效率但不直接決定碼率預(yù)算。14.關(guān)于NDI協(xié)議，正確的是A.基于TCP傳輸無壓縮視頻??B.支持Alpha通道??C.自動發(fā)現(xiàn)設(shè)備??D.支持雙向元數(shù)據(jù)??E.需要專用硬件答案：BCD解析：NDI采用多播/單播混合，可壓縮；無需專用硬件；A、E錯誤。15.在數(shù)字影院放映中，DCP采用的封裝元素包括A.MXF軌道文件??B.CPL播放列表??C.KDM密鑰消息??D.AssetMap??E.IMF包答案：ABCD解析：IMF為可互操作母版格式，與DCP不同。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）16.MP3的MDCT塊長切換可在短窗的8個樣本與長窗的18個樣本間動態(tài)調(diào)整。答案：√解析：MP3采用混合濾波器組，短窗8×3=24樣本，長窗18×32=576樣本，可切換。17.ProRes422HQ的碼率與幀內(nèi)容復(fù)雜度無關(guān)，為固定碼率。答案：×解析：ProRes為VBR，雖標(biāo)稱碼率穩(wěn)定，但隨細(xì)節(jié)量輕微波動。18.在BT.2020色域中，三基色坐標(biāo)相對于BT.709向可見光譜軌跡外擴(kuò)。答案：√解析：BT.2020采用激光基色，坐標(biāo)更靠近光譜軌跡，覆蓋率提高。19.WebRTC強(qiáng)制使用Opus為音頻編碼，不允許使用其他編碼。答案：×解析：WebRTC必須支持Opus，但也可兼容G.711/G.722。20.SDI接口的3G-SDI標(biāo)準(zhǔn)最高支持1080p6010-bit4:2:2。答案：√解析：3G-SDI帶寬2.97Gb/s，剛好承載1080p6010-bit4:2:2。21.在FFT分析中，補(bǔ)零可以提高頻率分辨率。答案：×解析：補(bǔ)零僅細(xì)化譜線間隔，不增加真實(shí)分辨率，需增加采樣時長才能提高分辨率。22.音頻抖動（dither）加入高頻噪聲可防止低電平信號量化失真。答案：√解析：dither將量化誤差轉(zhuǎn)為寬帶噪聲，消除諧波失真。23.HEVC的CTU最大尺寸為64×64像素，不可調(diào)整。答案：×解析：HEVC支持16×16、32×32、64×64可配置。24.在DaVinciResolve中，ColorSpaceTransform節(jié)點(diǎn)可將LogC轉(zhuǎn)為Rec.709。答案：√解析：CST節(jié)點(diǎn)支持ACES、LogC等多種色彩空間轉(zhuǎn)換。25.藍(lán)牙SBC編碼支持48kHz采樣率，但默認(rèn)使用44.1kHz以節(jié)省功耗。答案：√解析：SBC支持48kHz，但多數(shù)設(shè)備默認(rèn)44.1kHz。四、填空題（每空2分，共20分）26.在數(shù)字音頻中，-20dBFS對應(yīng)的模擬電平為________dBu（專業(yè)級+4dBu參考）。答案：-16解析：-20dBFS相對于滿刻度，專業(yè)級0dBFS=+24dBu，故-20dBFS=+4dBu-20dB=-16dBu。27.1080i50信號的有效行數(shù)為________行，總行數(shù)為________行。答案：1080；1125解析：1080i有效行1080，含消隱共1125。28.H.264中，若level4.0最大宏塊速率為245760MB/s，1920×1080p30所需宏塊速率為________MB/s。答案：8160解析：1920×1080÷16÷16=8100MB/frame×30=243000MB/s，低于上限。29.在Opus編碼中，SILK模式最低碼率可至________kbps，CELT模式最高可至________kbps。答案：6；510解析：SILK6–40kbps，CELT32–510kbps。30.Rec.709OETF（相機(jī)端）近似伽馬值為________，EOTF（顯示端）為________。答案：1/1.961；2.4解析：OETF為約0.51冪，EOTF為2.4。31.在MPEG-TS中，PCR時鐘精度要求為________ppm。答案：±30解析：TS系統(tǒng)層要求PCR漂移≤30ppm。32.在Dante網(wǎng)絡(luò)中，默認(rèn)音頻采樣時鐘采用________協(xié)議進(jìn)行精確同步。答案：PTP（IEEE1588v2）33.在色彩分級中，使用________曲線可在不改變色相的前提下調(diào)整飽和度。答案：SaturationvsLum或HSLLumvsSat34.在Reaper中，JSFX腳本語言基于________語言語法。答案：C/JavaScript混合35.在HDR轉(zhuǎn)SDR的tonemapping算法中，________算子可保持畫面平均亮度不變。答案：Reinhard全局五、簡答題（每題8分，共24分）36.說明浮點(diǎn)音頻32-bitfloat相比24-bitinteger在DAW內(nèi)部處理中的優(yōu)勢，并給出動態(tài)范圍計(jì)算。答案：32-bitfloat采用1-bit符號+8-bit指數(shù)+23-bit尾數(shù)，動態(tài)范圍約1528dB（8-bit指數(shù)×6.02dB），遠(yuǎn)超過24-bitinteger的144dB。優(yōu)勢：①避免累積運(yùn)算溢出；②無需dither即可多次處理；③插件鏈增益調(diào)整無削頂；④可表示超過0dBFS的信號，方便后期拉回。計(jì)算：指數(shù)范圍-126～+127，理論動態(tài)20log10(2^127×(2-2^-23))≈1528dB。37.解釋HEVC中SAO（SampleAdaptiveOffset）的原理及作用，并給出邊緣補(bǔ)償與帶狀補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別。答案：SAO在重建像素進(jìn)入環(huán)路濾波前，根據(jù)局部特征添加偏移量，減少振鈴與邊緣失真。步驟：①劃分CTB為4×4塊；②選擇邊緣補(bǔ)償（EO）或帶狀補(bǔ)償（BO）；③EO按0°、90°、45°、135°方向比較相鄰像素，歸類四邊緣類型，傳輸每類偏移；BO將像素值均勻分為32帶，每帶傳偏移，適用于平緩漸變區(qū)。區(qū)別：EO針對邊緣方向，BO針對幅度帶；EO偏移有正負(fù)，BO僅正；BO無方向，適合天空等平滑區(qū)。38.描述DolbyAtmos母版制作中Bed與Object的區(qū)別，并說明ADMBWAV中如何存儲Object元數(shù)據(jù)。答案：Bed為基于聲道的傳統(tǒng)音床，固定9.1.6或更低，用于環(huán)境聲與音樂；Object為獨(dú)立音頻流+元數(shù)據(jù)，含三維坐標(biāo)、大小、增益，可動態(tài)移動。ADMBWAV在iXMLchunk內(nèi)插入<atmos>段，每條Object含ID、Name、X/Y/Z坐標(biāo)、Size、Importance，元數(shù)據(jù)按幀率打包與音頻PCM對齊，確保渲染器實(shí)時解析。六、計(jì)算題（共31分）39.已知某4K60fps10-bit4:2:0視頻未壓縮碼率，求：（1）每秒數(shù)據(jù)量（GB）；（2）若采用H.265Main10，平均碼率50Mb/s，計(jì)算壓縮比；（3）若存儲90min電影，需多大容量（GB）？答案：（1）3840×2160×10×1.5×60÷8÷1024÷1024÷1024=8.86GB/s（2）50×1000÷(8.86×8000)=0.000705，壓縮比1:1417（3）50÷8×5400÷1024=33.2GB40.音頻系統(tǒng)需要同時錄制32路96kHz24-bit信號，計(jì)算：（1）每秒數(shù)據(jù)量（MB）；（2）若采用FLAC無損壓縮平均節(jié)省45%，錄制3小時需多少GB？（3）若通過千兆網(wǎng)傳輸，實(shí)際可用帶寬900Mb/s，是否支持實(shí)時傳輸壓縮流？答案：（1）96000×24×32÷8÷1024÷1024=8.79MB/s（2）8.79×0.55×10800÷1024=51.2GB（3）900Mb/s=112.5MB/s＞8.79×0.55=4.83MB/s，支持。41.某直播場景上行帶寬僅6Mb/s，需同時傳輸1080p30視頻與48kHz立體聲，視頻采用H.264HighProfile，音頻AAC-LC，求：（1）若音頻分配128kb/s，視頻目標(biāo)碼率；（2）若視頻實(shí)際壓縮比達(dá)到1:120，求未壓縮碼率；（3）若關(guān)鍵幀間隔2s，GOP=60，求平均I幀大小占比（假設(shè)CBR）。答案：（1）6000-128=5872kb/s（2）5.872×120=704.64Mb/s（3）I幀大小=5.872×2÷(60/30)=0.391Mb，占比0.391/(5.872×2)=3.33%七、綜合設(shè)計(jì)題（共30分）42.設(shè)計(jì)一套低延遲4K遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)，要求：①端到端延遲≤100ms；②支持Tally、Intercom、PTZ控制；③主備冗余；④使用公共互聯(lián)網(wǎng)。請給出：（1）視頻音頻編碼參數(shù)與傳輸協(xié)議；（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c冗余策略；（3）時鐘同步方案；（4）延遲預(yù)算表（分解采集、編碼、傳輸、解碼、渲染）。答案：（1）視頻：HEVCMain10，4:2:210-bit，碼率30Mb/s，GOP=1s，低延遲B=0，tune=zerolatency；音頻：Opus48kHz24-bit，碼率128kb/s，frame=10ms；傳輸：SRT（Caller-Listener），AES-256，PB=0，latency=60ms，ARQ=on。（2）拓?fù)洌褐谱鞫穗p10Gb/s光纖，主備SRT流走不同ISP，云端SFU中繼，接收端雙網(wǎng)卡Bonding；冗余：RTP+FEC20%，SRT重傳+無縫切換。（3）時鐘：PTP（IEEE1588v2）Grandmaster置于制作端，接收端Slave鎖相，音頻WordClock同步，視頻Genlock通過PTP衍生。（4）延遲預(yù)算：采集5ms，編碼25ms，傳輸30ms，解碼25ms，渲染10ms，緩沖10ms，總計(jì)105ms，通過優(yōu)化編碼線程與GPU流水線可壓至95ms。43.某劇院需部署沉浸式3D音頻系統(tǒng)，揚(yáng)聲器布局為64路，要求：①基于Ravenna網(wǎng)絡(luò)；②支持ADMBWAV播放；③實(shí)時渲染32路Object；④冗余切換<50ms。請給出：（1）硬件架構(gòu)圖（文字描述）；（2）軟件渲染引擎選型與插件接口；（3）冗余機(jī)制；（4）測試方案。答案：（1）主備兩臺RavennaPCIe音頻接口，64×64I/O，通過冗余交換機(jī)堆疊，揚(yáng)聲器接功放帶AES3備份，控制面走OSC。（2）引擎：Reaper+AtmosProductionSuite，插件：ADMImportExtension，實(shí)時渲染32Object到64聲道，使用VBAP+DistanceCue，DSPoffload到GPU。（3）冗余：Ravenna冗余流A/B，自動MSRP路徑切換，Reaper通過ReaRoute雙實(shí)例，心跳檢測<20ms，失敗時ASIO驅(qū)動無縫切換，功放AES3自動選主。（4）測試：注入32Object正弦掃頻，記錄64路脈沖響應(yīng)，對比主備切換瞬態(tài)，使用ACMP測量RT60與定位誤差，要求切換噪聲<-60dBFS，定位偏差<2°。八、案例分析題（共25分）44.某次演唱會多機(jī)位錄制出現(xiàn)音畫不同步，后期發(fā)現(xiàn)機(jī)位A比機(jī)位B音頻延遲200ms，且機(jī)位A視頻存在25Hz燈光頻閃條紋。請分析：（1）可能原因；（2）現(xiàn)場預(yù)防措施；（3）后期修復(fù)流程（含軟件與參數(shù)）。答案：（1）原因：①機(jī)位A使用長GOP導(dǎo)致解碼延遲；②音頻接口緩沖區(qū)設(shè)置過大；③燈光頻率與快門角度不匹配，180°@24fps=1/48s，與50Hz燈光差拍。（2）預(yù)防：統(tǒng)一使用ALL-Intra100Mb/s，音頻接口Buffer=64samples，Genlock鎖相，快門角度172.8°=1/50s，燈光改用高頻PWM>1kHz。（3）修復(fù)：DaVinciResolve導(dǎo)入，Sync按波形對齊，機(jī)位A音頻-200ms；去頻閃：TemporalNR啟用運(yùn)動補(bǔ)償，Threshold=30，Motion=0.5，加32-bitfloat復(fù)制層，使用OFXFlickerFree，頻率=25Hz，平滑=0.8，渲染ProRes4444XQ，交付。45.某教育平臺直播出現(xiàn)卡頓，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)高峰丟包率8%，RTT=200ms，用戶端帶寬波動大。請給出：（1）根因分析；（2）編碼端自適應(yīng)算法；（3）播放器緩沖策略；（4）CDN邊緣優(yōu)化方案。答案：（1）根因：上傳鏈路擁塞，ISP抖動，CDN邊緣未命中，TCP隊(duì)頭阻塞。（2）編碼：采用H.264+RTMP，啟用CBR→VBR切換，動態(tài)GOP=1-4s，碼率階梯：4.5→3→1.5Mb/s三檔，基于RTMPSenderReport丟包率>5%降檔，<2%升檔，步長0.5Mb/s。（3）播放器：首幀緩沖1s，之后動態(tài)緩沖=3×RTT+0.5s，啟用HEVCoverDASH，ABR切換閾值：當(dāng)前帶寬×1.2>下檔碼率且持續(xù)5s則升檔，丟包>3%立即降檔。（4）邊緣：啟用QUIC+BBR，邊緣節(jié)點(diǎn)下沉至城域網(wǎng)，TCPFastOpen，預(yù)加載熱點(diǎn)片段，啟用多路徑RedundantTransfer，丟包重傳<50ms。九、論述題（共25分）46.論述AICodec（如NeuralCodec）與傳統(tǒng)信號處理Codec在音頻編碼中的差異，并從復(fù)雜度、延遲、質(zhì)量、泛化性、部署成本五個維度對比，給出未來五年發(fā)展趨勢預(yù)測。答案：差異：傳統(tǒng)Codec基于心理聲學(xué)模型+線性變換+熵編碼，結(jié)構(gòu)固定；AICodec采用端到端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（如SoundStream、EnCodec），在潛空間量化，用對抗損失提升感知質(zhì)量。對比：①復(fù)雜度：AI編碼端100×RTF，解碼端5×RTF；傳統(tǒng)<0.1×RTF；②延遲：SoundStream可低至5ms，優(yōu)于AAC-LC20ms；③質(zhì)量：AI在極低碼率（6-12kbps）感知質(zhì)量高0.5MOS，高碼率差異縮?。虎芊夯裕篈I對音樂、語音通用，但對訓(xùn)練集外樂器可能出現(xiàn)artifact；⑤部署成本：AI需GPU/NPU，邊緣設(shè)備功耗高，傳統(tǒng)DSP即可。預(yù)測：未來五年，AICodec將下沉至手機(jī)SoC，通過INT4量化+NAS搜索，編碼端RTF<1，解碼端<0.1，標(biāo)準(zhǔn)化組織將啟動AICodec標(biāo)準(zhǔn)化工作，形成混合架構(gòu)：傳統(tǒng)低延遲框架+AI感知增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)6kbpsCD音質(zhì)，2028年規(guī)模商用。47.結(jié)合SMPTEST2110標(biāo)準(zhǔn)，論述在IP化制播中如何確保視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)三流同步，并給出PTP時鐘故障時的應(yīng)急策略。答案：同步機(jī)制：①統(tǒng)一PTP（IEEE1588v2）Grandmaster，域號127，時鐘類6，精度<1μs；②視頻ST2110-20采用RTP時間戳，幀級對齊PTP；音頻2110-30采用采樣計(jì)數(shù)，48kHz對應(yīng)20.83μs/采樣；輔助2110-40按幀計(jì)數(shù)；③SDP文件中描述mediaclock與PTP關(guān)系，使用RTCPSR報(bào)告漂移，NMOSIS-04注冊。故障應(yīng)急：A.PTPGrandmaster失效，BestMasterClock算法自動切換備機(jī)，時間類248→6，切換<1s；B.若全網(wǎng)PTP斷鏈，啟用LastKnownClockHoldover，OCXO保持±1ppm，持續(xù)30min；C.錄制環(huán)節(jié)啟用本地Genlock，切換至FrameSync，保證畫面不撕裂；D.直播環(huán)節(jié)插入SlipSwitch，允許±5line漂移，通過音頻采樣率轉(zhuǎn)換隱藏漂移；E.監(jiān)控端啟用TLV-Capture，記錄RTP偏移，后期對齊。十、實(shí)操題（共20分）48.請?jiān)贔Fmpeg中完成以下任務(wù)，寫出完整命令與參數(shù)解釋：（1）將4K50fpsProRes4444XQ文件轉(zhuǎn)碼為H.26510-bit4:2:2，碼率80Mb/s，GOP=48，tune=grain，同時保留時間碼與色彩元數(shù)據(jù)；（2）將48kHz24-bitWAV轉(zhuǎn)為Opus128kb/s，幀長20ms，啟用FEC；（3）將上述視頻音頻封裝為MKV，并添加章節(jié)信息（chapter.txt）；（4）驗(yàn)證輸出文件完整性，提取第一幀為PNG，并打印所有流信息。答案：（1）ffmpeg-iin.mov-c:vlibx265-pix_fmtyuv422p10le-b:v80M-g48-x265-params"keyint=48:min-keyint=1:tune=grain:repeat-headers=1:colorprim=bt2020:transfer=smpte2084:colormatrix=bt2020nc"-time