2025年大学《声学》专业题库- 音频编解码技术及发展趋势

2025年大学《声学》专业题库——音频编解码技术及发展趋势考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪一项不属于音频编解码技术的主要目标？（）A.提高音频信号的信噪比B.减少音频数据量C.保持音频信号的质量D.增加音频信号的带宽2.下列哪种音频编解码标准属于有损压缩？（）A.MP3B.AACC.PCMD.WAV3.在音频编解码过程中，以下哪一项技术主要用于去除音频信号中的人耳难以感知的冗余信息？（）A.量化B.均匀量化C.子带编码D.滤波4.下列哪种音频编解码标准广泛应用于低比特率语音通信？（）A.AC-3B.MP3C.G.711D.AAC5.音频编解码器的比特率是指？（）A.音频信号的最大幅值B.每秒钟处理的音频样本数C.每秒钟所需的比特数D.音频信号的频率范围二、填空题6.音频编解码技术根据压缩方式的不同，可以分为__________压缩和__________压缩。7.在音频信号处理中，__________是指音频信号的最大变化率。8.量化是音频编解码过程中的一个重要步骤，它将连续的音频信号转换为__________的信号。9.子带编码是一种将音频信号分解为多个子带的编解码技术，它可以根据人耳的__________特性对不同子带进行不同的编码处理。10.音频编解码技术的性能通常用__________、__________和__________等指标来衡量。三、简答题11.简述音频编解码的基本原理。12.比较有损压缩和无损压缩在音频编解码中的区别。13.解释什么是音频信号的信噪比，并说明如何提高音频信号的信噪比。14.简述音频编解码技术在现代通信中的应用。四、计算题15.假设一个音频信号采样率为44.1kHz，量化精度为16位，计算该音频信号的最高频率和每秒钟所需的比特数。16.一个音频编解码器输入一个频率为1kHz的纯正弦波信号，经过编解码处理后，输出信号的频率为950Hz，请分析该音频信号发生了什么变化，并说明可能的原因。五、论述题17.论述音频编解码技术的发展趋势。18.随着人工智能技术的不断发展，音频编解码技术将如何与人工智能技术相结合？试卷答案一、选择题1.D解析：音频编解码技术的主要目标是提高音频信号的信噪比、减少音频数据量、保持音频信号的质量，增加音频信号的带宽不属于音频编解码技术的主要目标。2.A解析：MP3是一种有损压缩音频编解码标准，通过去除音频信号中的人耳难以感知的冗余信息来减少数据量。AAC、PCM、WAV属于无损压缩或未压缩格式。3.C解析：子带编码是一种将音频信号分解为多个子带的编解码技术，可以根据人耳的听觉特性对不同子带进行不同的编码处理，从而去除音频信号中的人耳难以感知的冗余信息。4.C解析：G.711是一种广泛应用于低比特率语音通信的音频编解码标准。AC-3、MP3、AAC通常用于较高比特率的音频编码。5.C解析：音频编解码器的比特率是指每秒钟所需的比特数，它表示了音频编码过程中每秒钟产生的数据量。二、填空题6.有损；无损解析：音频编解码技术根据压缩方式的不同，可以分为有损压缩和无损压缩。有损压缩会去除音频信号中的一部分信息，以换取更高的压缩率；无损压缩则能完全恢复原始音频信号。7.幅度解析：在音频信号处理中，幅度是指音频信号的最大变化率，它反映了音频信号的强度。8.离散解析：量化是音频编解码过程中的一个重要步骤，它将连续的音频信号转换为离散的信号，以便进行数字存储和传输。9.听觉解析：子带编码是一种将音频信号分解为多个子带的编解码技术，它可以根据人耳的听觉特性对不同子带进行不同的编码处理，以更有效地去除冗余信息。10.压缩率；音质；复杂度解析：音频编解码技术的性能通常用压缩率、音质和复杂度等指标来衡量。压缩率表示数据压缩的程度，音质表示解码后音频信号的质量，复杂度表示编解码算法的计算复杂程度。三、简答题11.音频编解码的基本原理是通过对音频信号进行采样、量化和编码等处理，将连续的音频信号转换为离散的数字信号，以便进行存储、传输和解码。编码过程中，通常会去除音频信号中的人耳难以感知的冗余信息，以减少数据量。解码过程则是将编码后的数字信号还原为原始的音频信号。12.有损压缩和无损压缩在音频编解码中的主要区别在于是否能够完全恢复原始音频信号。有损压缩会去除音频信号中的一部分信息，以换取更高的压缩率，因此解码后的音频信号与原始音频信号之间存在一定的差异；而无损压缩则能完全恢复原始音频信号，但压缩率通常较低。13.音频信号的信噪比是指音频信号的有用成分与噪声成分的比值，它反映了音频信号的质量。提高音频信号的信噪比可以通过使用更高精度的量化位数、采用更先进的编解码算法、使用更高质量的音频设备等方法来实现。14.音频编解码技术在现代通信中有着广泛的应用，例如在手机语音通话、音频广播、音乐播放、视频压缩等领域。它通过减少音频数据量，提高了数据传输的效率和带宽利用率，为现代通信提供了重要的技术支持。四、计算题15.最高频率=采样率/2=44.1kHz/2=22.05kHz；每秒钟所需的比特数=采样率×量化精度=44.1kHz×16=705.6kbps。解析：根据奈奎斯特定理，音频信号的最高频率不能超过采样率的一半。每秒钟所需的比特数等于采样率乘以量化精度（每位样本所需的比特数）。16.音频信号发生了频率偏移，可能的原因是编解码过程中引入了失真或噪声。解析：纯正弦波信号的频率应为1kHz，但解码后信号的频率变为950Hz，说明音频信号发生了频率偏移。这可能是编解码过程中由于滤波、量化或其他处理引入了失真或噪声，导致信号频率发生变化。五、论述题17.音频编解码技术的发展趋势包括更高压缩率、更高音质、更低复杂度、更智能化的编解码算法、以及对多声道音频和沉浸式音频的更好支持。随着人工智能技术的不断发展，音频编解码技术将更多地利用机器学习和深度学习等人工智能技术来实现更高效的编码和更高质量的重构。18.随着人工智能技术的不断