108年:放射器材(2)

若影像有 16383 整數灰階值,則最少可⽤多少位元( bit )來儲存影像?

A8
B10
C12
D14

詳細解析

本題觀念:

數位影像儲存時,灰階值數量(gray levels)與所需位元數(bit depth)的關係,利用 2n2^n 公式計算。

選項分析

關鍵公式:

最大灰階值數=2n\text{最大灰階值數} = 2^n

其中 nn 為位元數。注意題目給的是「16383 整數灰階值」,即灰階值從 0 到 16382,共 16383 個數值。

逐一驗算各選項:

(A) 28=2562^8 = 256 灰階 — 遠不足 16383。

(B) 210=10242^{10} = 1024 灰階 — 不足。

(C) 212=40962^{12} = 4096 灰階 — 不足。

(D) 214=163842^{14} = 16384 灰階(0–16383)✅

214=163842^{14} = 16384,可表示 0 至 16383 共 16384 個整數灰階值(覆蓋 16383 這個最大值),14 位元即為最少所需位元數。

答案解析

正確答案為 (D) 14 位元

推導過程: 2n16383    nlog2(16383)13.9999    nmin=142^n \geq 16383 \implies n \geq \log_2(16383) \approx 13.9999 \implies n_{\min} = 14

214=163842^{14} = 16384,恰好能儲存從 0 到 16383 的所有整數灰階值。若用 13 位元,$2^{13

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