共通テスト 情報Ⅰ・3-8

画像・動画のデータ量計算の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「デジタル化とコンピュータ」から、画像・動画のデータ量計算に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問13-8・基礎
次の表のフルカラー画像がある。
項目値
横の画素数640画素
縦の画素数480画素
1画素のビット数24ビット
圧縮しないときのデータ量は何KBか。ただし、1KB=1000バイトとする。
  • ①921.6KB
  • ②7372.8KB
  • ③307.2KB
  • ④115.2KB
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正解 ①921.6KB
解説
正解は「921.6KB」。画素数に1画素あたりのバイト数を掛けて求めます。

手順
①表から、画素数は 640×480=307,200画素。
②24ビットは 24÷8=3バイト。よって 307,200×3=921,600バイト。
③1KB=1000バイトなので、921,600÷1000=921.6KB。

ひっかけ注意

・「7372.8KB」…24ビットをバイトに直さず、ビット数(7,372,800ビット)のまま1000で割った値です。
・「307.2KB」…1画素を1バイトとして計算した値。画素数(307,200画素)を数えただけです。
・「115.2KB」…バイトに直した後、さらに8で割ってしまった値(921.6÷8)です。
問23-8・基礎

図は、白黒2値画像(1画素を1ビットで表す)の一部を拡大したもので、1つのますが1画素である。横200画素×縦100画素の白黒2値画像がある。圧縮しないときのデータ量は何バイトか。

自作の図
  • ①20000バイト
  • ②2500バイト
  • ③5000バイト
  • ④1250バイト
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正解 ②2500バイト
解説
正解は「2500バイト」。図のように1画素は白か黒の2通りなので、1ビットで足ります。

手順
①画素数は 200×100=20,000画素。
②1画素1ビットなので、全体で20,000ビット。
③1バイト=8ビットなので、20,000÷8=2,500バイト。

ひっかけ注意

・「20000バイト」…20,000ビットのまま単位だけバイトにした値。8で割ってバイトに直します。
・「5000バイト」…1画素を2ビットとして計算した値。白と黒の2通りを表すのに必要なのは1ビットです。
・「1250バイト」…8ではなく16で割ってしまった値。1バイト=8ビットなので8で割ります。
問33-8・基礎

1枚(1フレーム)のデータ量が2MBの静止画を、30fps(1秒間に30フレーム)で並べて10秒間の動画を作る。圧縮せず、音声は考えないとき、動画全体のデータ量はいくらか。

  • ①60MB
  • ②20MB
  • ③600MB
  • ④1200MB
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正解 ③600MB
解説
正解は「600MB」。動画は静止画(フレーム)を次々に並べたものなので、フレーム数を数えれば求まります。

手順
①10秒間のフレーム数は 30×10=300枚。
②1枚2MBなので、2×300=600MB。

ひっかけ注意

・「60MB」…1秒分(30枚×2MB)だけを計算した値。10秒分を掛け忘れています。
・「20MB」…フレームレートを掛け忘れ、1秒に1枚(10秒で10枚)として計算した値。
・「1200MB」…60fpsとして計算した値(60×10×2)。問題は30fpsです。
問43-8・標準
次の表の動画がある。
項目値
1フレームの画素数横1280画素×縦720画素
1画素のビット数24ビット
フレームレート30fps
圧縮せず、音声は考えないとき、1秒間分のデータ量はおよそいくらか。ただし、1MB=1,000,000バイトとする。
  • ①約2.8MB
  • ②約664MB
  • ③約28MB
  • ④約83MB
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正解 ④約83MB
解説
正解は「約83MB」。1フレームのデータ量を出してから、1秒間のフレーム数を掛けます。

手順
①表から、1フレームの画素数は 1280×720=921,600画素。
②24ビット=3バイトなので、1フレームは 921,600×3=2,764,800バイト。
③1秒間に30フレームなので、2,764,800×30=82,944,000バイト。これは約83MBです。

ひっかけ注意

・「約2.8MB」…1フレーム分(2,764,800バイト)だけの値。1秒に30フレームを掛けていません。
・「約664MB」…ビットをバイトに直さずに計算した値(8倍になっている)。
・「約28MB」…1画素を1バイトとして計算した値。24ビットは3バイトなので、3分の1になっています。
問53-8・標準

横1200画素×縦800画素、1画素24ビットの画像を、圧縮率10%で保存した。圧縮後のデータ量は何KBか。ただし、圧縮率=圧縮後のデータ量÷圧縮前のデータ量×100(%)、1KB=1000バイトとする。

  • ①288KB
  • ②2592KB
  • ③96KB
  • ④36KB
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正解 ①288KB
解説
正解は「288KB」。この定義の圧縮率10%は、元の大きさの10分の1になるという意味です。圧縮率は資料によって言い方が違い、「圧縮率を上げる=よく縮める」という向きで使う資料もあるので、問題文の定義を必ず確かめます。

手順
①圧縮前は 1200×800×3バイト=2,880,000バイト=2880KB。
②圧縮率10%なので、2880×0.1=288KB。

ひっかけ注意

・「2592KB」…減った分(元の90%)を計算した値。この定義の圧縮率10%は残る量が10%という意味です。
・「96KB」…1画素を1バイトとして計算した値。24ビットは3バイトなので3倍が必要です。
・「36KB」…バイトに直した後、さらに8で割ってしまった値(288÷8)です。
問63-8・標準

60MBのファイルを、通信速度100Mbpsの回線で送る。かかる時間は何秒か。ただし、1MB=10⁶バイト、1Mbps=1秒間に10⁶ビットとし、通信速度はすべてデータの転送に使えるものとする。

  • ①0.6秒
  • ②4.8秒
  • ③48秒
  • ④6秒
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正解 ②4.8秒
解説
正解は「4.8秒」。bpsは1秒あたりのビット数なので、ファイルの大きさもビットにそろえます。

手順
①60MB=60×8=480Mビット。
②1秒に100Mビット送れるので、480÷100=4.8秒。

ひっかけ注意

・「0.6秒」…バイトをビットに直さず、60÷100とした値。bpsはビットの単位なので8倍が必要です。
・「48秒」…480Mビットを100ではなく10で割った値。1秒に100Mビット送れます。
・「6秒」…100Mbpsを10で割って1秒に10MBと見なした値。正しくは8で割って1秒に12.5MBです。
問73-8・標準
次の表の条件で、写真を圧縮せずに記録メディアに保存する。
項目値
記録メディアの容量32GB
写真1枚の画素数横4000画素×縦3000画素
1画素のビット数24ビット
最大で何枚保存できるか。ただし、1GB=10⁹バイト、1MB=10⁶バイトとし、写真以外のデータは考えない。
  • ①889枚
  • ②111枚
  • ③888枚
  • ④2666枚
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正解 ③888枚
解説
正解は「888枚」。割り算の端数は、入りきらない1枚なので切り捨てます。

手順
①表から、1枚は 4000×3000×3バイト=36,000,000バイト=36MB。
②32GB=32,000MB。32,000÷36=888.88…。
③889枚目は入りきらないので、888枚。

ひっかけ注意

・「889枚」…端数(888.88…)を切り上げた値。889枚目は容量が足りず、入りきりません。
・「111枚」…1枚のデータ量をビットのまま(288,000,000)で計算した値。8倍大きく見積もっています。
・「2666枚」…1画素を1バイトとして計算した値。1枚12MBと、3分の1に見積もっています。
問83-8・標準
次の表は、1画素で表す色の数と、それを区別できる最小のビット数である。
色の数248163264128256
ビット数12345678
画素数が同じ画像で、1画素で表せる色の数を16色から256色に増やした。圧縮しないとき、データ量は何倍になるか。ただし、1画素のビット数は、その色の数を区別できる最小のビット数とする。
  • ①16倍
  • ②4倍
  • ③8倍
  • ④2倍
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正解 ④2倍
解説
正解は「2倍」。データ量は色の数ではなく、1画素あたりのビット数に比例します。

手順
①表から、16色=2⁴なので、1画素4ビット。
②256色=2⁸なので、1画素8ビット。
③4ビットから8ビットになるので、データ量は2倍。

ひっかけ注意

・「16倍」…色の数の比(256÷16)をそのまま使った値。データ量はビット数に比例します。
・「4倍」…増えたビット数(8−4=4)を倍率と取り違えた値。
・「8倍」…256色に必要なビット数8を、そのまま倍率にした値。4ビット→8ビットなので2倍です。
問93-8・標準

1秒あたり5Mビットのデータ量で配信される動画を、2分間視聴した。受け取ったデータ量は何MBか。ただし、1Mビット=10⁶ビット、1MB=10⁶バイトとする。

  • ①75MB
  • ②600MB
  • ③10MB
  • ④37.5MB
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正解 ①75MB
解説
正解は「75MB」。時間を秒に直し、最後にビットをバイトに直します。

手順
①2分=120秒。
②5Mビット×120=600Mビット。
③600÷8=75MB。

ひっかけ注意

・「600MB」…600Mビットのまま単位だけMBにした値。8で割ってバイトに直します。
・「10MB」…2分を秒に直さず5×2とし、さらにビットのまま単位だけMBにした値。1分=60秒なので2分は120秒です。
・「37.5MB」…1分(60秒)分だけを計算した値。2分なので2倍の75MBになります。
問103-8・標準
横100画素×縦100画素の画像で、1画素ごとに100種類の色のうちどれか1つを記録する。次の表は、1画素に使うビット数と、区別できる種類の数である。
ビット数5678
区別できる種類3264128256
1画素に使うビット数を、100種類を区別できる最小のビット数にするとき、圧縮しないデータ量は何バイトか。
  • ①10,000バイト
  • ②8,750バイト
  • ③7,500バイト
  • ④70,000バイト
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正解 ②8,750バイト
解説
正解は「8,750バイト」。100種類を区別するには1画素7ビットが必要で、画素数×7ビットを8で割ります。

手順
①表から必要なビット数を読む:6ビットでは2の6乗=64通りで足りず、7ビットなら2の7乗=128通りで100種類を表せる。よって7ビット。
②画素数:100×100=10,000画素。
③データ量:10,000×7=70,000ビット。70,000÷8=8,750バイト。

ひっかけ注意

・「10,000バイト」…1画素を8ビット(256通り)として計算した値。100種類なら7ビット(128通り)で足ります。
・「7,500バイト」…1画素を6ビットとして計算した値。6ビットは64通りなので、100種類を区別できません。
・「70,000バイト」…70,000ビットのまま単位だけバイトにした値。8で割ってバイトに直します。

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