ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ
Задача 1. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определить размер файла в Мегабайтах Задача 2. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мбайт. Частота дискретизации – 22050 Гц. Какова глубина кодирования звука? Задача 3. Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит. Примеры разбора задач смотри на слайдах ниже
Глубина кодирования (дискретизации) звука или разрешение – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. ! Если под запись одного результата измерения громкости в памяти компьютера отведено i бит, то можно закодировать ровно 2 i разных результатов измерений N = 2 i N – количество уровней громкости I – глубина кодирования (дискретизация) Если глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно: N = 2 I = 2 16 = 65 536 В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.
V = i * v * t * k V - объем звукового файла, i - глубина кодирования звука, v - частота дискретизации звука, t - длительность звучания, k - количество каналов звучания (режим моно k = 1, стерео k = 2, квадро k = 4)
Задание 1. В Новый год был записан бой курантов. П ерезвон длился 20 секунд, а бой курантов – еще 40 секунд. Определите объём полученного моноаудио-файла (в килобайтах ), записанного с глубиной кодирования 8 бит и частотой дискретизации 8 кГц. Дано : t = 20 с + 40 с = 6 0 c i = 8 бит = 1 байт ν = 8 кГц = 8000 Гц V - ? V = Ответ : 468,75 Кбайта 60·1·8000 1024 Кб = 468,75 Кб Разбор и решение задач
Задание 2. Производится четырёхканальная ( квадро ) звуко -запись с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битной глубиной кодирования. Запись длится 2 минуты 8 секунд, её результаты заносятся в файл. Определите размер полученного файла (в мегабайтах ). Дано : ν = 32 кГц = 32000 Гц i = 32 бит t = 2 мин 8 с = 128 c k = 4 ( квадро ) V - ? V = Ответ : 60 Мбайт 4·32000·32·128 1024·1024·8 Мб = = 2 2 ·2 5 ·2 3 ·125·2 5 ·2 7 2 23 62,5 Мб Мб = ≈ 60 Мб
Дано : i = 16 бит t = 20 сек v =10000 Гц V =2· i · v ·t Решение: V = 2* 16 * 10000*20 = 6400000 бит 6400000/8 = 800000 байт 800000/1024 = 781,25 Кбайт Ответ: V = 781,25 Кбайт Найти: V ( информационный объём) - ? Задача 1. Оцените информационный объём цифрового звукового стерео файла длительностью 20 секунд при глубине кодирования 16 бит и частоте дискретизации 10000 Гц? Результат представить в Кбайтах, округлить до сотых.
Задача 2. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Дано: i = 8 бит =1 байт t = 10 сек v = 22,05 кГц = 22050 Гц V = i · v ·t Решение: V = 22050 *10 *1 = 220500 байт Ответ: V = 220500 байт Найти: V (информационный объём) - ? Задача 3. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16 бит. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц? Дано: i = 16 бит = 2 байт V = 5,25Мб = 5505024 байт v = 22,05 кГц =22,05 * 1000 Гц =22050 Гц Решение: V = i * v * t t = V / ( v * i ) t = 5505024 / (22050 *2) = 124,8 сек Ответ: t = 124,8 секунды Найти: t - ?
Звук – это распространяющиеся в воздухе, воде или другой среде волны с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. Для этого его подвергают временной дискретизации и квантованию: параметры звукового сигнала измеряются не непрерывно, а через определенные промежутки времени (временная дискретизация ); результаты измерений записываются в цифровом виде с ограниченной точностью ( квантование ).
Таким образом, при оцифровке звука искажение сохраняемого сигнала происходит дважды: во-первых, при дискретизации теряется информация об истинном изменении звука между измерениями, а во-вторых, при квантовании сохраняются не точные, а близкие к ним дискретные значения. Объём оцифрованного звукового фрагмента в битах находится как произведение частоты дискретизации в Гц, глубины кодирования звука в битах, длительности звучания записи в секундах и количества каналов.
