Задачи на тему "Кодирование звуковой информации"

Подсчитать, сколько места будет занимать одна минута цифрового звука на жестком диске или любом другом цифровом носителе, записанного с частотой

а) 44.1 кГц;

б) 11 кГц;

в) 22 кГц;

г) 32 кГц

и разрядностью 16 бит.

Решение.

а) Если записывают моносигнал с частотой 44.1 кГц, разрядностью 16 бит (2 байта), то каждую минуту аналого-цифровой преобразователь будет выдавать 441000 * 2 * 60 = 529 000 байт (около 5 Мб) данных об амплитуде аналогового сигнала, который в компьютере записываются на жесткий диск.

Если записывают стереосигнал, то 1 058 000 байт (около 10 Мб).

б) для частот 11, 22, 32 кГц расчеты производятся аналогично.

2.     Какой объем данных имеет моноаудиофайл, длительность звучания которого 1 секунда, при среднем качестве звука (16 бит, 24 кГц)?

Решение.

16 бит * 24000 = 384 000 бит = 48 000 байт = 46 875 килобайт.

3.     Рассчитайте объем стереоаудиофайла длительностью 20 секунд при 20-битном кодировании и частоте дискредитации 44.1 кГц. Варианты: 44,1 Mb, 4.21 Mb, 3,53 Mb.

4.     Определите количество уровней звукового сигнала при использовании 8-битных звуковых карт. Варианты: 256, 512,1024, 65 536.

5.     Приведите пример:

а) аналогового способа представления звуковой информации;

б) дискретного способа представления звуковой информации.

6.     Перечислите параметры, от которых зависит качество двоичного кодирования звука

Подсчитываем объем и время звучания звуковых файлов

Одна из задач информатики -уметь подсчитывать объем информации. Подскажите, объем каких файлов вы уже подсчитывали? (Графических файлов) Практически ничем не отличается от предыдущей и задача нахождения объема информации, содержащейся в звуковом файле, и сейчас мы попробуем подсчитать количество информации содержащейся в звуковом файле формата WAV.

На ваших столах лежат листочки, пожалуйста, подпишите их, и прочитайте алгоритм работы - на обороте.

Итак, читаем алгоритм: Алгоритм 1 (Вычислить информационный объем звукового файла):

1) выяснить, сколько всего значений считывается в память за время звучания файла;

2) выяснить разрядность кода (сколько бит в памяти занимает каждое измеренное значение);

3) перемножить результаты;

4) перевести результат в байты;

5) перевести результат в К байты;

6) перевести результат в М байты;

Решаем задачу № 1

Подсчитать объем файла с 10 минутной речью записанного с частотой дискретизации 11025 Гц и разрядностью кода 4 бита на 1 измерение. (Jтвет = 3,154277 Мбайт)

Читаем алгоритм: Алгоритм 2 (Вычислить время звучания файла.)

1) Информационный объем файла перевести в К байты.

2) Информационный объем файла перевести в байты.

3) Информационный объем файла перевести в биты.

4) Выяснить, сколько значений всего измерялось (Информационный объем в битах поделить на разрядность кода).

5) Вычислить количество секунд звучания. (Предыдущий результат поделить на частоту дискретизации.)

Решаем задачу № 2

Подсчитать время звучания звукового файла объемом 3.5 Мбайт, содержащего стереозапись с частотой дискретизации 44 100 Гц и разрядностью кода 16 бит на 1 измерение. (Ответ= 20,805 сек)

Алгоритм 1 (Вычислить информационный объем звукового файла)

- выяснить, как считываются значения в память за время звучания файла;

- выяснить разрядность кода (сколько бит в памяти занимает каждое измеренное значение);

- перемножить результаты;

- перевести результат в байты;

- перевести результат в Кбайты;

- перевести результат в Мбайты.

Алгоритм 2 (Вычислить время звучания файла.)

- Информационный объем файла перевести в Кбайты.

- Информационный объем файла перевести в байты.

- Информационный объем файла перевести в биты.

- Выяснить, сколько значений всего измерялось. (Биты поделить на разрядность кода.)

- Вычислить кол-во секунд звучания. (Предыдущий результат поделить на частоту дискретизации.)

Задача 1. Определить информационный объем стерео аудио файла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука(16 битов, 48 кГц).

Задача (самостоятельно). Учебник [1], показ решения на презентации.
Определить информационный объем цифрового  аудио файла длительностью звучания которого составляет 10 секунда при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 битов.

5. Закрепление.  Решение задач дома, самостоятельно на следующем уроке

Учебник [1]

№ 90

Определить объем памяти для хранения цифрового аудио­файла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 битов.

№ 91

В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретиза­ции и разрядность?

№ 92

Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифро­вого аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?

№ 93

Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на дис­ке 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?

№ 94

Какой объем памяти требуется для хранения цифрового аудиофайла с записью звука высокого качества при условии, что время звучания составляет 3 минуты?

№ 95

Цифровой аудиофайл содержит запись звука низкого качест­ва (звук мрачный и приглушенный). Какова длительность звучания файла, если его объем составляет 650 Кб?

№ 96

Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на дис­ке 5,05 Мб. Частота дискретизации — 22 050 Гц. Какова раз­рядность аудиоадаптера?

№ 97

Объем свободной памяти на диске — 0,1 Гб, разрядность зву­ковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44 100 Гц?

Ответы

№ 92. 124,8 секунды.

№ 93. 22,05 кГц.

№ 94. Высокое качество звучания достигается при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрядности аудиоадаптера, равной 16. Требуемый объем памяти — 15,1 Мб.

№ 95. Для мрачного и приглушенного звука характерны следующие параметры: частота дискретизации — 11 кГц, разрядность аудиоадаптера — 8. Длительность звучания равна 60,5 с.

№ 96. 16 битов.

№ 97. 20,3 минуты.