مفاهيم أساسية
يحدد تردد أخذ العينات (و) عدد العينات المخزنة في ثانية واحدة ؛
1 هرتز (واحد هرتز) هو عدد واحد في الثانية ،
و 8 كيلو هرتز 8000 عينة في الثانية
عمق التشفير (ب) هو عدد البتات المطلوبة لترميز مستوى وحدة تخزين واحد
وقت اللعب (ر)
سعة تخزين البيانات 1 قناة (أحادية)
أنا = و ب ت
(لتخزين معلومات حول صوت لمدة t ثانية ، مشفرة بمعدل أخذ العينات f Hz وعمق تشفير b بت ،أنا بت الذاكرة)في تسجيل ثنائي القناة (استريو)يتم مضاعفة حجم الذاكرة المطلوبة لتخزين بيانات قناة واحدة في 2
أنا = و ب ر 2
ترميز الصوت
الأحكام النظرية الأساسية
أخذ العينات الزمنية من الصوت.لكي يتمكن الكمبيوتر من معالجة الصوت ، يجب تحويل الإشارة الصوتية المستمرة إلى شكل رقمي منفصل باستخدام أخذ عينات الوقت. تنقسم الموجة الصوتية المستمرة إلى أقسام زمنية صغيرة منفصلة ، ويتم تعيين قيمة معينة لشدة الصوت لكل مقطع من هذا القبيل.
وبالتالي ، يتم استبدال الاعتماد المستمر لجهارة الصوت على الوقت A (t) بسلسلة منفصلة من مستويات جهارة الصوت. على الرسم البياني ، يبدو هذا وكأنه استبدال منحنى سلس بسلسلة من "الخطوات".
تردد أخذ العينات.يتم استخدام ميكروفون متصل ببطاقة الصوت لتسجيل الصوت التناظري وتحويله إلى شكل رقمي. تعتمد جودة الصوت الرقمي المستقبَل على عدد قياسات مستوى الصوت لكل وحدة زمنية ، أي. معدل العينة. كلما تم إجراء المزيد من القياسات في ثانية واحدة (كلما زاد معدل أخذ العينات) ، زادت دقة "سلم" الرقم الرقمي إشارة صوتيةيتبع منحنى الإشارة التناظرية.
معدل أخذ العينات الصوتيةهو عدد قياسات حجم الصوت في ثانية واحدة ، تقاس بالهرتز (هرتز). دلالة على تكرار أخذ العينات بالحرف F.
يمكن أن يتراوح معدل أخذ العينات الصوتية من 8000 إلى 48000 قياس حجم الصوت في الثانية. للترميز ، اختر واحدًا من ثلاثة ترددات: 44.1 كيلوهرتز ، 22.05 كيلوهرتز ، 11.025 كيلوهرتز.
عمق ترميز الصوت.يتم تعيين قيمة معينة لمستوى الصوت لكل "خطوة". يمكن اعتبار مستويات جهارة الصوت على أنها مجموعة من الحالات المحتملة N ، والتي تتطلب قدرًا معينًا من المعلومات للتشفيرب ، وهو ما يسمى عمق تشفير الصوت
عمق ترميز الصوتهو مقدار المعلومات اللازمة لتشفير مستويات جهارة الصوت المنفصلة صوت رقمي.
إذا كان عمق التشفير معروفًا ، فيمكن حساب عدد مستويات الصوت الرقمي باستخدام الصيغة N = 2 b. اجعل عمق ترميز الصوت 16 بت ، فإن عدد مستويات جهارة الصوت هو:
ن = 2 ب = 216 = 65536.
أثناء عملية التشفير ، يتم تعيين رمز ثنائي 16 بت لكل مستوى صوت ، ويتوافق أدنى مستوى صوت مع الكود 0000000000000000 ، والأعلى - 1111111111111111.
جودة الصوت الرقمي.كلما زاد تردد الصوت وعمقه ، كانت جودة الصوت الرقمي أفضل. أقل جودة صوت رقمي تتوافق مع الجودة اتصال هاتفي، بمعدل أخذ عينات يبلغ 8000 مرة في الثانية ، وعمق أخذ العينات 8 بتات وتسجيل مسار صوتي واحد (الوضع الأحادي). يتم تحقيق أعلى جودة للصوت الرقمي ، والتي تتوافق مع جودة القرص المضغوط الصوتي ، بمعدل أخذ عينات يبلغ 48000 مرة في الثانية ، وعمق أخذ العينات 16 بت وتسجيل مسارين صوتيين (وضع الاستريو).
يجب أن نتذكر أنه كلما زادت جودة الصوت الرقمي ، زاد حجم معلومات ملف الصوت.
مهام الدراسة الذاتية.
1. احسب حجم ملف صوتي أحادي مدته 10 ثوانٍ بترميز 16 بت ومعدل أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز. (861 كيلوبايت)
2. يتم تسجيل صوت ثنائي القناة (استريو) بتردد عينات يبلغ 48 كيلو هرتز ودقة 24 بت. يستمر التسجيل دقيقة واحدة ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1)0,3 2) 4 3) 16 4) 132
3. يتم تسجيل الصوت على قناة واحدة (أحادية) بتردد عينات يبلغ 11 كيلو هرتز وعمق تشفير 24 بت. يستمر التسجيل 7 دقائق ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1) 11 2) 13 3) 15 4) 22
4. يتم إجراء تسجيل صوتي ثنائي القناة (استريو) بتردد أخذ العينات يبلغ 11 كيلو هرتز وعمق تشفير يبلغ 16 بت. يستمر التسجيل لمدة 6 دقائق ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1) 11 2) 12 3) 13 4) 15
خيار 1
"ترميز المعلومات الصوتية ومعالجتها"
الأهداف:
التعليمية
التعليمية -
النامية -
تقدم:
يقرر
اسم الملف
و - معدل العينة
ك - عمق الصوت
ر- وقت السبر
نوع الملف
44.1 كيلوهرتز
16 بت
1 دقيقة
ستيريو
1.wav
8 كيلو هرتز
8 بت
1 دقيقة
كثرة الوحيدات
2. wav
16 كيلو هرتز
16 بت
1 دقيقة
ستيريو
3. wav
24 كيلو هرتز
16 بت
1 دقيقة
كثرة الوحيدات
4. wav
32 كيلو هرتز
16 بت
1 دقيقة
ستيريو
للمهام 7-9
5.wav
اعرض الجدول المكتمل للمعلم.
يجري محرر الصوت الجرأة .
تقليمسبر الملف المقدم لك حتى دقيقة واحدة ، بعد تحديد الفترة الزمنية اللازمة ، قم بتنفيذ الأمر تحرير - تقليم عند الحواف.
يتحول wav .
في محرر الصوت الجرأة على سبيل المثال
يقارن
سلمتقرير إلى المعلم للمراجعة.
خيار 2
العمل المخبري
"ترميز الصوت"
الأهداف:
التعليمية- التأكد من تكوين واستخدام الطلاب للمعرفة حول ترميز المعلومات الصوتية باستخدام الكمبيوتر ، وكذلك مهارات معالجتها باستخدام التطبيقية برمجة;
التعليمية -لزراعة الانتباه والدقة والاستقلالية ؛
النامية -مهارات في استخدام البرامج التطبيقية. القدرة على حل مشاكل المعلومات.
متطلبات الأجهزة والبرامج: سماعات رأس ، ملفات صوتية للطلاب ، محرر صوت Audacity ، مسجل صوت OC Windows.
تقدم:
يقررالمهام من الجدول أدناه.
أوجد مقدار المعلومات الصوتية باستخدام الصيغة V = f * k * t ، حيث
f - معدل العينة ، k - عمق الصوت ، t - وقت الصوت
اعرض حل المشكلات في شكل جدول.
في العمود "الحجم المقدر لملف الصوت" اكتب إجابات المشكلات التي تم حلها بنفسك. أعط إجابتك بالميغابايت.
اسم الملف
و - معدل العينة
ك - عمق الصوت
ر- وقت السبر
نوع الملف
حجم ملف الصوت المقدر
الحجم الفعلي لملف الصوت
44.1 كيلوهرتز
16 بت
45 ثانية
ستيريو
1.wav
8 كيلو هرتز
8 بت
45 ثانية
ستيريو
2. wav
1 1.025 كيلوهرتز
16 بت
45 ثانية
كثرة الوحيدات
3. wav
24 كيلو هرتز
قم بتشغيل محرر الصوتالجرأة .
تقليمعرض صوت الملف المقدم لك حتى 45 ثانية ، بعد تحديد الفترة الزمنية اللازمة ، قم بتنفيذ الأمر تحرير - تقليم عند الحواف.
يتحولملف مقترح إلى ملف بالامتداد wav . احفظ هذا الملف بنفس الاسم.
في محرر الصوت الجرأةإنشاء تأثيرات لملف الصوت المقترح. على سبيل المثال، اجعل آخر 10 ثوانٍ من الملف تتلاشى
قم بتقسيم مسار استريو ، ثم احذف أحد المسارات. يتحول ملف معينمن ستيريو إلى أحادي. احفظ هذا الملف باسم جديد وامتداد wav.
يقارنأحجام الملفات. املأ الجدول بالبيانات.
سلمتقرير إلى المعلم للمراجعة.
مفاهيم أساسية
يحدد تردد أخذ العينات (و) عدد العينات المخزنة في ثانية واحدة ؛
1 هرتز (واحد هرتز) هو عدد واحد في الثانية ،
و 8 كيلو هرتز 8000 عينة في الثانية
عمق التشفير (ب) هو عدد البتات المطلوبة لترميز مستوى وحدة تخزين واحد
وقت اللعب (ر)
سعة تخزين البيانات 1 قناة (أحادية)
أنا = و ب ت
(لتخزين معلومات حول صوت لمدة t ثانية ، مشفرة بمعدل أخذ العينات f Hz وعمق تشفير b بت ،أنا بت الذاكرة)في تسجيل ثنائي القناة (استريو)يتم مضاعفة حجم الذاكرة المطلوبة لتخزين بيانات قناة واحدة في 2
أنا = و ب ر 2
ترميز الصوت
الأحكام النظرية الأساسية
أخذ العينات الزمنية من الصوت.لكي يتمكن الكمبيوتر من معالجة الصوت ، يجب تحويل الإشارة الصوتية المستمرة إلى شكل رقمي منفصل باستخدام أخذ عينات الوقت. تنقسم الموجة الصوتية المستمرة إلى أقسام زمنية صغيرة منفصلة ، ويتم تعيين قيمة معينة لشدة الصوت لكل مقطع من هذا القبيل.
وبالتالي ، يتم استبدال الاعتماد المستمر لجهارة الصوت على الوقت A (t) بسلسلة منفصلة من مستويات جهارة الصوت. على الرسم البياني ، يبدو هذا وكأنه استبدال منحنى سلس بسلسلة من "الخطوات".
تردد أخذ العينات.يتم استخدام ميكروفون متصل ببطاقة الصوت لتسجيل الصوت التناظري وتحويله إلى شكل رقمي. تعتمد جودة الصوت الرقمي المستقبَل على عدد قياسات مستوى الصوت لكل وحدة زمنية ، أي. معدل العينة. كلما تم إجراء المزيد من القياسات في ثانية واحدة (كلما زاد معدل أخذ العينات) ، زادت دقة "سلم" الإشارة الصوتية الرقمية في تكرار منحنى الإشارة التناظرية.
معدل أخذ العينات الصوتيةهو عدد قياسات حجم الصوت في ثانية واحدة ، تقاس بالهرتز (هرتز). دلالة على تكرار أخذ العينات بالحرف F.
يمكن أن يتراوح معدل أخذ العينات الصوتية من 8000 إلى 48000 قياس حجم الصوت في الثانية. للترميز ، اختر واحدًا من ثلاثة ترددات: 44.1 كيلوهرتز ، 22.05 كيلوهرتز ، 11.025 كيلوهرتز.
عمق ترميز الصوت.يتم تعيين قيمة معينة لمستوى الصوت لكل "خطوة". يمكن اعتبار مستويات جهارة الصوت على أنها مجموعة من الحالات المحتملة N ، والتي تتطلب قدرًا معينًا من المعلومات للتشفيرب ، وهو ما يسمى عمق تشفير الصوت
عمق ترميز الصوتهو مقدار المعلومات اللازمة لتشفير مستويات جهارة الصوت الرقمي المنفصلة.
إذا كان عمق التشفير معروفًا ، فيمكن حساب عدد مستويات الصوت الرقمي باستخدام الصيغة N = 2 b. اجعل عمق ترميز الصوت 16 بت ، فإن عدد مستويات جهارة الصوت هو:
ن = 2 ب = 216 = 65536.
أثناء عملية التشفير ، يتم تعيين رمز ثنائي 16 بت لكل مستوى صوت ، ويتوافق أدنى مستوى صوت مع الكود 0000000000000000 ، والأعلى - 1111111111111111.
جودة الصوت الرقمي.كلما زاد تردد الصوت وعمقه ، كانت جودة الصوت الرقمي أفضل. يتم الحصول على أدنى جودة للصوت الرقمي ، والتي تتوافق مع جودة الاتصال الهاتفي ، بمعدل أخذ عينات يبلغ 8000 مرة في الثانية ، وعمق أخذ العينات 8 بتات وتسجيل مسار صوتي واحد (الوضع "الأحادي"). يتم تحقيق أعلى جودة للصوت الرقمي ، والتي تتوافق مع جودة القرص المضغوط الصوتي ، بمعدل أخذ عينات يبلغ 48000 مرة في الثانية ، وعمق أخذ العينات 16 بت وتسجيل مسارين صوتيين (وضع الاستريو).
يجب أن نتذكر أنه كلما زادت جودة الصوت الرقمي ، زاد حجم معلومات ملف الصوت.
مهام الدراسة الذاتية.
1. احسب حجم ملف صوتي أحادي مدته 10 ثوانٍ بترميز 16 بت ومعدل أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز. (861 كيلوبايت)
2. يتم تسجيل صوت ثنائي القناة (استريو) بتردد عينات يبلغ 48 كيلو هرتز ودقة 24 بت. يستمر التسجيل دقيقة واحدة ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1)0,3 2) 4 3) 16 4) 132
3. يتم تسجيل الصوت على قناة واحدة (أحادية) بتردد عينات يبلغ 11 كيلو هرتز وعمق تشفير 24 بت. يستمر التسجيل 7 دقائق ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1) 11 2) 13 3) 15 4) 22
4. يتم إجراء تسجيل صوتي ثنائي القناة (استريو) بتردد أخذ العينات يبلغ 11 كيلو هرتز وعمق تشفير يبلغ 16 بت. يستمر التسجيل لمدة 6 دقائق ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من الأرقام أدناه هو الأقرب إلى حجم الملف الناتج ، معبرًا عنه بالميغابايت؟
1) 11 2) 12 3) 13 4) 15
1. معلومات عامة
تعقيد: أساسي.
الوقت التقريبي لاتخاذ القرار (لمن سيقوم بالجزء الثاني): دقيقتان
موضوع: إنشاء ومعالجة المعلومات الرسومية والوسائط المتعددة
الموضوع الفرعي: صوت رقمي
ما يتم فحصه: القدرة على التقييم الخصائص الكميةعملية التسجيل الصوتي.
معلومات نظرية موجزة: بسبب ال نوع معينالمهمة جديدة في KIM USE ، سنقدم (حتى الآن بدون مبرر ، مبرر أدناه) نموذج رياضيعملية التسجيل:
N = ك * F * L *تي (1)
- ن- حجم الملف (بالبتات) الذي يحتوي على التسجيل الصوتي ؛
- ك- عدد قنوات التسجيل (على سبيل المثال ، 1 - أحادي ، 2 - ستيريو ، 4 - رباعي ، إلخ) ؛
- F- تردد أخذ العينات (بالهرتز) ، أي عدد قيم سعة الصوت المسجلة في ثانية واحدة ؛
- إل- إذن ، أي عدد البتات المستخدمة لتخزين كل قيمة مقاسة ؛
- تي- مدة المقطع الصوتي (بالثواني).
كيف يمكن أن تبدو المهمة؟ على سبيل المثال ، مثل هذا: يتم تعيين قيم جميع المعلمات المطلوبة لعملية التسجيل الصوتي ، باستثناء واحدة. مطلوب تقدير قيمة المعلمة المتبقية ، على سبيل المثال ، حجم الملف أو مدة جزء الصوت.
مثال الشرط:
خيارات الإجابة:
1) 0.2 ميجا بايت
2. مثال المهمة
2.1. المهمة.
مهمة 2012-A8-1.
يتم تسجيل الصوت أحادي القناة (أحادي) بتردد عينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 24 بت. يستمر التسجيل دقيقة واحدة ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
1) 0.2 ميجا بايت 2) 2 ميجا بايت 3) 3 ميجا بايت 4) 4 ميجا بايت
2.2. حل.
نقوم بإحضار البيانات الأولية إلى بُعد bits-seconds-hertz ونجري العمليات الحسابية وفقًا للصيغة (1):
منح:
ك= 1 لأن تسجيل صوتي أحادي القناة (أحادي) ؛
F= 16 كيلو هرتز = 16000 هرتز ؛
تي= 1 دقيقة = 60 ثانية.
يجدن
استبدل قيمة المعلمات المعروفة في الصيغة (1)
ن = 1*16000 *24*60 =(16 *1000) * (8*3) * (4*15)=
= 2 4 *(2 3 *125) *(2 3 *3)*) * (2 2 * 15) = 2 12 * 5625 (بت) =
= 2 12 * 5625 بت = (2 12 * 5625) / 2 3 بايت = 2 9 * 5625 بايت =
= (2 9 * 5625) / 2 20 ميجابايت = 5625/2 11 ميجابايت = 5625/2048 ميجابايت.
رقم 5625/2048 تقع بين الرقمين 2 و 3. علاوة على ذلك ، فهي أقرب إلى 3 من 2 ، لأن 3 * 2048 – 5625 < 1000; 5625 - 2 * 2048 > 1000.
الإجابة الصحيحة: №3 (3 ميجا بايت)
تعليق. وترد فكرة حل أخرى في الفقرة 3.3
3. نصائح للمعلمين والطلاب
3.1 ما هي المعارف / المهارات / المهارات التي يحتاجها الطالب لحل هذه المشكلة؟
1) لا ينبغي "حفظ" الصيغة (1). يجب أن يكون الطالب الذي يمثل جوهر العملية الصوتية الرقمية قادرًا على صياغتها بشكل مستقل.
2) من الضروري أن تكون قادرًا على تدوين قيم المعلمات في البعد المطلوب ، بالإضافة إلى المهارات الحسابية الأولية ، بما في ذلك. تعمل بقوة اثنين.
أ. الطلاب الأقوياء.
1. على الأرجح ، سوف يحلون هذه المشكلة على أي حال.
2. يمكنك تكليف الطلاب بمهمة التحقق من الصيغة (1) عمليًا ، وتسجيل الصوت من الميكروفون في ملف. وتجدر الإشارة إلى أنها صالحة فقط إذا كانت المعلومات المسجلة غير مضغوطة (تنسيق WAV (PCM) بدون ضغط). إذا تم استخدام تنسيقات الصوت مع الضغط (WMA ، MP3) ، فسيكون حجم الملف الناتج ، لأسباب واضحة ، أقل بكثير من الحجم المحسوب. لتجربة الصوت الرقمي ، يمكنك استخدام محرر الصوت Audacity المجاني (http://audacity.sourceforge.net/).
3. من المستحسن التأكيد على القواسم المفاهيمية للتمثيل النقطي للصوت والصورة ، وهما نوعان من نفس العملية للتمثيل التقريبي للإشارة المستمرة - سلسلة من الإشارات القصيرة المنفصلة ، أي الرقمنة على أساس أخذ العينات. متى نقطيةيتم إجراء تقدير ثنائي الأبعاد للسطوع في الفضاء ، في حالة الصوت ، تقدير أحادي البعد في الوقت المناسب. في كلتا الحالتين ، تؤدي زيادة معدل أخذ العينات (عدد وحدات البكسل أو عينات الصوت) و / أو زيادة عدد البتات لتمثيل عينة واحدة (عمق بت اللون أو الصوت) إلى زيادة جودة الرقمنة ، مع زيادة الملف الحجم مع التمثيل الرقمي. ومن هنا تأتي الحاجة إلى ضغط البيانات.
4. من المستحسن أن أذكر طرق بديلةرقمنة الصوت - تسجيل "أجزاء" من الآلات بتنسيق MIDI. من المناسب هنا رسم تشابه مع التمثيل النقطي والمتجه للصور.
ب. الطلاب ليسوا أقوياء جدا.
1. من الضروري التأكد من استيعاب العلاقة (1). يوصى بإعطاء مهام مثل "كيف سيتغير حجم الملف إذا تم زيادة / تقليل وقت تسجيل الصوت في صمرة واحدة؟ "،
"كم مرة يمكنك زيادة / تقليل مدة التسجيل ، إذا أكبر مقاستكبير / تصغير الملف في صمرة واحدة؟ "،" كيف سيتغير حجم الملف إذا زاد / انخفض عدد وحدات البت لكتابة قيمة واحدة. " صمرة واحدة؟" إلخ.
2. من الضروري التأكد من أن الطلاب يعملون بحرية بأبعاد ، وأنهم يعلمون أن هناك 23 بتًا في MB 2 ، وما إلى ذلك.
3. من الضروري التأكد من أن الطلاب يعرفون القراءة والكتابة الحسابية بشكل كافٍ ، ويجيدون العد الشفوي مع قوى اثنين (الضرب ، والقسمة ، واختيار العوامل التي تمثل 2 ن).
4. ابتكر مناهجك الخاصة وجربها.
3.3 خدعة مفيدة.
في مثل هذه المشاكل ، غالبًا ما تنشأ قوى اثنين. ضرب وتقسيم القوى أسهل من الأعداد العشوائية: يتم تقليل الضرب والقسمة للقوى إلى جمع وطرح الأسس.
لاحظ أن الأرقام 1000 و 1024 تختلف بنسبة أقل من 3٪ ، والأرقام 60 و 64 تختلف بنسبة أقل من 7٪. لذلك ، يمكنك القيام بذلك. قم بإجراء العمليات الحسابية باستبدال 1000 بـ 1024 = 2 10 و 60 بـ 64 = 2 6 ، مع الاستفادة من عمليات الطاقة. ستكون الإجابة الأقرب إلى الرقم الذي تم الحصول عليه هي الإجابة المطلوبة. يمكنك بعد ذلك التحقق مرة أخرى من نفسك عن طريق إجراء حسابات دقيقة. ولكن يمكن أن يؤخذ في الاعتبار أن خطأ الحساب الإجمالي في تقديرنا لا يتجاوز 10٪. في الواقع ، 60 * 1000 = 60000 ؛ 64 * 1024 = 65536 ؛
60000 > 0.9 * 65536 = 58982.4
وبالتالي ، فإن النتيجة الصحيحة للمضاعفات وفقًا للصيغة (1) هي أكثر بقليل من 90٪ من النتيجة التقريبية التي تم الحصول عليها. إذا لم تؤدِّ مراعاة الخطأ إلى تغيير النتيجة ، فلا شك في الإجابة.
مثال. (ege.yandex.ru ، الخيار 1).
يتم تسجيل صوت ثنائي القناة (استريو) بتردد عينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 32 بت. يستمر التسجيل 12 دقيقة ، تتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
1) 30 ميجابايت 2) 60 ميجابايت 3) 75 ميجابايت 4) 90 ميجابايت
حل. حجم التسجيل بالبت هو
2*16*1000*32*12*60
مع الأخذ بعين الاعتبار استبدال 1000 بـ 1024 = 2 10 و 60 بـ 64 = 2 6 نحصل على:
2 1 *2 4 *2 10 *2 5 *3*2 2 *2 6 =3*2 28
كما تعلم ، 1 ميجابايت = 2 20 بايت = 22 23 بت. لذلك 3 * 2 28 بت = 3 * 32 = 96 ميجابايت. وبتقليل هذا الرقم بنسبة 10٪ نحصل على 86.4 ميجا بايت. في كلتا الحالتين ، أقرب قيمة هي 90 ميغا بايت.
اجابة صحيحة: 4
1. اقرأ حالة المشكلة. عبر عن المعلمة المجهولة من حيث المعلمات المعروفة. انتباه خاصانتبه إلى أبعاد المعلمات المعروفة. يجب أن يكون - bits-seconds-hertz (تذكر أن 1 هرتز = ثانية -1). إذا لزم الأمر ، قم بإحضار قيم المعلمات إلى البعد المطلوب ، تمامًا كما يحدث في مسائل الفيزياء.
2. قم بإجراء العمليات الحسابية ، في محاولة لاختيار قوى لاثنين.
3. يرجى ملاحظة أنه في الحالة التي يكون فيها مطلوبًا اختيار الإجابة الأكثر ملاءمة ، وبالتالي ، فإن الدقة العالية في الحسابات للأماكن العشرية غير مطلوبة. بمجرد أن يتضح أي من خيارات الإجابة هو الأقرب إلى القيمة المحسوبة ، يجب إيقاف الحسابات. إذا كان التناقض مع جميع خيارات الإجابة كبيرًا جدًا (عدة مرات أو بترتيب من حيث الحجم) ، فيجب إعادة فحص الحسابات.
4. مهام الحل المستقل
4.1 استنساخ المهمة 2012-A8-1.
فيما يلي أربعة خيارات أخرى للمهمة 2012-A8-1.
أ) يتم تسجيل صوت أحادي القناة (أحادي) بتردد أخذ العينات يبلغ 32 كيلو هرتز ودقة 24 بت. يستمر التسجيل لمدة 15 ثانية ، ويتم كتابة نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
ب) يتم تسجيل صوت ثنائي القناة (استريو) بتردد أخذ العينات يبلغ 32 كيلو هرتز ودقة 24 بت. التسجيل يستمر 30 ثانية ، نتائجه مكتوبة على ملف ، لا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
1) 1.5 ميجا بايت 2) 3 ميجا بايت 3) 6 ميجا بايت 4) 12 ميجا بايت
ج) يتم تسجيل الصوت أحادي القناة (أحادي) بتردد أخذ العينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 32 بت. يستغرق التسجيل دقيقتين ، وتكتب نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
د) يتم تسجيل صوت أحادي القناة (أحادي) بتردد عينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 32 بت. يستمر التسجيل 4 دقائق ، وتكتب نتائجه في ملف ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية هي الأقرب إلى حجم الملف الناتج؟
1) 2 ميجابايت 2) 4 ميجابايت 3) 8 ميجابايت 4) 16 ميجابايت
الإجابات الصحيحة:
ج: 1 ؛ ب: 3 ؛ على الساعة 3؛ د: 4.
4.2 مشكلة 2012-A8-2 (عكسي إلى السابق).
أ) يتم تسجيل الصوت أحادي القناة (أحادي) بتردد عينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 24 بت. تتم كتابة النتائج في ملف لا يمكن أن يتجاوز حجمه 8 ميغا بايت ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية الأقرب إلى أقصى طول ممكن لمقطع صوتي مسجل؟
ب) يتم تسجيل صوت ثنائي القناة (استريو) بتردد أخذ العينات يبلغ 16 كيلو هرتز ودقة 24 بت. تتم كتابة النتائج في ملف لا يمكن أن يتجاوز حجمه 8 ميغا بايت ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية الأقرب إلى أقصى طول ممكن لمقطع صوتي مسجل؟
1) دقيقة واحدة 2) 30 ثانية 3) 3 دقائق 4) 90 ثانية
ج) يتم تسجيل صوت أحادي القناة (أحادي) بتردد أخذ العينات يبلغ 48 كيلو هرتز ودقة 8 بت. تتم كتابة النتائج في ملف لا يمكن أن يتجاوز حجمه 2.5 ميغا بايت ، ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية الأقرب إلى أقصى طول ممكن لمقطع صوتي مسجل؟
1) دقيقة واحدة 2) 30 ثانية 3) 3 دقائق 4) 90 ثانية
د) يتم تسجيل صوت أحادي القناة (أحادي) بتردد عينات يبلغ 48 كيلو هرتز ودقة 16 بت. تتم كتابة النتائج في ملف لا يمكن أن يتجاوز حجمه 5 ميغا بايت ولا يتم ضغط البيانات. أي من القيم التالية الأقرب إلى أقصى طول ممكن لمقطع صوتي مسجل؟
1) دقيقة واحدة 2) 30 ثانية 3) 3 دقائق 4) 90 ثانية
الإجابات الصحيحة:
ج: 3 ؛ ب: 4 ؛ في 1؛ G: 1.
5.إضافة. بعض المعلومات حول تسجيل الصوت الرقمي.
يمكن اعتبار انتشار الصوت في الهواء بمثابة انتشار لتقلبات الضغط. يحول الميكروفون تقلبات الضغط إلى تقلبات للتيار الكهربائي. هذه إشارة تناظرية مستمرة. توفر بطاقة الصوت أخذ العينات اشارة ادخالمن الميكروفون. يتم ذلك على النحو التالي - يتم استبدال الإشارة المستمرة بسلسلة من القيم المقاسة بدقة معينة.
الرسم البياني للإشارة التناظرية:
التمثيل المنفصل لنفس الإشارة (41 قيمة مقاسة):
التمثيل المنفصل لنفس الإشارة (161 قيمة مقاسة ، أكثر تردد عاليتقديرية):
يمكن ملاحظة أنه كلما زاد تردد أخذ العينات ، زادت جودة الإشارة التقريبية (المنفصلة). بالإضافة إلى معدل أخذ العينات ، تتأثر جودة الإشارة الرقمية بعدد البتات المخصصة لتسجيل كل قيمة إشارة. كلما زاد عدد البتات المخصصة لكل قيمة ، زادت دقة رقمنة الإشارة.
مثال لتمثيل 2 بت للإشارة نفسها (يمكن أن تعداد بتتان فقط 4 مستويات إشارة ممكنة):
الآن يمكنك كتابة تبعية حجم الملف بصوت رقمي
file_size = (number_of_values_captured_per_1_second) *
* (number_of_binary_digits_to_record_single_value) *
* (number_of_record_seconds).
مع الأخذ في الاعتبار إمكانية التسجيل الصوتي المتزامن من عدة ميكروفونات (ستريو ، تسجيل رباعي ، إلخ) ، والذي يتم إجراؤه لتعزيز الواقعية أثناء التشغيل ، نحصل على الصيغة (1).
عند تشغيل الصوت ، يتم تحويل القيم الرقمية إلى قيم تمثيلية. يتم تحويل الاهتزازات الكهربائية المنقولة إلى مكبرات الصوت بواسطتها مرة أخرى إلى تقلبات في ضغط الهواء.
تتكون المعرفة من صغيرة
حبات التجربة اليومية.
دي. بيساريف
الأهداف:
تطبيق المعرفة النظرية في الممارسة.
أهداف الدرس:
لتعليم مبدأ الترميز الثنائي عند رقمنة الصوت ؛
إدخال مفهوم أخذ العينات الزمنية للصوت ؛
تحديد العلاقة بين جودة التشفير الصوتي وعمق التشفير ومعدل أخذ العينات ؛
لتعليم كيفية تقييم حجم المعلومات لملف صوتي ؛
قم بتسجيل الصوت باستخدام جهاز كمبيوتر ، وحفظه كملفات صوتية بتنسيق WAV ، ثم قم بتشغيله.
خلال الفصول:
I. لحظة تنظيمية
1. أصوات الموسيقى
2. كلمات المعلم:
موضوع درسنا هو "الترميز الثنائي للمعلومات الصوتية". سنتعرف اليوم على مفهوم أخذ العينات الزمنية الصوتية ، ونؤسس بشكل تجريبي العلاقة بين جودة ترميز الصوت ، وعمق الترميز ومعدل أخذ العينات ، ونتعلم كيفية تقدير حجم الملفات الصوتية ، وتسجيل الصوت باستخدام الكمبيوتر ، وحفظه في ملفات صوتية في تنسيق WAV واللعب.
ثانيًا. تحديث معارف الطلاب.
الأسئلة: (اكتب الإجابات في النموذج رقم 1)
1. قائمة أنواع وجود المعلومات؟ (رقمي ، نصي ، رسومي ، صوتي).
2. ماذا كلمة رئيسيةهل يمكنني مطابقة الفيديو؟ (معلومات الترميز).
3. ما يسمى عمق الصوت؟ (عمق الصوت أو عمق التشفير - عدد بتات المعلومات لكل ترميز صوتي).
4. ما هي مستويات الصوت التي يمكن أن يكون لها؟ (يمكن أن يكون للصوت مستويات صوت مختلفة.
6. ما هي معادلة حساب حجم ملف صوتي رقمي أحادي؟
(A = D * T * I).
د - تردد أخذ العينات ؛
T هو وقت النطق أو التسجيل الصوتي ؛
أنا هو عمق قليلا السجل.
7. ما هي معادلة حساب حجم ملف صوتي ستريو رقمي؟
أ = 2 * D * T * أنا
ثالثا. حل المشاكل. المهمة رقم 1 (سيماكين رقم 88 ص 157 إشكالية كتاب رقم 1). النموذج رقم 1.
حدد حجم الذاكرة لتخزين ملف صوتي رقمي بوقت تشغيل مدته دقيقتان بمعدل عينة 44.1 كيلو هرتز وامتداد 16 بت.
رابعا. تعلم مواد جديدة.
منذ بداية التسعينيات حواسيب شخصيةحصل على فرصة للعمل معه معلومات سليمة. يمكن لكل كمبيوتر يحتوي على بطاقة صوت وميكروفون ومكبرات صوت تسجيل معلومات الصوت وتخزينها وتشغيلها.
بمساعدة خاصة أدوات البرمجيات(محررو تسجيل الصوت) يفتح مجموعة واسعة من الفرص لإنشاء الملفات الصوتية وتحريرها والاستماع إليها. يتم إنشاء برامج التعرف على الكلام ، ونتيجة لذلك ، يصبح من الممكن التحكم في الكمبيوتر باستخدام الصوت.
من مقرر الفيزياء ، تعلم أن الصوت عبارة عن موجة ميكانيكية ذات سعة وتردد متغيرين باستمرار (الشكل 1). كلما زادت السعة ، كلما ارتفع الصوت ، انخفض التردد ، وانخفضت النغمة. الكمبيوتر هو جهاز رقمي ، لذلك يجب تحويل الإشارة الصوتية المستمرة إلى سلسلة من النبضات الكهربائية (الأصفار والآحاد). للقيام بذلك ، يتم تقسيم المستوى الذي يتم تمثيل الموجة الصوتية عليه بيانياً إلى أفقي و خطوط عمودية(الشكل 2 والشكل 3). الخطوط الأفقية هي مستويات الحجم ، والخطوط الرأسية هي عدد القياسات في ثانية واحدة (قياس واحد في الثانية هو هرتز واحد) ، أو تردد أخذ العينات (هرتز). تتيح لك هذه الطريقة استبدال الاعتماد المستمر بتسلسل منفصل لمستويات الحجم ، يتم تعيين قيمة لكل منها في رمز ثنائي (الشكل 4).
يعتمد عدد مستويات الصوت على عمق الصوت - عدد البايت المستخدم لترميز مستوى واحد. نموذجياً 8 كيلو هرتز ومستوى التكمية (رمز 8 بت طويلة). 
رسم بياني 1 الصورة 2
تين. 3 شكل 4
، حيث N هو عدد مستويات الصوت ، وأنا هو عمق الصوت (بتات)
مثال: نموذج رقم 3
حل:
1) ترميز بتردد 5 هرتز - وهذا يعني أن درجة الصوت تقاس في ثانية واحدة. عمق 4 بت - يعني أنه تم استخدام 16 مستوى صوت.
سنقوم "بتقريب" قيم الملعب إلى أقرب مستوى أدنى. (نتيجة التشفير: 1000 10001001 O11O 0111)
2) لحساب حجم معلومات الصوت المشفر (A) ، يتم استخدام صيغة بسيطة: A = D * i * T ، حيث: D - تردد أخذ العينات (Hz) ؛ ط - عمق الصوت (بت) ؛ T - وقت السبر (ثانية).
نحصل على: A = 5 هرتز * 4 بت * 1 ثانية = 20 بت.
خامسا التعليمية عمل مستقل. نموذج №5
السادس. مهمة البحث. نموذج رقم 6
المجموعات رقم 1-5. إنشاء علاقة بين جودة تشفير الصوت الثنائي وحجم المعلومات لملف صوتي للمعلومات الصوتية لمختلف المحتويات (خطاب مونولوج ، خطاب حواري ، قصيدة ، أغنية) ؛ العلاقة بين حجم المعلومات للملف ووضع التسجيل (أحادي ، ستريو).
تقدم البحث:
1) تعبئة استمارة رقم 2.
2) سجل النتائج في الجدول الذي تم الحصول عليه أثناء التجربة.
3) توصل إلى استنتاج.
سابعا. تلخيص العمل في مجموعات
ثامنا. مشروع صغير إمكانيات موسيقية وصوتية.
التسميات: البرنامج: "ولدت شجرة عيد الميلاد في الغابة"
SCRN 7
LINE (20،0) - (300،180)، 2، BF
لأني = ل 2000
X = 280 * RND + 20 Y = 180 * RND
C = 16 * RND
PSET (X ، Y) ، C
بعدها انا
النوم 1
LINE (150.140) - (170.160) ، 6 ، فرنك بلجيكي
PSET (110،140)
LINE- (210.140) ، 10
LINE- (160.110) ، 10
LINE- (110140) ، 10
بينت (160120) ، 1010
تحديد الموقع 24.10.2019
اطبع "ولدت شجرة عيد الميلاد في الغابة"
تشغيل "ms + 80 02 18 caajafcc"
PSET (120،110)
LINE- (200.110) ، 10
LINE- (160،85) ، 10
LINE- (120.110) ، 10
دهان (160.90)، 10.10
تحديد الموقع 24.10.2019
اطبع "نشأت في الغابة" ،
تشغيل "caab-> dc4"
PSET (130.85)
LINE- (190.85) ، 10
LINE- (160،65) ، 10
LINE- (130،85) ، 10
دهان (160.70)، 10.10
تحديد الموقع 24.10.2019
طباعة "نحيف في الشتاء والصيف"
تشغيل "c PSET (140.65)
LINE- (180،65) ، 10
LINE - (160،50) ، 10
LINE - PAINT (160.60)، 10.10
تحديد الموقع 24.10.2019
طباعة "كان أخضر"
العب "كاجوفو"
ينام
قف
IX ملخص الدرس
1). التحكم في مستوى استيعاب مواد البرنامج
1. عند معدل أخذ العينات البالغ 8 كيلو هرتز ، تتوافق جودة الإشارة الصوتية التي تم أخذ عينات منها مع:
- أ) جودة صوت قرص مضغوط صوتي ؛
ب) جودة البث
ج) متوسط الجودة.
- مستند؛
ب) WAV.
ج) BMP.
- أ) على تردد أخذ العينات وعمق الترميز ؛
ب) على عمق اللون ودقة الشاشة ؛
ج) من معيار الترميز الدولي.
- أ) 4 مرات ؛
ب) الأحجام هي نفسها.
ج) مرتين.
3). كلمة المعلم.
بالطبع ، تقييم جودة الصوت شخصي إلى حد كبير ويعتمد على تصورنا. يقوم الكمبيوتر ، مثل أي شخص ، بترميز المعلومات الصوتية للتخزين والتشغيل اللاحق. فكر ، ما هو الفرق بين المعلومات الصوتية المخزنة في ذاكرة الكمبيوتر وذاكرة الشخص؟ (الجواب: عند البشر ، ترتبط عملية تشفير الصوت ارتباطًا وثيقًا بالعواطف).
وهكذا يقوم الحاسب بتخزين الصوت ويقوم الشخص بتخزين الموسيقى !!!الموسيقى هي اللغة الوحيدة التي تتحدث بها الروح إلى الروح (بيرتولد أفرباخ). يمكنها أن ترتفع إلى السماء ، وتوقظ الحواس ، وتقييد العقل ، وتنشر الخوف. تختلف الموسيقى من شخص لآخر. ما هي المشاعر أو الارتباطات التي تثيرها فيك "Moonlight Sonata"؟ ... النظرة الدافئة لشخص محب ، اللمسة اللطيفة ليد الأم ، والآن من الممكن أن تذكرك هذه الأصوات الساحرة أيضًا بدرس معلوماتية . كل هذا ، كما ترى ، لا يمكن الوصول إليه من خلال الشفرة الثنائية الرقمية.
تحميل...