Χρονική δειγματοληψία ήχου.
Ο ήχος είναι ένα ηχητικό κύμα με συνεχώς μεταβαλλόμενο πλάτος και συχνότητα. Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος του σήματος, όσο πιο δυνατό είναι για ένα άτομο, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του σήματος, τόσο υψηλότερος είναι ο τόνος. Για να μπορέσει ένας υπολογιστής να επεξεργαστεί τον ήχο, ένα συνεχές ηχητικό σήμα πρέπει να μετατραπεί σε μια ακολουθία ηλεκτρικών παλμών (δυαδικά 0 και 1).Στη διαδικασία κωδικοποίησης συνεχής ηχητικό σήμαπραγματοποιείται η χρονική του διακριτοποίηση. Ένα συνεχές ηχητικό κύμα χωρίζεται σε ξεχωριστά μικρά χρονικά τμήματα και για κάθε τέτοιο τμήμα ορίζεται μια συγκεκριμένη τιμή πλάτους.
Η διακριτοποίηση είναι ο μετασχηματισμός συνεχών σημάτων σε ένα σύνολο διακριτών τιμών, σε καθεμία από τις οποίες εκχωρείται ένας συγκεκριμένος δυαδικός κώδικας.
Έτσι, η συνεχής εξάρτηση του πλάτους του σήματος από το χρόνο A(t) αντικαθίσταται από μια διακριτή ακολουθία επιπέδων έντασης. Στο γράφημα, αυτό μοιάζει με την αντικατάσταση μιας ομαλής καμπύλης με μια ακολουθία "βημάτων".
Σε κάθε "βήμα" εκχωρείται η τιμή του επιπέδου έντασης του ήχου, ο κωδικός του (1, 2, 3, κ.ο.κ.). Τα επίπεδα έντασης ήχου μπορούν να θεωρηθούν ως ένα σύνολο πιθανών καταστάσεων, αντίστοιχα, όσο περισσότερα επίπεδα έντασης κατανέμονται στη διαδικασία κωδικοποίησης, τόσο περισσότερες πληροφορίες θα μεταφέρονται από την τιμή κάθε επιπέδου και τόσο καλύτερος θα είναι ο ήχος. Οι σύγχρονες κάρτες ήχου παρέχουν βάθος κωδικοποίησης ήχου 16-bit. Ο αριθμός των διαφορετικών επιπέδων σήματος (καταστάσεις για μια δεδομένη κωδικοποίηση) μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
N=2 16 =65356 [επίπεδα ήχου],
όπου εγώ είναι το βάθος κωδικοποίησης.
Έτσι, οι σύγχρονες κάρτες ήχου μπορούν να κωδικοποιήσουν 65536 επίπεδα σήματος. Σε κάθε τιμή του πλάτους του ηχητικού σήματος εκχωρείται ένας κωδικός 16 bit.
Με τη δυαδική κωδικοποίηση ενός συνεχούς ηχητικού σήματος, αντικαθίσταται από μια ακολουθία διακριτών επιπέδων σήματος. Η ποιότητα κωδικοποίησης εξαρτάται από τον αριθμό των μετρήσεων της στάθμης του σήματος ανά μονάδα χρόνου, δηλαδή από τον ρυθμό δειγματοληψίας. Όσο περισσότερες μετρήσεις γίνονται σε 1 δευτερόλεπτο (όσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας), τόσο πιο ακριβής είναι η διαδικασία δυαδικής κωδικοποίησης.
Η ποιότητα της δυαδικής κωδικοποίησης ήχου καθορίζεται από το βάθος κωδικοποίησης και τον ρυθμό δειγματοληψίας.
Ο αριθμός των μετρήσεων ανά δευτερόλεπτο μπορεί να κυμαίνεται από 8000 έως 96000, δηλαδή ο ρυθμός δειγματοληψίας του αναλογικού σήματος ήχου μπορεί να πάρει τιμές από 8 έως 96[kHz]. Σε συχνότητα 8[kHz], η ποιότητα του δειγματοληπτικού σήματος ήχου αντιστοιχεί στην ποιότητα μιας ραδιοφωνικής εκπομπής και σε συχνότητα 96[kHz] αντιστοιχεί στην ποιότητα ήχου ενός CD ήχου. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι είναι δυνατές τόσο μονοφωνικές όσο και στερεοφωνικές λειτουργίες.
Ένταση πληροφοριών αρχείου ήχου
Για να προσδιορίσετε την ένταση ενός αρχείου ήχου V sf, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσετε τον αριθμό των μετρήσεων K meas με το βάθος κωδικοποίησης (αριθμός bit ανά επίπεδο) V 1meas:V zf \u003d K meas * V 1meas
Όπου ο αριθμός των μετρήσεων K meas εξαρτάται από:
Εργασία 1
Εργασία για το σπίτι
1 Προσδιορίστε την ένταση ενός αρχείου στερεοφωνικού ήχου, με συχνότητα δειγματοληψίας (dd)[kHz], χρόνο ήχου (dd)[s] για κωδικοποίηση (mm)-bit.2 Προσδιορίστε το χρόνο αναπαραγωγής σε [s] ενός μονοφωνικού αρχείου ήχου που έχει μέγεθος ίσο με (yy) [KB] σε βάθος κωδικοποίησης (mm)[BIT] και συχνότητα δειγματοληψίας (dd)[kHz].
Όπου (dd) είναι η ημερομηνία γέννησής σας, (mm) είναι ο μήνας γέννησής σας, (yy) είναι το έτος γέννησής σας.
Το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται τον ήχο σε συχνότητες που κυμαίνονται από 20 δονήσεις ανά δευτερόλεπτο (χαμηλός ήχος) έως 20.000 δονήσεις ανά δευτερόλεπτο (υψηλός ήχος).
Ένα άτομο μπορεί να αντιληφθεί τον ήχο σε ένα τεράστιο εύρος εντάσεων, στο οποίο η μέγιστη ένταση είναι 10 14 φορές μεγαλύτερη από την ελάχιστη (εκατό χιλιάδες δισεκατομμύρια φορές). Μια ειδική μονάδα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της έντασης ενός ήχου. "ηχόμετρο"(dbl) (Πίνακας 5.1). Μια μείωση ή αύξηση της έντασης του ήχου κατά 10 dB αντιστοιχεί σε μείωση ή αύξηση της έντασης του ήχου κατά 10 φορές.
Χρονική δειγματοληψία ήχου.Προκειμένου ένας υπολογιστής να επεξεργαστεί ήχο, ένα συνεχές ηχητικό σήμα πρέπει να μετατραπεί σε διακριτή ψηφιακή μορφή χρησιμοποιώντας δειγματοληψία χρόνου. Ένα συνεχές ηχητικό κύμα χωρίζεται σε ξεχωριστά μικρά χρονικά τμήματα, για κάθε τέτοιο τμήμα ορίζεται μια συγκεκριμένη τιμή της έντασης του ήχου.
Έτσι, η συνεχής εξάρτηση της έντασης του ήχου από το χρόνο A(t) αντικαθίσταται από μια διακριτή ακολουθία επιπέδων έντασης. Στο γράφημα, αυτό μοιάζει με την αντικατάσταση μιας ομαλής καμπύλης με μια ακολουθία "βημάτων" (Εικ. 1.2).
 |
| Ρύζι. 1.2. Χρονική δειγματοληψία ήχου |
Συχνότητα δειγματοληψίας.Ένα μικρόφωνο συνδεδεμένο στην κάρτα ήχου χρησιμοποιείται για την εγγραφή αναλογικού ήχου και τη μετατροπή του σε ψηφιακή μορφή. Η ποιότητα των παραληφθέντων ψηφιακός ήχοςεξαρτάται από τον αριθμό των μετρήσεων της στάθμης της έντασης του ήχου ανά μονάδα χρόνου, δηλ. ρυθμός δειγματοληψίας. Όσο περισσότερες μετρήσεις γίνονται σε I δευτερόλεπτο (όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας), τόσο ακριβέστερα η «σκάλα» του ψηφιακού σήματος ήχου επαναλαμβάνει την καμπύλη του σήματος διαλόγου.
Ρυθμός δειγματοληψίας ήχουείναι ο αριθμός των μετρήσεων της έντασης του ήχου σε ένα δευτερόλεπτο.
Ο ρυθμός δειγματοληψίας ήχου μπορεί να κυμαίνεται από 8.000 έως 48.000 μετρήσεις έντασης ήχου ανά δευτερόλεπτο.
Βάθος κωδικοποίησης ήχου.Σε κάθε "βήμα" εκχωρείται μια ορισμένη τιμή του επιπέδου έντασης του ήχου. Τα επίπεδα έντασης του ήχου μπορούν να θεωρηθούν ως ένα σύνολο πιθανών καταστάσεων N, για την κωδικοποίηση των οποίων απαιτείται μια ορισμένη ποσότητα πληροφοριών I, που ονομάζεται βάθος κωδικοποίησης ήχου.
Βάθος κωδικοποίησης ήχουείναι η ποσότητα των πληροφοριών που απαιτούνται για την κωδικοποίηση διακριτών επιπέδων έντασης ψηφιακού ήχου.
Εάν το βάθος κωδικοποίησης είναι γνωστό, τότε ο αριθμός των επιπέδων ψηφιακής έντασης ήχου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο N = 2 I . Αφήστε το βάθος κωδικοποίησης ήχου να είναι 16 bit, τότε ο αριθμός των επιπέδων έντασης ήχου είναι:
N = 2 I = 2 16 = 65536.
Κατά τη διαδικασία κωδικοποίησης, σε κάθε επίπεδο έντασης ήχου εκχωρείται ο δικός του δυαδικός κωδικός 16-bit, η χαμηλότερη στάθμη ήχου θα αντιστοιχεί στον κωδικό 0000000000000000 και η υψηλότερη - 1111111111111111.
Η ποιότητα του ψηφιοποιημένου ήχου.Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα και το βάθος δειγματοληψίας του ήχου, τόσο καλύτερη θα είναι η ποιότητα του ψηφιοποιημένου ήχου. Η χαμηλότερη ποιότητα ψηφιοποιημένου ήχου που αντιστοιχεί στην ποιότητα τηλεφωνική σύνδεση, λαμβάνεται με ρυθμό δειγματοληψίας 8000 φορές ανά δευτερόλεπτο, βάθος δειγματοληψίας 8 bit και εγγραφή ενός κομματιού ήχου (μονοφωνική λειτουργία). Πλέον υψηλή ποιότηταΟ ψηφιοποιημένος ήχος που αντιστοιχεί στην ποιότητα ενός CD ήχου επιτυγχάνεται με ρυθμό δειγματοληψίας 48.000 φορές ανά δευτερόλεπτο, βάθος δειγματοληψίας 16 bit και εγγραφή δύο κομματιών ήχου (στερεοφωνική λειτουργία).
Πρέπει να θυμόμαστε ότι όσο υψηλότερη είναι η ποιότητα του ψηφιακού ήχου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση πληροφοριών του αρχείου ήχου. Μπορείτε να υπολογίσετε την ένταση πληροφοριών ενός ψηφιακού στερεοφωνικού αρχείου ήχου με διάρκεια ήχου 1 δευτερόλεπτο με μέση ποιότητα ήχου (16 bit, 24.000 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο). Για να γίνει αυτό, το βάθος κωδικοποίησης πρέπει να πολλαπλασιαστεί με τον αριθμό των μετρήσεων ανά 1 δευτερόλεπτο και να πολλαπλασιαστεί επί 2 (στερεοφωνικός ήχος):
16 bit × 24.000 × 2 = 768.000 bit = 96.000 byte = 93,75 KB.
συντάκτες ήχου.Οι επεξεργαστές ήχου σάς επιτρέπουν όχι μόνο να ηχογραφείτε και να αναπαράγετε ήχο, αλλά και να τον επεξεργάζεστε. Ο ψηφιοποιημένος ήχος παρουσιάζεται στο συντάκτες ήχουσε οπτική μορφή, έτσι ώστε οι λειτουργίες αντιγραφής, μετακίνησης και διαγραφής τμημάτων του ηχητικού κομματιού να μπορούν εύκολα να εκτελεστούν χρησιμοποιώντας το ποντίκι. Επιπλέον, μπορείτε να επικαλύψετε κομμάτια ήχου το ένα πάνω στο άλλο (να αναμίξετε ήχους) και να εφαρμόσετε διάφορα ακουστικά εφέ (ηχώ, αντίστροφη αναπαραγωγή κ.λπ.).
Τα προγράμματα επεξεργασίας ήχου σάς επιτρέπουν να αλλάξετε την ποιότητα του ψηφιακού ήχου και το μέγεθος του αρχείου ήχου αλλάζοντας τον ρυθμό δειγματοληψίας και το βάθος κωδικοποίησης. Ο ψηφιοποιημένος ήχος μπορεί να αποθηκευτεί ασυμπίεστος σε αρχεία ήχου καθολική μορφή WAVή σε συμπιεσμένη μορφή MP3.
Κατά την αποθήκευση ήχου σε συμπιεσμένες μορφές, οι «υπερβολικές» για την ανθρώπινη αντίληψη συχνότητες ήχου με χαμηλή ένταση απορρίπτονται, που συμπίπτουν χρονικά με συχνότητες ήχουμε μεγάλη ένταση. Η χρήση αυτής της μορφής σάς επιτρέπει να συμπιέσετε αρχεία ήχου δεκάδες φορές, αλλά οδηγεί σε μη αναστρέψιμη απώλεια πληροφοριών (τα αρχεία δεν μπορούν να αποκατασταθούν στην αρχική τους μορφή).
Ερωτήσεις ελέγχου
1. Πώς επηρεάζει ο ρυθμός δειγματοληψίας και το βάθος κωδικοποίησης την ποιότητα του ψηφιακού ήχου;
Καθήκοντα για αυτοεκπλήρωση
1.22. Μια εργασία με επιλεκτική απάντηση. Η κάρτα ήχου παράγει μια δυαδική κωδικοποίηση του αναλογικού σήματος ήχου. Πόσες πληροφορίες χρειάζονται για την κωδικοποίηση καθενός από τα 65.536 πιθανά επίπεδα έντασης σήματος;
1) 16 bit. 2) 256 bit. 3) 1 bit? 4) 8 bit.
1.23. Ερώτηση με αναλυτική απάντηση. Υπολογίστε τον όγκο πληροφοριών των ψηφιακών αρχείων ήχου διάρκειας 10 δευτερολέπτων στο βάθος κωδικοποίησης και στο ρυθμό δειγματοληψίας του σήματος ήχου, παρέχοντας την ελάχιστη και μέγιστη ποιότητα ήχου:
α) μονοφωνικό, 8 bit, 8000 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο.
β) στερεοφωνικό, 16 bit, 48.000 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο.
1.24. Ερώτηση με αναλυτική απάντηση. Προσδιορίστε το μήκος ενός αρχείου ήχου που θα χωρέσει σε μια δισκέτα 3,5" (σημειώστε ότι 2847 τομείς των 512 byte εκχωρούνται για την αποθήκευση δεδομένων σε μια τέτοια δισκέτα):
α) με χαμηλή ποιότητα ήχου: μονοφωνικό, 8 bit, 8000 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο.
β) με υψηλή ποιότητα ήχου: στερεοφωνικό, 16 bit, 48.000 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο.
1. Γενικές πληροφορίες
Περίπλοκο: βασικός.
Κατά προσέγγιση χρόνος απόφασης (για όσους θα κάνουν μέρος 2): 2 λεπτά
Θέμα: Δημιουργία και επεξεργασία γραφικών και πολυμεσικών πληροφοριών
Υποθέμα: Ψηφιακός ήχος
Τι ελέγχεται: Η ικανότητα αξιολόγησης ποσοτικά χαρακτηριστικάδιαδικασία εγγραφής ήχου.
Σύντομες θεωρητικές πληροφορίες: Επειδή η δεδομένου τύπουη εργασία είναι νέα στη ΧΡΗΣΗ KIM, θα δώσουμε (μέχρι στιγμής χωρίς αιτιολόγηση, αιτιολόγηση παρακάτω) μαθηματικό μοντέλοδιαδικασία εγγραφής:
N=k*F*L*Τ (1)
- Ν– το μέγεθος του αρχείου (σε bit) που περιέχει την ηχογράφηση.
- κ- αριθμός καναλιών εγγραφής (για παράδειγμα, 1 - μονοφωνικό, 2 - στερεοφωνικό, 4 - τετραπλή κ.λπ.)
- φά– συχνότητα δειγματοληψίας (σε hertz), δηλ. ο αριθμός των τιμών πλάτους ήχου που καταγράφηκαν σε ένα δευτερόλεπτο.
- μεγάλο– άδεια, δηλ. τον αριθμό των bit που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση κάθε μετρούμενης τιμής·
- Τ– διάρκεια του ηχητικού κομματιού (σε δευτερόλεπτα).
Πώς μπορεί να μοιάζει μια εργασία; Για παράδειγμα, όπως αυτό: Ορίζονται οι τιμές όλων των απαιτούμενων παραμέτρων της διαδικασίας ηχογράφησης, εκτός από μία. Απαιτείται να εκτιμηθεί η τιμή της παραμέτρου που απομένει, για παράδειγμα, το μέγεθος του αρχείου ή η διάρκεια του κομματιού ήχου.
Παράδειγμα συνθήκης:
Επιλογές απάντησης:
1) 0,2 MB
2. Παράδειγμα εργασίας
2.1. Το έργο.
Εργασία 2012-A8-1.
Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 24 bit. Η εγγραφή διαρκεί 1 λεπτό, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν γίνεται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
1) 0,2 MB 2) 2 MB 3) 3 MB 4) 4 MB
2.2. Λύση.
Φέρνουμε τα αρχικά δεδομένα στη διάσταση bits-second-hertz και πραγματοποιούμε υπολογισμούς σύμφωνα με τον τύπο (1):
Δεδομένος:
κ= 1, επειδή μονοκαναλική (μονοφωνική) εγγραφή ήχου.
φά= 16 kHz = 16.000 Hz;
Τ= 1 λεπτό = 60 δευτ.
ΕύρημαΝ
Αντικαταστήστε την τιμή των γνωστών παραμέτρων στον τύπο (1)
N=1*16000 *24*60 =(16 *1000) * (8*3) * (4*15)=
= 2 4 *(2 3 *125) *(2 3 *3)*) *(2 2 * 15) = 2 12 *5625 (bit)=
= 2 12 *5625 bit = (2 12 *5625)/2 3 byte = 2 9 *5625 byte =
= (2 9 *5625)/ 2 20 MB = 5625/2 11 MB = 5625/2048 MB.
Αριθμός 5625/2048 βρίσκεται μεταξύ των αριθμών 2 και 3. Επιπλέον, είναι πιο κοντά στο 3 παρά στο 2, γιατί 3 * 2048 – 5625 < 1000; 5625 - 2 * 2048 > 1000.
Σωστή απάντηση: №3 (3 MB)
Σχόλιο. Μια άλλη ιδέα λύσης δίνεται στην παράγραφο 3.3
3. Συμβουλές για δασκάλους και μαθητές
3.1 Ποιες γνώσεις/δεξιότητες/δεξιότητες χρειάζεται ο μαθητής για να λύσει αυτό το πρόβλημα;
1) Ο τύπος (1) δεν πρέπει να «απομνημονεύεται». Ο μαθητής που αντιπροσωπεύει την ουσία της ψηφιακής ακουστικής διαδικασίας πρέπει να είναι σε θέση να τη διατυπώσει ανεξάρτητα.
2) Είναι απαραίτητο να μπορείτε να σημειώσετε τις τιμές των παραμέτρων στην απαιτούμενη διάσταση, καθώς και στοιχειώδεις αριθμητικές δεξιότητες, συμπεριλαμβανομένων. λειτουργούν με δυνάμεις δύο.
Α. Ισχυροί μαθητές.
1. Πιθανότατα, θα λύσουν αυτό το πρόβλημα ούτως ή άλλως.
2. Μπορείτε να δώσετε την εργασία στους μαθητές να ελέγξουν τον τύπο (1) στην πράξη, καταγράφοντας τον ήχο από το μικρόφωνο σε αρχείο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ισχύει μόνο εάν οι εγγεγραμμένες πληροφορίες δεν είναι συμπιεσμένες (μορφή WAV (PCM) χωρίς συμπίεση). Εάν χρησιμοποιούνται μορφές ήχου με συμπίεση (WMA, MP3), τότε ο όγκος του αρχείου που προκύπτει θα είναι, για προφανείς λόγους, σημαντικά μικρότερος από τον υπολογισμένο. Για να πειραματιστείτε με ψηφιακό ήχο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το δωρεάν πρόγραμμα επεξεργασίας ήχου Audacity (http://audacity.sourceforge.net/).
3. Συνιστάται να τονιστεί η εννοιολογική κοινότητα της ράστερ αναπαράστασης ήχου και εικόνας, που είναι ποικιλίες της ίδιας διαδικασίας προσεγγιστικής αναπαράστασης ενός συνεχούς σήματος - μια ακολουθία σύντομων διακριτών σημάτων, δηλ. ψηφιοποίηση βάσει δειγματοληψίας. Οταν bitmapπραγματοποιείται δισδιάστατη διακριτοποίηση φωτεινότητας στο χώρο, στην περίπτωση του ήχου μονοδιάστατη διακριτοποίηση στο χρόνο. Και στις δύο περιπτώσεις, η αύξηση του ρυθμού δειγματοληψίας (αριθμός εικονοστοιχείων ή δειγμάτων ήχου) ή/και η αύξηση του αριθμού των bit που αντιπροσωπεύουν ένα δείγμα (χρώμα ή βάθος bit ήχου) οδηγεί σε αύξηση της ποιότητας της ψηφιοποίησης, ενώ αυξάνει το αρχείο μέγεθος με ψηφιακή αναπαράσταση. Εξ ου και η ανάγκη για συμπίεση δεδομένων.
4. Είναι επιθυμητό να αναφέρουμε εναλλακτικούς τρόπουςψηφιοποίηση ήχου - εγγραφή «τμημάτων» οργάνων σε μορφή MIDI. Εδώ είναι σκόπιμο να σχεδιάσουμε μια αναλογία με ράστερ και διανυσματική αναπαράσταση εικόνων.
Β. Όχι τόσο δυνατοί μαθητές.
1. Είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί η αφομοίωση της σχέσης (1). Συνιστάται να δίνετε εργασίες όπως «Πώς θα αλλάξει το μέγεθος του αρχείου εάν ο χρόνος εγγραφής ήχου αυξηθεί/μειωθεί σε Πμια φορά? ",
«Πόσες φορές μπορείτε να αυξήσετε / μειώσετε τη διάρκεια της εγγραφής, αν μέγιστο μέγεθοςμεγέθυνση/σμίκρυνση αρχείου Πμια φορά? », «Πώς θα αλλάξει το μέγεθος του αρχείου εάν αυξηθεί / μειωθεί ο αριθμός των bit για την εγγραφή μιας τιμής Πμια φορά?" και τα λοιπά.
2. Είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές λειτουργούν ελεύθερα με διαστάσεις, γνωρίζουν ότι υπάρχουν 23 bit σε MB 2 κ.λπ.
3. Είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές έχουν επαρκή αριθμητική παιδεία, άπταιστα την προφορική μέτρηση με δυνάμεις δύο (πολλαπλασιασμός, διαίρεση, επιλογή παραγόντων που αντιπροσωπεύουν 2 n).
4. Βρείτε τις δικές σας προσεγγίσεις και δοκιμάστε τις.
3.3. Χρήσιμο κόλπο.
Σε τέτοια προβλήματα, συχνά προκύπτουν δυνάμεις δύο. Ο πολλαπλασιασμός και η διαίρεση των δυνάμεων είναι ευκολότερος από τους αυθαίρετους αριθμούς: ο πολλαπλασιασμός και η διαίρεση των δυνάμεων μειώνεται σε πρόσθεση και αφαίρεση εκθετών.
Σημειώστε ότι οι αριθμοί 1000 και 1024 διαφέρουν λιγότερο από 3%, οι αριθμοί 60 και 64 διαφέρουν λιγότερο από 7%. Επομένως, μπορείτε να το κάνετε. Εκτελέστε υπολογισμούς αντικαθιστώντας το 1000 με το 1024 = 2 10 και το 60 με το 64 = 2 6, εκμεταλλευόμενοι τις λειτουργίες ισχύος. Η απάντηση που βρίσκεται πλησιέστερα στον αριθμό που λαμβάνεται θα είναι η επιθυμητή. Στη συνέχεια, μπορείτε να ελέγξετε ξανά τον εαυτό σας κάνοντας ακριβείς υπολογισμούς. Αλλά μπορεί να ληφθεί υπόψη ότι το συνολικό σφάλμα υπολογισμού στην προσέγγισή μας δεν υπερβαίνει το 10%. Πράγματι, 60*1000 = 60000; 64*1024=65536;
60000 > 0.9 * 65536 = 58982.4
Έτσι, το σωστό αποτέλεσμα των πολλαπλασιασμών σύμφωνα με τον τύπο (1) είναι ελαφρώς περισσότερο από το 90% του ληφθέντος κατά προσέγγιση αποτελέσματος. Εάν η λήψη υπόψη του λάθους δεν αλλάζει το αποτέλεσμα, δεν υπάρχει αμφιβολία στην απάντηση.
Παράδειγμα. (ege.yandex.ru, επιλογή 1).
Ο ήχος δύο καναλιών (στερεοφωνικό) εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 32 bit. Η εγγραφή διαρκεί 12 λεπτά, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν πραγματοποιείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
1) 30 MB 2) 60 MB 3) 75 MB 4) 90 MB
Λύση. Το μέγεθος της εγγραφής σε bit είναι
2*16*1000*32*12*60
Λαμβάνοντας υπόψη την αντικατάσταση του 1000 με 1024=2 10 και του 60 με 64=2 6 παίρνουμε:
2 1 *2 4 *2 10 *2 5 *3*2 2 *2 6 =3*2 28
Όπως γνωρίζετε, 1 MB = 2 20 byte = 2 23 bit. Άρα 3*2 28 bit = 3*32 = 96 MB. Μειώνοντας αυτόν τον αριθμό κατά 10%, παίρνουμε 86,4 MB. Και στις δύο περιπτώσεις, η πλησιέστερη τιμή είναι 90 MB.
Σωστή απάντηση: 4
1. Διαβάστε την κατάσταση του προβλήματος. Να εκφράσετε την άγνωστη παράμετρο ως προς τις γνωστές. Ιδιαίτερη προσοχήπροσέξτε τη διάσταση των γνωστών παραμέτρων. Θα πρέπει να είναι - bits-seconds-hertz (υπενθυμίζουμε ότι 1 Hz = s -1). Εάν είναι απαραίτητο, φέρτε τις τιμές των παραμέτρων στην επιθυμητή διάσταση, όπως ακριβώς γίνεται στα προβλήματα φυσικής.
2. Εκτελέστε υπολογισμούς, προσπαθώντας να επιλέξετε δυνάμεις δύο.
3. Λάβετε υπόψη ότι στη συνθήκη απαιτείται να επιλέξετε την καταλληλότερη απάντηση, επομένως δεν απαιτείται υψηλή ακρίβεια των υπολογισμών με δεκαδικά ψηφία. Μόλις καταστεί σαφές ποια από τις επιλογές απάντησης είναι πιο κοντά στην υπολογιζόμενη τιμή, οι υπολογισμοί θα πρέπει να σταματήσουν. Εάν η απόκλιση με όλες τις επιλογές απάντησης είναι πολύ μεγάλη (κατά πολλές φορές ή κατά μια τάξη μεγέθους), τότε οι υπολογισμοί πρέπει να επανελεγχθούν.
4. Εργασίες για ανεξάρτητη λύση
4.1. Clones of task 2012-A8-1.
Ακολουθούν τέσσερις ακόμη επιλογές για την εργασία 2012-A8-1.
Α) Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 32 kHz και ανάλυση 24 bit. Η εγγραφή διαρκεί 15 δευτερόλεπτα, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν πραγματοποιείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
Β) Ο ήχος δύο καναλιών (στερεοφωνικό) εγγράφεται με συχνότητα δειγματοληψίας 32 kHz και ανάλυση 24 bit. Η εγγραφή διαρκεί 30 δευτερόλεπτα, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν πραγματοποιείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
1) 1,5 MB 2) 3 MB 3) 6 MB 4) 12 MB
Γ) Ο μονοκαναλικός (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 32 bit. Η εγγραφή διαρκεί 2 λεπτά, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν γίνεται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
Δ) Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 32 bit. Η εγγραφή διαρκεί 4 λεπτά, τα αποτελέσματά της εγγράφονται σε αρχείο, δεν γίνεται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στο μέγεθος του αρχείου που προκύπτει;
1) 2 MB 2) 4 MB 3) 8 MB 4) 16 MB
Σωστές απαντήσεις:
Α'1; Β:3; ΣΤΙΣ 3; Δ:4.
4.2. Πρόβλημα 2012-A8-2 (αντίστροφα από το προηγούμενο).
Α) Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 24 bit. Τα αποτελέσματα εγγράφονται σε ένα αρχείο, το μέγεθος του οποίου δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 8 MB, δεν εκτελείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στη μέγιστη δυνατή διάρκεια ενός εγγεγραμμένου κλιπ ήχου;
Β) Ο ήχος δύο καναλιών (στερεοφωνικό) εγγράφεται με συχνότητα δειγματοληψίας 16 kHz και ανάλυση 24 bit. Τα αποτελέσματα εγγράφονται σε ένα αρχείο, το μέγεθος του οποίου δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 8 MB, δεν εκτελείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στη μέγιστη δυνατή διάρκεια ενός εγγεγραμμένου κλιπ ήχου;
1) 1 λεπτό 2) 30 δευτερόλεπτα 3) 3 λεπτά 4) 90 δευτερόλεπτα
Γ) Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 48 kHz και ανάλυση 8 bit. Τα αποτελέσματα εγγράφονται σε ένα αρχείο, το μέγεθος του οποίου δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 2,5 MB, δεν πραγματοποιείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στη μέγιστη δυνατή διάρκεια ενός εγγεγραμμένου κλιπ ήχου;
1) 1 λεπτό 2) 30 δευτερόλεπτα 3) 3 λεπτά 4) 90 δευτερόλεπτα
Δ) Ο μονοκάναλος (μονοφωνικός) ήχος εγγράφεται σε συχνότητα δειγματοληψίας 48 kHz και ανάλυση 16 bit. Τα αποτελέσματα εγγράφονται σε ένα αρχείο, το μέγεθος του οποίου δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 5 MB, δεν εκτελείται συμπίεση δεδομένων. Ποια από τις παρακάτω τιμές είναι πιο κοντά στη μέγιστη δυνατή διάρκεια ενός εγγεγραμμένου κλιπ ήχου;
1) 1 λεπτό 2) 30 δευτερόλεπτα 3) 3 λεπτά 4) 90 δευτερόλεπτα
Σωστές απαντήσεις:
Α:3; Β: 4; ΣΕ 1; Ζ: 1.
5.Πρόσθεση. Μερικές πληροφορίες σχετικά με την ψηφιακή εγγραφή ήχου.
Η διάδοση του ήχου στον αέρα μπορεί να θεωρηθεί ως η διάδοση των διακυμάνσεων της πίεσης. Το μικρόφωνο μετατρέπει τις διακυμάνσεις της πίεσης σε διακυμάνσεις του ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτό είναι ένα αναλογικό συνεχές σήμα. Η κάρτα ήχου παρέχει δειγματοληψία σήμα εισόδουαπό το μικρόφωνο. Αυτό γίνεται ως εξής - ένα συνεχές σήμα αντικαθίσταται από μια ακολουθία τιμών που μετρούνται με μια ορισμένη ακρίβεια.
Γράφημα αναλογικού σήματος:
Διακεκριμένη αναπαράσταση του ίδιου σήματος (41 μετρούμενες τιμές):
Διακριτή αναπαράσταση του ίδιου σήματος (161 μετρημένες τιμές, περισσότερες υψηλή συχνότηταδιακριτοποίηση):
Μπορεί να φανεί ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα του κατά προσέγγιση (διακριτού) σήματος. Εκτός από τον ρυθμό δειγματοληψίας, η ποιότητα του ψηφιοποιημένου σήματος επηρεάζεται από τον αριθμό των bit που διατίθενται για την καταγραφή κάθε τιμής σήματος. Όσο περισσότερα bit εκχωρούνται για κάθε τιμή, τόσο πιο ακριβής μπορεί να ψηφιοποιηθεί το σήμα.
Ένα παράδειγμα αναπαράστασης 2 bit του ίδιου σήματος (δύο bit μπορούν να απαριθμήσουν μόνο 4 πιθανά επίπεδα σήματος):
Τώρα μπορείτε να γράψετε την εξάρτηση για το μέγεθος του αρχείου με ψηφιοποιημένο ήχο
file_size = (number_of_values_captured_per_1_second)*
*(αριθμός_δυαδικών_ψηφίων_προς_εγγραφή_μονής_τιμής)*
*(αριθμός_εγγραφής_δευτερόλεπτα).
Λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα ταυτόχρονης εγγραφής ήχου από πολλά μικρόφωνα (στερεοφωνική, τετραπλή εγγραφή κ.λπ.), η οποία γίνεται για να ενισχύσει τον ρεαλισμό κατά την αναπαραγωγή, λαμβάνουμε τον τύπο (1).
Κατά την αναπαραγωγή ήχου, οι ψηφιακές τιμές μετατρέπονται σε αναλογικές τιμές. Οι ηλεκτρικοί κραδασμοί που μεταδίδονται στα ηχεία μετατρέπονται από αυτά και πάλι σε διακυμάνσεις της πίεσης του αέρα.
Με ποικίλο πλάτος και συχνότητα. Όσο υψηλότερο είναι το πλάτος του σήματος, τόσο πιο δυνατό γίνεται αντιληπτό από ένα άτομο. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του σήματος, τόσο υψηλότερος είναι ο τόνος του.
Εικόνα 1. Πλάτος ταλάντωσης ηχητικών κυμάτων
Συχνότητα ηχητικών κυμάτωνκαθορίζεται από τον αριθμό των ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η τιμή μετριέται σε Hertz (Hz, Hz).
Το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται ήχους στην περιοχή από $20$ Hz έως $20$ kHz, αυτό το εύρος ονομάζεται ήχος. Ο αριθμός των bit που έχει εκχωρηθεί σε ένα ηχητικό σήμα ονομάζεται βάθος κωδικοποίησης ήχου. Στο σύγχρονο κάρτες ήχουΠαρέχεται βάθος κωδικοποίησης ήχου $16-$, $32-$ ή $64-bit. Στη διαδικασία κωδικοποίησης ηχητικές πληροφορίεςτο συνεχές σήμα αντικαθίσταται διακεκριμένος, δηλαδή μετατρέπεται σε μια ακολουθία ηλεκτρικών παλμών που αποτελείται από δυαδικά μηδενικά και μονάδες.
Ρυθμός δειγματοληψίας ήχου
Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά της διαδικασίας κωδικοποίησης ήχου είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας, ο οποίος είναι ο αριθμός των μετρήσεων του επιπέδου σήματος ανά $1$ δευτερόλεπτο:
- μία μέτρηση ανά δευτερόλεπτο αντιστοιχεί σε συχνότητα $1$ gigahertz (GHz).
- Οι μετρήσεις $1000$ ανά δευτερόλεπτο αντιστοιχούν σε συχνότητα $1$ kilohertz (kHz) .
Ορισμός 2
Ρυθμός δειγματοληψίας ήχουείναι ο αριθμός των μετρήσεων της έντασης του ήχου σε ένα δευτερόλεπτο.
Ο αριθμός των μετρήσεων μπορεί να κυμαίνεται από $8$ kHz έως $48$ kHz, με την πρώτη τιμή να αντιστοιχεί στη συχνότητα της ραδιοφωνικής μετάδοσης και τη δεύτερη - στην ποιότητα ήχου των μουσικών μέσων.
Παρατήρηση 1
Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα και το βάθος δειγματοληψίας του ήχου, τόσο καλύτερα θα ακούγεται ο ψηφιοποιημένος ήχος. Η χαμηλότερη ποιότητα ψηφιοποιημένου ήχου, η οποία αντιστοιχεί στην ποιότητα μιας τηλεφωνικής σύνδεσης, επιτυγχάνεται όταν ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι 8000 φορές ανά δευτερόλεπτο, το βάθος δειγματοληψίας είναι $8$ bit, που αντιστοιχεί στην εγγραφή ενός κομματιού ήχου ("μονοφωνικό" τρόπος). Η υψηλότερη ποιότητα ψηφιοποιημένου ήχου, που αντιστοιχεί στην ποιότητα ενός CD ήχου, επιτυγχάνεται όταν ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι $48.000 $ φορές ανά δευτερόλεπτο, το βάθος δειγματοληψίας είναι $16 $ bits, που αντιστοιχεί σε εγγραφή δύο κομματιών ήχου (στερεοφωνική λειτουργία).
Ένταση πληροφοριών αρχείου ήχου
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι όσο υψηλότερη είναι η ποιότητα του ψηφιακού ήχου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση πληροφοριών του αρχείου ήχου.
Ας υπολογίσουμε όγκος πληροφοριώνμονοφωνικό αρχείο ήχου ($V$), αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τον τύπο:
$V = N \cdot f \cdot k$,
όπου $N$ είναι η συνολική διάρκεια του ήχου, εκφρασμένη σε δευτερόλεπτα,
$f$ - συχνότητα δειγματοληψίας (Hz),
$k$ - βάθος κωδικοποίησης (bit).
Παράδειγμα 1
Για παράδειγμα, εάν η διάρκεια του ήχου είναι $1 $ λεπτό και έχουμε μια μέση ποιότητα ήχου, στην οποία ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι $24 $ kHz και το βάθος κωδικοποίησης είναι $16 $ bits, τότε:
$V=60 \cdot 24000 \cdot 16 \ bits=23040000 \ bits=2880000 \ bytes=2812,5 \ KB=2,75 \ MB.$
Κατά την κωδικοποίηση στερεοφωνικού ήχου, η διαδικασία δειγματοληψίας εκτελείται χωριστά και ανεξάρτητα για το αριστερό και το δεξί κανάλι, το οποίο, κατά συνέπεια, διπλασιάζει την ένταση του αρχείου ήχου σε σύγκριση με τον μονοφωνικό ήχο.
Παράδειγμα 2
Για παράδειγμα, ας υπολογίσουμε τον όγκο πληροφοριών ενός ψηφιακού στερεοφωνικού αρχείου ήχου, του οποίου η διάρκεια ήχου είναι $1$ δευτερόλεπτο με μέση ποιότητα ήχου ($16$ bits, $24000$ μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο). Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε το βάθος κωδικοποίησης με τον αριθμό των μετρήσεων ανά $1$ δευτερόλεπτο και πολλαπλασιάστε με $2$ (στερεοφωνικός ήχος):
$V=16 \ bits \cdot 24000 \cdot 2 = 768000 \ bits = 96000 \ bytes = 93,75 \ kb.$
Βασικές μέθοδοι κωδικοποίησης πληροφοριών ήχου
Υπάρχει διάφορες μεθόδουςκωδικοποίηση ηχητικών πληροφοριών με δυαδικό κώδικα, μεταξύ των οποίων υπάρχουν δύο βασικοί τομείς: Μέθοδος FMΚαι μέθοδος πίνακα κυμάτων.
Μέθοδος FM (διαμόρφωση συχνότητας) βασίζεται στο γεγονός ότι θεωρητικά οποιοσδήποτε σύνθετος ήχος μπορεί να αποσυντεθεί σε μια ακολουθία απλών αρμονικών σημάτων διαφορετικών συχνοτήτων, καθένα από τα οποία θα είναι ένα κανονικό ημιτονοειδές, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να περιγραφεί με έναν κώδικα. Η διαδικασία αποσύνθεσης των ηχητικών σημάτων σε αρμονικές σειρές και η αναπαράστασή τους με τη μορφή διακριτών ψηφιακά σήματαεμφανίζεται σε ειδικές συσκευές που ονομάζονται μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό (ADC).
Εικόνα 2. Μετατροπή ακουστικού σήματος σε διακριτό σήμα
Το Σχήμα 2α δείχνει το ηχητικό σήμα στην είσοδο του ADC και το Σχήμα 2β δείχνει το ήδη μετατρεπόμενο διακριτό σήμα στην έξοδο του ADC.
Για αντίστροφος μετασχηματισμόςκατά την αναπαραγωγή ήχου, ο οποίος παρουσιάζεται με τη μορφή αριθμητικού κωδικού, χρησιμοποιούνται μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό (DAC). Η διαδικασία μετατροπής ήχου φαίνεται στο Σχ. 3. Αυτή η μέθοδος κωδικοποίησης δεν το κάνει καλής ποιότηταςήχο, αλλά παρέχει έναν συμπαγή κώδικα.
Εικόνα 3. Μετατροπή διακριτού σήματος σε σήμα ήχου
Το Σχήμα 3α δείχνει το διακριτό σήμα που έχουμε στην είσοδο DAC και το Σχήμα 3β δείχνει το σήμα ήχου στην έξοδο DAC.
Μέθοδος επιτραπέζιων κυμάτων (Τραπέζι κυμάτων) βασίζεται στο γεγονός ότι δείγματα των ήχων του γύρω κόσμου, μουσικών οργάνων κ.λπ. αποθηκεύονται σε προπαρασκευασμένους πίνακες.Οι αριθμητικοί κωδικοί εκφράζουν το ύψος, τη διάρκεια και την ένταση του ήχου και άλλες παραμέτρους που χαρακτηρίζουν τα χαρακτηριστικά του ο Ηχος. Δεδομένου ότι οι «πραγματικοί» ήχοι χρησιμοποιούνται ως δείγματα, η ποιότητα του ήχου που προκύπτει ως αποτέλεσμα της σύνθεσης είναι πολύ υψηλή και προσεγγίζει την ποιότητα ήχου των πραγματικών μουσικών οργάνων.
Παραδείγματα μορφών αρχείων ήχου
Τα αρχεία ήχου διατίθενται σε διάφορες μορφές. Τα πιο δημοφιλή από αυτά είναι τα MIDI, WAV, MP3.
Μορφή MIDIΤο (Musical Instrument Digital Interface) σχεδιάστηκε αρχικά για τον έλεγχο μουσικών οργάνων. Επί του παρόντος χρησιμοποιείται στον τομέα των ηλεκτρονικών μουσικών οργάνων και ενότητες υπολογιστήσύνθεση.
Μορφή αρχείου ήχου WAV(κυματομορφή) αντιπροσωπεύει έναν αυθαίρετο ήχο ως ψηφιακή αναπαράσταση του αρχικού ηχητικού κύματος ή του ηχητικού κύματος. Όλα στάνταρ ήχοι των windowsέχουν την επέκταση .wav.
Μορφή MP3(MPEG-1 Audio Layer 3) είναι μία από τις ψηφιακές μορφές για την αποθήκευση πληροφοριών ήχου. Παρέχει κωδικοποίηση υψηλότερης ποιότητας.
Επίλυση προβλημάτων για την κωδικοποίηση πληροφοριών ήχου.
- Θεωρητικό μέρος
Κατά την επίλυση προβλημάτων, οι μαθητές βασίζονται στις ακόλουθες έννοιες:
Χρονική διακριτοποίηση- μια διαδικασία κατά την οποία, κατά την κωδικοποίηση ενός συνεχούς ηχητικού σήματος, το ηχητικό κύμα χωρίζεται σε ξεχωριστά μικρά χρονικά τμήματα και για κάθε τέτοιο τμήμα ορίζεται μια ορισμένη τιμή πλάτους. Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος του σήματος, τόσο πιο δυνατός είναι ο ήχος.
βάθος ήχου (βάθος κωδικοποίησης) - ο αριθμός των bit ανά κωδικοποίηση ήχου.
Ο αριθμός των διαφορετικών επιπέδων όγκου υπολογίζεται με τον τύπο N= 2Εγώ , όπου είμαι το βάθος ήχου.
Συχνότητα δειγματοληψίας– τον αριθμό των μετρήσεων της στάθμης του σήματος εισόδου ανά μονάδα χρόνου (ανά 1 δευτερόλεπτο). Όσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός δειγματοληψίας, τόσο πιο ακριβής είναι η διαδικασία δυαδικής κωδικοποίησης. Η συχνότητα μετριέται σε Hertz (Hz).
Η ποιότητα της δυαδικής κωδικοποίησης είναι μια τιμή που καθορίζεται από το βάθος κωδικοποίησης και το ρυθμό δειγματοληψίας.
Καταχώριση βάθους bit- τον αριθμό των bit στον καταχωρητή προσαρμογέα ήχου. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος του bit, τόσο μικρότερο είναι το σφάλμα κάθε μεμονωμένης μετατροπής του μεγέθους του ηλεκτρικού ρεύματος σε αριθμό και αντίστροφα. Εάν το πλάτος του bit είναι I, τότε κατά τη μέτρηση του σήματος εισόδου, 2Εγώ =N διαφορετικές τιμές.
- Πρακτικό μέρος. Ανάλυση και επίλυση του προβλήματος.
Εργασία 1 . Υπολογίστε τον όγκο πληροφοριών ενός ψηφιακού στερεοφωνικού αρχείου ήχου με διάρκεια 20 δευτερολέπτων σε βάθος κωδικοποίησης 16 bit και ρυθμό δειγματοληψίας 10.000 Hz; Το αποτέλεσμα παρουσιάζεται σε Kbyte, στρογγυλοποιημένο στα εκατοστά.
Κατά την επίλυση τέτοιων προβλημάτων, δεν πρέπει να ξεχνάμε τα εξής:
Τι είναι μονοφωνικό - 1 κανάλι, στερεοφωνικό - 2 κανάλια
Εργασία 2 . Προσδιορίστε το μέγεθος (σε byte) ενός ψηφιακού αρχείου ήχου του οποίου ο χρόνος αναπαραγωγής είναι 10 δευτερόλεπτα με ρυθμό δειγματοληψίας 22,05 kHz και ανάλυση 8 bit.
Δεδομένος: I = 8 bit = 1 byte t = 10 δευτερόλεπτα η = 22,05 kHz = 22,05 * 1000 Hz = 22050 Hz | I - bit βάθος της κάρτας ήχου, t - χρόνος αναπαραγωγής αρχείων ήχου, η - ρυθμός δειγματοληψίας | Λύση: V(Inform.) = I η t V(Info) = 22050 *10 *1 = 220500 byte Απάντηση: V(Info) = 220500 byte |
Εύρημα: V (τόμος πληροφοριών) -? |
Φόρτωση...