Konsep dasar
Frekuensi sampling (f) menentukan jumlah sampel yang disimpan dalam 1 detik;
1 Hz (satu hertz) adalah satu hitungan per detik,
dan 8 kHz adalah 8000 sampel per detik
Kedalaman pengkodean (b) adalah jumlah bit yang diperlukan untuk mengkodekan 1 level volume
Waktu bermain (t)
Kapasitas penyimpanan data 1 kanal (mono)
saya=f b t
(untuk menyimpan informasi tentang suara dengan durasi t detik, dikodekan dengan sampling rate f Hz dan kedalaman pengkodean b bit, SAYA bit memori)Pada perekaman dua saluran (stereo) jumlah memori yang diperlukan untuk menyimpan data dari satu saluran dikalikan dengan 2
I=f bt 2
Pengodean audio
Ketentuan teoretis dasar
Pengambilan sampel waktu suara. Agar komputer dapat memproses audio, sinyal audio kontinu harus diubah menjadi bentuk digital diskrit menggunakan sampling waktu. Gelombang suara kontinu dibagi menjadi bagian waktu kecil yang terpisah, untuk setiap bagian tersebut ditetapkan nilai intensitas suara tertentu.
Dengan demikian, ketergantungan terus-menerus dari kenyaringan suara pada waktu A(t) diganti dengan urutan tingkat kenyaringan yang berlainan. Pada grafik, ini terlihat seperti mengganti kurva mulus dengan urutan "langkah".
Frekuensi pengambilan sampel. Mikrofon yang terhubung ke kartu suara digunakan untuk merekam audio analog dan mengubahnya menjadi bentuk digital. Kualitas suara digital yang diterima bergantung pada jumlah pengukuran tingkat volume suara per satuan waktu, mis. tingkat sampel. Semakin banyak pengukuran dilakukan dalam 1 detik (semakin tinggi laju pengambilan sampel), semakin akurat "tangga" digitalnya sinyal suara mengikuti kurva sinyal analog.
Tingkat pengambilan sampel audio adalah jumlah pengukuran volume suara dalam satu detik, diukur dalam hertz (Hz). Nyatakan frekuensi pengambilan sampel dengan huruf F.
Tingkat pengambilan sampel audio dapat berkisar dari 8.000 hingga 48.000 pengukuran volume suara per detik. Untuk penyandian, pilih salah satu dari tiga frekuensi: 44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz.
Kedalaman enkode audio. Setiap "langkah" diberi nilai tertentu dari tingkat volume suara. Tingkat kenyaringan suara dapat dianggap sebagai sekumpulan kemungkinan status N, yang memerlukan sejumlah informasi tertentu untuk dikodekan B , yang disebut kedalaman kode audio
Kedalaman enkode audio adalah jumlah informasi yang diperlukan untuk mengkodekan tingkat kenyaringan diskrit suara digital.
Jika kedalaman pengkodean diketahui, maka jumlah level volume suara digital dapat dihitung dengan menggunakan rumus N = 2 b . Biarkan kedalaman pengkodean audio menjadi 16 bit, maka jumlah tingkat kenyaringan audio adalah:
N=2 b = 216 = 65536.
Selama proses pengkodean, setiap level volume suara diberi kode biner 16-bitnya sendiri, level suara terendah akan sesuai dengan kode 00000000000000000, dan tertinggi - 11111111111111111.
Kualitas suara digital. Semakin tinggi frekuensi dan kedalaman pengambilan sampel suara, semakin baik kualitas suara digitalnya. Kualitas terendah dari audio digital yang sesuai dengan kualitas sambungan telepon, diperoleh dengan kecepatan pengambilan sampel 8000 kali per detik, kedalaman pengambilan sampel 8 bit dan perekaman satu trek audio (mode mono). Kualitas suara digital tertinggi, sesuai dengan kualitas CD audio, dicapai dengan kecepatan pengambilan sampel 48.000 kali per detik, kedalaman pengambilan sampel 16 bit dan perekaman dua trek audio (mode stereo).
Harus diingat bahwa semakin tinggi kualitas suara digital, semakin besar volume informasi file suara tersebut.
Tugas untuk belajar mandiri.
1. Hitung volume file audio mono 10 detik dengan pengkodean 16-bit dan kecepatan pengambilan sampel 44,1 kHz. (861KB)
2. Suara dua saluran (stereo) direkam pada frekuensi sampling 48 kHz dan resolusi 24-bit. Perekaman berlangsung 1 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1)0,3 2) 4 3) 16 4) 132
3. Perekaman suara saluran tunggal (mono) dibuat dengan frekuensi pengambilan sampel 11 kHz dan kedalaman pengkodean 24 bit. Perekaman berlangsung selama 7 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1) 11 2) 13 3) 15 4) 22
4. Rekaman suara dua saluran (stereo) dibuat dengan frekuensi pengambilan sampel 11 kHz dan kedalaman pengkodean 16 bit. Rekaman berlangsung 6 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1) 11 2) 12 3) 13 4) 15
Pilihan 1
"Pengodean dan pemrosesan informasi suara"
Sasaran:
pendidikan
pendidikan -
mengembangkan -
Kemajuan:
Memutuskan
Nama file
f - laju sampel
k - kedalaman suara
t- terdengar waktu
Jenis file
44,1 kHz
16 bit
1 mnt
stereo
1.wav
8 kHz
8 bit
1 mnt
mono
2.wav
16 kHz
16 bit
1 mnt
stereo
3.wav
24 kHz
16 bit
1 mnt
mono
4.wav
32 kHz
16 bit
1 mnt
stereo
untuk tugas 7-9
5.wav
Tunjukkan tabel yang sudah diisi kepada guru.
Berlari editor suara Kenekatan .
Memangkas membunyikan file yang ditawarkan kepada Anda hingga 1 menit, setelah memilih periode waktu yang diperlukan, jalankan perintah Edit - Potong di bagian tepi.
Mengubah wav .
Di editor suara Kenekatan Misalnya
Membandingkan
Serahkan melaporkan kepada guru untuk diperiksa.
Pilihan 2
Pekerjaan laboratorium
"Kode Audio"
Sasaran:
pendidikan- untuk memastikan pembentukan dan penggunaan oleh siswa pengetahuan tentang pengkodean informasi suara menggunakan komputer, serta keterampilan untuk mengolahnya menggunakan terapan perangkat lunak;
pendidikan - untuk menumbuhkan perhatian, akurasi, kemandirian;
mengembangkan - keterampilan dalam menggunakan perangkat lunak aplikasi; kemampuan untuk memecahkan masalah informasi.
Persyaratan perangkat keras dan perangkat lunak: headphone, file suara untuk siswa, editor suara Audacity, OC Windows Sound Recorder.
Kemajuan:
Memutuskan tugas dari tabel di bawah ini.
Temukan jumlah informasi audio menggunakan rumus V = f *k *t , di mana
f - kecepatan sampel, k - kedalaman suara, t - waktu suara
Sajikan solusi dari masalah dalam bentuk tabel.
Di kolom "Perkiraan volume file suara", tulis sendiri jawaban dari masalah yang diselesaikan. Berikan jawaban Anda dalam megabita.
Nama file
f - laju sampel
k - kedalaman suara
t- terdengar waktu
Jenis file
Perkiraan ukuran file audio
Volume sebenarnya dari file suara
44,1 kHz
16 bit
45 dtk
stereo
1.wav
8 kHz
8 bit
45 dtk
stereo
2.wav
1 1,025 kHz
16 bit
45 dtk
mono
3.wav
24 kHz
Luncurkan Editor SuaraKenekatan .
Memangkas membunyikan file yang ditawarkan kepada Anda hingga 45 detik, setelah memilih periode waktu yang diperlukan, jalankan perintah Edit - Potong di bagian tepi.
Mengubah file yang diusulkan ke file dengan ekstensi wav . Simpan file ini dengan nama yang sama.
Di editor suara Kenekatan membuat efek untuk file suara yang diusulkan. Misalnya, buat 10 detik terakhir file menghilang
Pisahkan trek stereo, lalu hapus salah satu trek. Mengubah berkas yang diberikan dari stereo ke mono. Simpan file ini dengan nama baru dan ekstensi wav.
Membandingkan ukuran file. Mengisi tabel dengan data.
Serahkan melaporkan kepada guru untuk diperiksa.
Konsep dasar
Frekuensi sampling (f) menentukan jumlah sampel yang disimpan dalam 1 detik;
1 Hz (satu hertz) adalah satu hitungan per detik,
dan 8 kHz adalah 8000 sampel per detik
Kedalaman pengkodean (b) adalah jumlah bit yang diperlukan untuk mengkodekan 1 level volume
Waktu bermain (t)
Kapasitas penyimpanan data 1 kanal (mono)
saya=f b t
(untuk menyimpan informasi tentang suara dengan durasi t detik, dikodekan dengan sampling rate f Hz dan kedalaman pengkodean b bit, SAYA bit memori)Pada perekaman dua saluran (stereo) jumlah memori yang diperlukan untuk menyimpan data dari satu saluran dikalikan dengan 2
I=f bt 2
Pengodean audio
Ketentuan teoretis dasar
Pengambilan sampel waktu suara. Agar komputer dapat memproses audio, sinyal audio kontinu harus diubah menjadi bentuk digital diskrit menggunakan sampling waktu. Gelombang suara kontinu dibagi menjadi bagian waktu kecil yang terpisah, untuk setiap bagian tersebut ditetapkan nilai intensitas suara tertentu.
Dengan demikian, ketergantungan terus-menerus dari kenyaringan suara pada waktu A(t) diganti dengan urutan tingkat kenyaringan yang berlainan. Pada grafik, ini terlihat seperti mengganti kurva mulus dengan urutan "langkah".
Frekuensi pengambilan sampel. Mikrofon yang terhubung ke kartu suara digunakan untuk merekam audio analog dan mengubahnya menjadi bentuk digital. Kualitas suara digital yang diterima bergantung pada jumlah pengukuran tingkat volume suara per satuan waktu, mis. tingkat sampel. Semakin banyak pengukuran dilakukan dalam 1 detik (semakin tinggi laju pengambilan sampel), semakin akurat "tangga" sinyal audio digital mengulangi kurva sinyal analog.
Tingkat pengambilan sampel audio adalah jumlah pengukuran volume suara dalam satu detik, diukur dalam hertz (Hz). Nyatakan frekuensi pengambilan sampel dengan huruf F.
Tingkat pengambilan sampel audio dapat berkisar dari 8.000 hingga 48.000 pengukuran volume suara per detik. Untuk penyandian, pilih salah satu dari tiga frekuensi: 44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz.
Kedalaman enkode audio. Setiap "langkah" diberi nilai tertentu dari tingkat volume suara. Tingkat kenyaringan suara dapat dianggap sebagai sekumpulan kemungkinan status N, yang memerlukan sejumlah informasi tertentu untuk dikodekan B , yang disebut kedalaman kode audio
Kedalaman enkode audio adalah jumlah informasi yang diperlukan untuk mengkodekan tingkat kenyaringan audio digital diskrit.
Jika kedalaman pengkodean diketahui, maka jumlah level volume suara digital dapat dihitung dengan menggunakan rumus N = 2 b . Biarkan kedalaman pengkodean audio menjadi 16 bit, maka jumlah tingkat kenyaringan audio adalah:
N=2 b = 216 = 65536.
Selama proses pengkodean, setiap level volume suara diberi kode biner 16-bitnya sendiri, level suara terendah akan sesuai dengan kode 00000000000000000, dan tertinggi - 11111111111111111.
Kualitas suara digital. Semakin tinggi frekuensi dan kedalaman pengambilan sampel suara, semakin baik kualitas suara digitalnya. Kualitas audio digital terendah, sesuai dengan kualitas komunikasi telepon, diperoleh dengan kecepatan pengambilan sampel 8000 kali per detik, kedalaman pengambilan sampel 8 bit dan perekaman satu trek audio (mode "mono"). Kualitas suara digital tertinggi, sesuai dengan kualitas CD audio, dicapai dengan kecepatan pengambilan sampel 48.000 kali per detik, kedalaman pengambilan sampel 16 bit dan perekaman dua trek audio (mode stereo).
Harus diingat bahwa semakin tinggi kualitas suara digital, semakin besar volume informasi file suara tersebut.
Tugas untuk belajar mandiri.
1. Hitung volume file audio mono 10 detik dengan pengkodean 16-bit dan kecepatan pengambilan sampel 44,1 kHz. (861KB)
2. Suara dua saluran (stereo) direkam pada frekuensi sampling 48 kHz dan resolusi 24-bit. Perekaman berlangsung 1 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1)0,3 2) 4 3) 16 4) 132
3. Perekaman suara saluran tunggal (mono) dibuat dengan frekuensi pengambilan sampel 11 kHz dan kedalaman pengkodean 24 bit. Perekaman berlangsung selama 7 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1) 11 2) 13 3) 15 4) 22
4. Rekaman suara dua saluran (stereo) dibuat dengan frekuensi pengambilan sampel 11 kHz dan kedalaman pengkodean 16 bit. Rekaman berlangsung 6 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari angka di bawah ini yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan, dinyatakan dalam megabita?
1) 11 2) 12 3) 13 4) 15
1. Informasi umum
Kompleksitas: dasar.
Perkiraan waktu keputusan (bagi yang akan mengerjakan bagian 2): 2 menit
Subjek: Pembuatan dan pemrosesan informasi grafis dan multimedia
Subtopik: Suara digital
Apa yang diperiksa: Kemampuan untuk mengevaluasi karakteristik kuantitatif proses perekaman suara.
Informasi teoretis singkat: Karena jenis yang diberikan tugas baru di KIM USE, kami akan memberikan (sejauh ini tanpa alasan, alasan di bawah) model matematika proses perekaman:
N=k*F*L* T (1)
- N– ukuran file (dalam bit) yang berisi rekaman suara;
- k- jumlah saluran perekaman (misalnya, 1 - mono, 2 - stereo, 4 - quad, dll.);
- F– frekuensi pengambilan sampel (dalam hertz), mis. jumlah nilai amplitudo suara yang direkam dalam satu detik;
- L- izin, mis. jumlah bit yang digunakan untuk menyimpan setiap nilai terukur;
- T– durasi fragmen suara (dalam detik).
Seperti apa tugas itu? Misalnya, seperti ini: Nilai dari semua parameter yang diperlukan dari proses perekaman suara ditetapkan, kecuali satu. Diperlukan untuk memperkirakan nilai parameter yang tersisa, misalnya ukuran file atau durasi fragmen suara.
Contoh kondisi:
Opsi jawaban:
1) 0,2 MB
2. Contoh tugas
2.1. Tugas.
Tugas 2012-A8-1.
Audio saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi sampling 16 kHz dan resolusi 24-bit. Perekaman berlangsung 1 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
1) 0,2 MB 2) 2 MB 3) 3 MB 4) 4 MB
2.2. Larutan.
Kami membawa data awal ke dimensi bit-detik-hertz dan melakukan perhitungan sesuai dengan rumus (1):
Diberikan:
k= 1, karena rekaman suara saluran tunggal (mono);
F= 16 kHz = 16.000 Hz;
T= 1 menit = 60 detik.
MenemukanN
Ganti nilai parameter yang diketahui dalam rumus (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.
Nomor 5625/2048 berada di antara angka 2 dan 3. Apalagi lebih dekat ke 3 daripada ke 2, karena 3 * 2048 – 5625 < 1000; 5625 - 2 * 2048 > 1000.
Jawaban yang benar: №3 (3 MB)
Komentar. Ide solusi lain diberikan dalam paragraf 3.3
3. Kiat untuk guru dan siswa
3.1 Pengetahuan/keterampilan/keterampilan apa yang dibutuhkan siswa untuk memecahkan masalah ini?
1) Rumus (1) tidak boleh “dihafal”. Mahasiswa yang mewakili esensi dari proses audio digital harus mampu memformulasikannya secara mandiri.
2) Penting untuk dapat menuliskan nilai-nilai parameter dalam dimensi yang diperlukan, serta keterampilan aritmatika dasar, termasuk. beroperasi dengan kekuatan dua.
A. Siswa yang kuat.
1. Kemungkinan besar, mereka akan menyelesaikan masalah ini.
2. Anda dapat memberikan tugas kepada siswa untuk memeriksa rumus (1) dalam praktik, merekam suara dari mikrofon ke dalam file. Perlu dicatat bahwa ini hanya valid jika informasi yang direkam tidak dikompresi (format WAV (PCM) tanpa kompresi). Jika format audio dengan kompresi (WMA, MP3) digunakan, volume file yang dihasilkan, untuk alasan yang jelas, akan jauh lebih kecil daripada yang dihitung. Untuk bereksperimen dengan audio digital, Anda dapat menggunakan editor audio Audacity gratis (http://audacity.sourceforge.net/).
3. Dianjurkan untuk menekankan kesamaan konseptual dari representasi raster suara dan gambar, yang merupakan variasi dari proses representasi perkiraan yang sama dari sinyal kontinu - urutan sinyal diskrit pendek, mis. digitalisasi berdasarkan sampling. Kapan bitmap diskritisasi dua dimensi kecerahan dalam ruang dilakukan, dalam kasus suara, diskritisasi satu dimensi dalam waktu. Dalam kedua kasus tersebut, meningkatkan kecepatan pengambilan sampel (jumlah piksel atau sampel audio) dan/atau meningkatkan jumlah bit untuk mewakili satu sampel (kedalaman bit warna atau audio) mengarah pada peningkatan kualitas digitalisasi, sekaligus meningkatkan file ukuran dengan representasi digital. Oleh karena itu diperlukan kompresi data.
4. Perlu disebutkan cara-cara alternatif digitalisasi suara - merekam "bagian" instrumen dalam format MIDI. Di sini tepat untuk menggambar analogi dengan representasi gambar raster dan vektor.
B. Siswa yang tidak begitu kuat.
1. Asimilasi relasi (1) perlu dipastikan. Direkomendasikan untuk memberikan tugas seperti “Bagaimana ukuran file akan berubah jika waktu perekaman suara ditambah/dikurangi P sekali? ",
“Berapa kali Anda dapat menambah / mengurangi durasi rekaman, jika ukuran maksimum perbesar/perkecil file P sekali? ”, “Bagaimana ukuran file akan berubah jika jumlah bit untuk menulis satu nilai dinaikkan / diturunkan P sekali?" dll.
2. Penting untuk memastikan bahwa siswa bebas mengoperasikan dengan dimensi, mereka tahu ada 23 bit di MB 2, dll.
3. Penting untuk memastikan bahwa siswa cukup melek aritmatika, fasih dalam penghitungan lisan dengan pangkat dua (perkalian, pembagian, pemilihan faktor yang mewakili 2 n).
4. Munculkan pendekatan Anda sendiri dan cobalah.
3.3. Trik yang bermanfaat.
Dalam masalah seperti itu, kekuatan dua sering muncul. Perkalian dan pembagian pangkat lebih mudah daripada bilangan arbitrer: perkalian dan pembagian pangkat direduksi menjadi penjumlahan dan pengurangan eksponen.
Perhatikan bahwa angka 1000 dan 1024 berbeda kurang dari 3%, angka 60 dan 64 berbeda kurang dari 7%. Oleh karena itu, Anda dapat melakukannya. Lakukan perhitungan dengan mengganti 1000 dengan 1024 = 2 10 dan 60 dengan 64 = 2 6 , memanfaatkan operasi daya. Jawaban yang paling dekat dengan nomor yang didapat akan menjadi jawaban yang diinginkan. Anda kemudian dapat memeriksa ulang diri Anda sendiri dengan melakukan perhitungan yang tepat. Tetapi dapat diperhitungkan bahwa total kesalahan perhitungan dalam perkiraan kami tidak melebihi 10%. Memang, 60*1000 = 60000; 64*1024=65536;
60000 > 0.9 * 65536 = 58982.4
Dengan demikian, hasil perkalian yang benar menurut rumus (1) sedikit lebih dari 90% dari hasil perkiraan yang diperoleh. Jika memperhitungkan kesalahan tidak mengubah hasil, tidak ada keraguan dalam jawabannya.
Contoh. (ege.yandex.ru, opsi 1).
Audio dua saluran (stereo) direkam pada frekuensi sampling 16 kHz dan resolusi 32-bit. Perekaman berlangsung selama 12 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
1) 30MB 2) 60MB 3) 75MB 4) 90MB
Larutan. Ukuran rekaman dalam bit adalah
2*16*1000*32*12*60
Dengan mempertimbangkan penggantian 1000 dengan 1024=2 10 dan 60 dengan 64=2 6 kita dapatkan:
2 1 *2 4 *2 10 *2 5 *3*2 2 *2 6 =3*2 28
Seperti yang Anda ketahui, 1 MB = 2 20 byte = 2 23 bit. Jadi 3*2 28 bit = 3*32 = 96 MB. Menurunkan angka ini sebesar 10%, kami mendapatkan 86,4 MB. Dalam kedua kasus tersebut, nilai terdekat adalah 90 MB.
Jawaban yang benar: 4
1. Baca kondisi soal. Ekspresikan parameter yang tidak diketahui dalam hal yang diketahui. Perhatian khusus memperhatikan dimensi dari parameter yang diketahui. Seharusnya - bit-detik-hertz (ingat bahwa 1 Hz = s -1). Jika perlu, bawa nilai parameter ke dimensi yang diinginkan, seperti yang dilakukan dalam soal fisika.
2. Lakukan perhitungan, coba pilih pangkat dua.
3. Perlu diketahui bahwa dalam kondisi diharuskan memilih jawaban yang paling tepat, oleh karena itu, akurasi perhitungan yang tinggi hingga tempat desimal tidak diperlukan. Segera setelah menjadi jelas opsi jawaban mana yang paling dekat dengan nilai yang dihitung, perhitungan harus dihentikan. Jika perbedaan dengan semua opsi jawaban sangat besar (beberapa kali atau urutan besarnya), maka perhitungan harus diperiksa ulang.
4. Tugas untuk solusi mandiri
4.1. Klon tugas 2012-A8-1.
Di bawah ini adalah empat opsi lagi untuk tugas 2012-A8-1.
A) Suara saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi pengambilan sampel 32 kHz dan resolusi 24-bit. Perekaman berlangsung selama 15 detik, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
B) Suara dua saluran (stereo) direkam dengan frekuensi pengambilan sampel 32 kHz dan resolusi 24-bit. Perekaman berlangsung selama 30 detik, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
1) 1,5 MB 2) 3 MB 3) 6 MB 4) 12 MB
C) Audio saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi sampling 16 kHz dan resolusi 32-bit. Rekaman berlangsung 2 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
D) Suara saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi pengambilan sampel 16 kHz dan resolusi 32-bit. Perekaman berlangsung selama 4 menit, hasilnya ditulis ke file, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling mendekati ukuran file yang dihasilkan?
1) 2MB 2) 4MB 3) 8MB 4) 16MB
Jawaban yang benar:
J:1; B:3; DI 3; D:4.
4.2. Soal 2012-A8-2 (terbalik dari yang sebelumnya).
A) Audio saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi sampling 16 kHz dan resolusi 24-bit. Hasilnya ditulis ke file yang ukurannya tidak boleh melebihi 8 MB, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling dekat dengan panjang maksimum klip audio yang direkam?
B) Suara dua saluran (stereo) direkam dengan frekuensi pengambilan sampel 16 kHz dan resolusi 24-bit. Hasilnya ditulis ke file yang ukurannya tidak boleh melebihi 8 MB, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling dekat dengan panjang maksimum klip audio yang direkam?
1) 1 menit 2) 30 detik 3) 3 menit 4) 90 detik
C) Suara saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi sampling 48 kHz dan resolusi 8-bit. Hasilnya ditulis ke file yang ukurannya tidak boleh melebihi 2,5 MB, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling dekat dengan panjang maksimum klip audio yang direkam?
1) 1 menit 2) 30 detik 3) 3 menit 4) 90 detik
D) Suara saluran tunggal (mono) direkam pada frekuensi pengambilan sampel 48 kHz dan resolusi 16-bit. Hasilnya ditulis ke file yang ukurannya tidak boleh melebihi 5 MB, kompresi data tidak dilakukan. Manakah dari nilai berikut yang paling dekat dengan panjang maksimum klip audio yang direkam?
1) 1 menit 2) 30 detik 3) 3 menit 4) 90 detik
Jawaban yang benar:
J:3; B: 4; DALAM 1; G:1 .
5.Tambahan. Beberapa informasi tentang perekaman audio digital.
Perambatan suara di udara dapat dianggap sebagai perambatan fluktuasi tekanan. Mikrofon mengubah fluktuasi tekanan menjadi fluktuasi arus listrik. Ini adalah sinyal kontinu analog. Kartu suara menyediakan pengambilan sampel sinyal masukan dari mikrofon. Ini dilakukan sebagai berikut - sinyal kontinu diganti dengan urutan nilai yang diukur dengan akurasi tertentu.
Grafik Sinyal Analog:
Representasi diskrit dari sinyal yang sama (41 nilai terukur):
Representasi diskrit dari sinyal yang sama (161 nilai terukur, lebih banyak frekuensi tinggi diskritisasi):
Dapat dilihat bahwa semakin tinggi frekuensi sampling, semakin tinggi kualitas sinyal perkiraan (diskrit). Selain laju pengambilan sampel, kualitas sinyal digital dipengaruhi oleh jumlah bit yang dialokasikan untuk merekam setiap nilai sinyal. Semakin banyak bit yang dialokasikan untuk setiap nilai, semakin akurat sinyal dapat didigitalkan.
Contoh representasi 2-bit dari sinyal yang sama (dua bit hanya dapat menghitung 4 level sinyal yang mungkin):
Sekarang Anda dapat menulis ketergantungan ukuran file dengan suara digital
file_size = (number_of_values_captured_per_1_second)*
*(bilangan_dari_digit_biner_ke_rekaman_nilai_tunggal)*
*(number_of_record_seconds).
Mempertimbangkan kemungkinan perekaman suara simultan dari beberapa mikrofon (stereo, rekaman quad, dll.), Yang dilakukan untuk meningkatkan realisme selama pemutaran, kami memperoleh rumus (1).
Saat memutar audio, nilai digital diubah menjadi nilai analog. Getaran listrik yang ditransmisikan ke speaker diubah lagi menjadi fluktuasi tekanan udara.
Pengetahuan terdiri dari hal-hal kecil
butiran pengalaman sehari-hari.
DI. Pisarev
Sasaran:
Penerapan pengetahuan teoretis dalam praktik.
Tujuan pelajaran:
Untuk mengajarkan prinsip pengkodean biner saat mendigitalkan suara;
Perkenalkan konsep pengambilan sampel suara temporal;
Tetapkan hubungan antara kualitas pengkodean audio, kedalaman pengkodean, dan laju pengambilan sampel;
Untuk mengajarkan cara mengevaluasi volume informasi dari file audio;
Rekam audio menggunakan komputer, simpan sebagai file audio dalam format WAV, putar ulang.
Selama kelas:
I. Momen organisasi
1. Suara musik
2. Kata-kata guru:
Topik pelajaran kita adalah "Pengodean biner informasi audio". Hari ini kita akan berkenalan dengan konsep pengambilan sampel temporal suara, secara eksperimental membangun hubungan antara kualitas pengkodean suara, kedalaman pengkodean dan laju pengambilan sampel, mempelajari cara memperkirakan volume file audio, merekam suara menggunakan komputer, menyimpannya dalam file suara di Format WAV dan mainkan.
II. Memperbarui pengetahuan siswa.
Pertanyaan: (tulis jawaban pada formulir no.1)
1. Sebutkan jenis-jenis keberadaan informasi? (numerik, teks, grafik, suara).
2. Apa kata kunci apakah saya bisa cocok dengan videonya? (mengkodekan informasi).
3. Apa yang disebut kedalaman bunyi? (kedalaman audio atau kedalaman penyandian - jumlah bit informasi per penyandian audio).
4. Tingkat volume apa yang dapat dimiliki suara? (Suara dapat memiliki tingkat volume yang berbeda.
6. Bagaimana rumus menghitung ukuran file audio digital mono?
(A=D*T*I).
D - frekuensi pengambilan sampel;
T adalah waktu bunyi atau rekaman suara;
I adalah kedalaman bit dari register.
7. Apa rumus menghitung ukuran file audio digital stereo?
A=2*D*T*I
AKU AKU AKU. Penyelesaian masalah. Tugas No. 1 (Semakin. No. 88 hal. 157, buku soal No. 1). Formulir nomor 1.
Tentukan jumlah memori untuk menyimpan file audio digital yang memiliki waktu pemutaran dua menit pada laju sampel 44,1 kHz dan ekstensi 16-bit.
IV. Mempelajari materi baru.
Sejak awal tahun 90-an komputer pribadi mendapat kesempatan untuk bekerja dengan informasi suara. Setiap komputer yang memiliki kartu suara, mikrofon, dan speaker dapat merekam, menyimpan, dan memutar informasi suara.
Dengan bantuan khusus alat perangkat lunak(editor rekaman suara) membuka berbagai peluang untuk membuat, mengedit, dan mendengarkan file suara. Program pengenalan ucapan dibuat dan, sebagai hasilnya, dimungkinkan untuk mengontrol komputer menggunakan suara.
Dari pelajaran fisika, Anda tahu bahwa suara adalah gelombang mekanik dengan amplitudo dan frekuensi yang terus berubah (Gbr. 1). Semakin tinggi amplitudo, semakin keras suaranya, semakin rendah frekuensinya, semakin rendah nadanya. Komputer adalah perangkat digital, sehingga sinyal suara yang kontinu harus diubah menjadi rangkaian impuls listrik (nol dan satu). Untuk melakukan ini, bidang tempat gelombang suara direpresentasikan secara grafis dibagi menjadi horizontal dan garis vertikal(Gbr. 2 dan Gbr. 3). Garis horizontal adalah tingkat volume, dan garis vertikal adalah jumlah pengukuran dalam 1 detik (satu pengukuran per detik adalah satu hertz), atau frekuensi sampling (Hz). Metode ini memungkinkan Anda untuk mengganti ketergantungan berkelanjutan dengan urutan level volume yang terpisah, yang masing-masing diberi nilai dalam kode biner (Gbr. 4).
Jumlah level volume bergantung pada kedalaman suara - jumlah byte yang digunakan untuk menyandikan satu level. Biasanya 8 kHz dan level kuantisasi (panjang kode 8 bit). 
gbr.1 gbr.2
gbr.3 gbr.4
, di mana N adalah jumlah level volume, dan I adalah kedalaman suara (bit)
Contoh: Formulir No.3
Larutan:
1) pengkodean dengan frekuensi 5 Hz - ini berarti nada diukur dalam 1 detik. Kedalaman 4 bit - berarti 16 level volume digunakan.
Kami akan "membulatkan" nilai nada ke level terdekat yang lebih rendah. (Hasil pengkodean: 1000 1000 1001 O11O 0111)
2) Untuk menghitung volume informasi dari suara yang disandikan (A), rumus sederhana digunakan: A = D * i * T, dimana: D - frekuensi pengambilan sampel (Hz); i - kedalaman suara (bit); T - waktu bunyi (detik).
Kami mendapatkan: A = 5 Hz * 4 bit * 1 detik = 20 bit.
V.Pendidikan kerja mandiri. Formulir №5
VI. Tugas penelitian. Formulir No.6
Grup #1-5. Membangun hubungan antara kualitas pengkodean suara biner dan volume informasi file audio untuk informasi suara dari berbagai konten (pidato monolog, pidato dialogis, puisi, lagu); hubungan antara volume informasi file dan mode perekaman (mono, stereo).
Kemajuan penelitian:
1) Isi formulir No.2.
2) Catat hasil dalam tabel yang diperoleh selama percobaan.
3) Membuat kesimpulan.
VII. Menyimpulkan pekerjaan secara berkelompok
VIII. Proyek mini Kemungkinan musik dan suara.
Penunjukan: Program: "Pohon Natal lahir di hutan"
SCRN 7
GARIS(20,0)-(300,180),2,BF
UNTUK I=l KE 2000
X=280*RND+20 Y=180*RND
C=16*RND
PSET(X,Y),C
BERIKUTNYA I
TIDUR 1
GARIS (150.140)-(170.160),6,BF
PSET(110.140)
GARIS-(210.140), 10
GARIS-(160.110),10
GARIS-(110.140),10
CAT(160.120), 10,10
LOKASI 24.10
CETAK "Pohon Natal lahir di hutan"
MAINKAN "ms+80 02 18 caajafcc"
PSET (120.110)
GARIS-(200.110),10
GARIS-(160,85),10
GARIS-(120.110),10
CAT(160.90),10.10
LOKASI 24.10
CETAK "Dia dibesarkan di hutan",
MAINKAN "caab->dc4"
PSET (130,85)
GARIS-(190,85),10
GARIS-(160,65),10
GARIS-(130,85), 10
CAT(160.70),10.10
LOKASI 24.10
CETAK "SLIM DI MUSIM DINGIN DAN MUSIM PANAS"
MAINKAN "c PSET (140.65)
GARIS-(180,65), 10
GARIS -(160,50), 10
GARIS - CAT (160.60), 10.10
LOKASI 24.10
CETAK "HIJAU ADALAH"
MAINKAN "caajofu"
TIDUR
BERHENTI
IX Ringkasan pelajaran
1). Kontrol tingkat asimilasi materi program
1. Pada sampling rate 8 kHz, kualitas sinyal audio sampel sesuai dengan:
- a) kualitas suara CD audio;
B) kualitas siaran;
c) kualitas rata-rata.
- a) DOC;
b) WAV;
c) BPMP.
- A) pada frekuensi pengambilan sampel dan kedalaman pengkodean;
b) pada kedalaman warna dan resolusi monitor;
c) dari standar pengkodean internasional.
- a) 4 kali;
b) volumenya sama;
c) 2 kali.
3). Kata guru.
Tentu saja penilaian kualitas suara sebagian besar bersifat subjektif dan bergantung pada persepsi kita. Komputer, seperti manusia, menyandikan informasi suara untuk penyimpanan dan pemutaran selanjutnya. Pikirkan, apa perbedaan antara informasi suara yang disimpan di memori PC dan di memori seseorang? (Jawaban: pada manusia, proses pengkodean suara sangat erat kaitannya dengan emosi).
Jadi, komputer menyimpan suara, dan orang tersebut menyimpan musik!!! Musik adalah satu-satunya bahasa di mana jiwa berbicara kepada jiwa (Berthold Averbach). Dia bisa mengangkat ke langit, membangkitkan indra, mengikat pikiran dan menanamkan rasa takut. Musik berbeda untuk setiap orang. Emosi atau asosiasi apa yang ditimbulkan oleh "Moonlight Sonata" dalam diri Anda?... Tatapan hangat dari orang yang penuh kasih, sentuhan lembut tangan ibu, dan sekarang mungkin saja suara mempesona ini juga akan mengingatkan Anda pada pelajaran informatika . Semua ini, Anda lihat, tidak dapat diakses oleh kode biner digital.
Memuat...