Кодирование информации

Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. Если разрядность равна 8 (16) , то при измерении входного сигнала может быть получено 28= 256 (216=65536) различных значений. Очевидно, 16 разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. Количество различных уровней сигнала (состояний при данном кодировании) можно рассчитать по формуле:

N = 2I = 216 = 65536, где I — глубина звука.

Таким образом, современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 уровней сигнала. Каждому значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, то есть частоты  дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации тем точнее процедура двоичного кодирования.

Звуковой файл - файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.

2. Повторяем единицы измерения информации

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 210 байт=1024 байт

1 Мбайт = 210 Кбайт=1024 Кбайт

1 Гбайт = 210 Мбайт=1024 Мбайт

1 Тбайт = 210 Гбайт=1024 Гбайт

1 Пбайт = 210 Тбайт=1024 Тбайт

3. Закрепить изученный материал, просмотрев презентацию, учебник

4. Решение задач

Учебник, показ решения на презентации.

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

Запись условия        Решение

T=1 сек                       V= T ×I × H × 2

I=16 бит                      V=1 ×16 × 48 000 × 2=

H= 48 кГц                   1536000 бит/8  =192000 байт/1024 = 187,5

Стерео - ×2                 Кбайт

V=?

Задача (самостоятельно). Учебник, 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.

Запись условия           Решение

T=10 сек                      V= T ×I × H × 1

I=8 бит                           V=10 ×8 × 22,05 × 1=

H= 22,05 кГц             10 × 8 × 22 050 бит/8  = 220500 байт/1024 =

Моно- ×1                   215,332/1024 Кбайт = 0,21 Мбайт

V=?

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

Учебник

№ 90

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

Запись условия                  Решение

T=2 мин                          V= T ×I × H × 2

I= 16 бит                    V=2×60 ×16 × 44,1 × 1=

H= 44,1 кГц           (120 × 16 × 44 010) бит  = 84672000 бит/8=         

Моно- ×1           10584000байт/1024 = 10335,9375 Кбайт/1024  = 10,09  

V=?                 Мбайт

№ 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?

Запись условия         Решение

V=2,6 Мб                V= T ×I × H × 1; I × H= V /  T

T=1 мин                 I × H= 2,6 Мб/1 мин. = 2,6×1024×1024×8 бит/ 60

 Моно- ×1               сек=21810380,8/60=

I= ?                        363506,237

H= ?                       363506,237/8=45438,3

                               363506,237/16=22719,15

                                   Ответ.

                                 Если I=8 ,бит, то H=44,1 кГц.

                                 Если I=16 бит, то H=22,05 кГц.

№ 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.