- это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду – 1 килогерц (кГц). Характерные частоты дискретизации аудиоадаптеров:
11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.
Разрядность регистра (глубина звука) число бит в регистре аудиоадаптера, задает количество возможных уровней звука.
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.
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 [1]
Решение задач
Учебник [1], 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 T=1 сек I=16 бит H= 48 кГц Стерео - ×2 V=? | Решение V= T ×I × H × 2 V=1 ×16 × 48 000 × 2= 1536000 бит/8 =192000 байт/1024 = 187,5 Кбайт |
Задача (самостоятельно). Учебник [1], показ решения на презентации.
Определить информационный объем цифрового аудио файла длительностью звучания которого составляет 10 секунда при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 битов.
| Запись условия T=10 сек I=8 бит H= 22,05 кГц Моно- ×1 V=? | Решение V= T ×I × H × 1 V=10 ×8 × 22,05 × 1= 10 × 8 × 22 050 бит/8 = 220500 байт/1024 = 215,332/1024 Кбайт = 0,21 Мбайт |
Закрепление. Решение задач дома, самостоятельно на следующем уроке
Учебник [1]
№ 90
Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 битов.
| Запись условия T=2 мин I= 16 бит H= 44,1 кГц Моно- ×1 V=? | Решение V= T ×I × H × 2 V=2×60 ×16 × 44,1 × 1= (120 × 16 × 44 010) бит = 84672000 бит/8= 10584000байт/1024 = 10335,9375 Кбайт/1024 = 10,09 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 V=2,6 Мб T=1 мин Моно- ×1 I=? H=? | Решение V= T ×I × H × 1; I × H= V / T I × H= 2,6 Мб/1 мин. = 2,6×1024×1024×8 бит/ 60 сек=21810380,8/60= 363506,237 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.
Литература
1. Учебник: Информатика, задачник-практикум 1 том, под редакцией И.Г.Семакина, Е.К. Хеннера)
2. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»Звук. Двоичное кодирование звуковой информации. Супрягина Елена Александровна, учитель информатики.
3. Н. Угринович. Информатика и информационные технологии. 10-11 классы. Москва. Бином. Лаборатория знаний 2003.