Нахождение информационного объема аудиофайла

 

Цели: Научиться находить информационный объем аудиофайла.

Представление з вуковой информации - основные понятия

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть оцифрован, т. е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени A(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек".

Каждой "ступеньке" присваивается значение уровня громкости звука, его код (1, 2, 3 и так далее). Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний, соответственно, чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровня и тем более качественным будет звучание.

Разрядность звуковой карты ( R ) - это количество распознаваемых дискретных уровней сигналов.

Современные звуковые карты обеспечивают 8 или 16-битную глубину кодирования звука.

Количество различных уровней сигнала (состояний при данном кодировании) можно рассчитать по формуле: N=2 I. где I - глубина звука.

Задание 1.

Сколько различных уровней сигналов позволяют представить 8, 16-битные звуковые карты. (Ответ: 256, 65536).

Очевидно, что 16-битные звуковые карты точнее кодируют и воспроизводят звук, чем 8-битные.

Частота дискретизации ( ? ) - это количество измерений уровня сигнала в единицу времени.

Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.

Одно измерение в секунду соответствует частоте 1 Гц (Герц).

1000 измерений в секунду - 1 кГц.

Частота, с которой происходит выборка сигналов, может принимать значения от 5,5 кГц до 48 кГц.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Качество звука в дискретной форме может быть очень плохим (при 8 битах и 5,5 кГц) и очень высоким (при 16 битах и выше 40 кГц), так же как радиотрансляция и аудио CD .

Формула для расчета объема цифрового моноаудиофайла

? - частота дискретизации

Задачи

Задание 2. Оцените объем моноаудиофайла длительностью звучания 10с при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Ответ запишите в байтах, килобайтах, мегабайтах.

Задание 3.

Определите объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 2 минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит.

Задание 4.

Объем звукового файла 5,25 Мб, разрядность звуковой платы - 16. Какова длительность звучания этого файла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?

Задание 5.

Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?

Выполнение практического задания : запись звукового файла.

Стандартное приложение Звукозапись (Пуск-Программы-Стандартные-Звукозапись) играет роль цифрового магнитофона и позволяет записывать звук, т. е. дискретизировать звуковые сигналы, и сохранять их в звуковых файлах в формате WAV. Эта программа позволяет редактировать звуковые файлы, микшировать их накладывать друг на друга), а также воспроизводить.

1. Запустить Звукозапись.

2. Установить параметры дискретизации звука: команда [ Файл-Свойства ] .

3. На панели Свойства объекта "Звук" щелкнуть по кнопке Преобразовать.

4. На панели Выбор звука из раскрывающегося списка выбрать режим кодирования звука (глубина кодирования, частота дискретизации, моно/стерео).

Задание 6.

С помощью программы Звукозапись записать при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 44 кГц моноуадиофайл длительностью 20 секунд. Сравнить его реальный объем с вычисленным, и обосновать расхождение числовых параметров, если они есть.

 



  • На главную