Презентация - "Презентация по информатике "Кодирование звуковой информации""

Кодирование звуковой информации
Решение задач

СОДЕРЖАНИЕ
Оцифровка звука

Характеристики оцифрованного звука

Решение задач
Задача 1
Задача 2
Задача 3
Задача 4

оцифровка звука

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации.

Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука (величина амплитуды).

Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени А(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек».

Характеристики оцифрованного звука

Глубина кодирования звука = уровень квантования -
Это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука

Измеряется в битах
i

Квантование в информатике – разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов.
Квантованный сигнал
Неквантованный сигнал с дискретным временем
Цифровой сигнал

N = 2i
N – количество уровней громкости звука
i - глубина кодирования

Частота дискретизации звука -
Это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Измеряется в Герцах (Гц)

Одно измерение за 1 секунду соответствует частоте 1 Гц, 1000 измерений за 1 секунду –
1 Килогерц (кГц)
m

I = i * m * s * t
I – информационный объём звукового файла
i – глубина кодирования
m – частота дискретизации
s – стереозвук (= 2) или монозвук (= 1)
t – время звучания файла (сек.)

Решение задач

Задача № 1
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.

I = i * m * s * t
Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.
44100
2
60
16
44,1 Килогерц = 44100 герц

t = 60
s = 2
m = 44,1 Кгерц = 44100 герц
i = 16 бит

I - ?
I = 16 * 44100 *
* 2 * 60
I = i * m * s * t
I ≈ 10 Мбайт

I = 16 * 44100 * 2 * 60
I ≈ 10 Мбайт

Определите, сколько места в памяти компьютера займёт 1 минута стереофонического звука при частоте дискретизации 44,1 Килогерц и уровне квантования 16 бит. Сколько песен при таком кодировании можно записать на компакт-диск ёмкостью 700 Мегабайт, если 1 песня звучит в среднем 3 минуты.
I ≈ 10 Мбайт
700 Мегабайт,
700
/
10
/
3 минуты
3
≈ 23 песни

Задача № 2
При записи речи на компьютере использовалась частота дискретизации
16 Килогерц и уровень квантования 8 бит. Симфоническая музыка записывалась с частотой 44,1 Килогерц и уровнем квантования 16 бит. Что больше займёт места в памяти компьютера: 1 час речи или
10 минут музыки?

mр = 16 Кгерц = 16000 герц
iр = 8 бит
mм = 44,1 Кгерц = 44100 герц
iм = 16 бит
tр = 1 час = 60 мин = 3600 сек
tм = 10 мин = 600 сек

Что больше Iр или Iм?
Iр = 8 * 16000 * 3600 =
= 54,9 Мбайт
I = i * m * s * t
Iр > Iм
При записи речи на компьютере использовалась частота дискретизации 16 Килогерц и уровень квантования 8 бит. Симфоническая музыка записывалась с частотой
44,1 Килогерц и уровнем квантования 16 бит. Что больше займёт места в памяти компьютера: 1 час речи или 10 минут музыки?
Iм = 16 * 44100 * 600 =
= 50,5 Мбайт

Файл содержал несжатую монофоническую музыкальную композицию продолжительностью 8 минут 32 секунды, оцифрованную с частотой дискретизации 11000 Гц и 65536 уровнями квантования. На какое количество килобайт изменился информационный объём после преобразования файла за счёт уменьшения количества уровней квантования до 2048 и при увеличении частоты дискретизации до 22000 Гц? В ответе укажите целое число килобайт. Если объём увеличился, то указанное число должно быть положительным, если объем уменьшился – отрицательным.
Задача № 3

S = 1
t1 = 8 мин 32 сек = 512 сек
m1 = 11000 герц
N1 = 65536
N2 = 2048
mм = 22000 герц

I2 – I1 = ? Кбайт
I1 = 16 * 11000 * 512 = 11000 Кбайт
I = i * m * s * t
I2 – I1 = 15125 –11000 = 4124
Файл содержал несжатую монофоническую музыкальную композицию продолжительностью 8 минут 32 секунды, оцифрованную с частотой дискретизации 11000 Гц и 65536 уровнями квантования. На какое количество килобайт изменился информационный объём после преобразования файла за счёт уменьшения количества уровней квантования до 2048 и при увеличении частоты дискретизации до 22000 Гц? В ответе укажите целое число килобайт. Если объём увеличился, то указанное число должно быть положительным, если объем уменьшился – отрицательным.
I2 = 11 * 22000 * 512 = 15125 Кбайт
N = 2i
65536 = 2i
i1 = 16 бит
2048 = 2i
i2 = 11 бит

Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится
1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах ?

1) 0,2 2) 2 3) 3 4) 4
Задача № 4

s = 1
m = 16 Кгерц = 16000 герц
i = 24 бит
t = 1 мин = 60 сек

I – ? (в Мбайтах)
Iр = 24 * 16000 * 1 * 60 =
= 2,75 Мбайт
I = i * m * s * t
Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах ?
1) 0,2 2) 2 3) 3 4) 4
3) 3