Измерение звуковой информации

^ Временная дискретизация – процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Чем больше амплитуда сигнала, тем громче звук.

Глубина звука (глубина кодирования) -количество бит на кодировку звука.

Уровни громкости (уровни сигнала) - звук может иметь различные уровни громкости. Количество различных уровней громкости рассчитываем по формуле

N= 2^I

где I – глубина звука.
Частота дискретизации – количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1 сек).

Чем больше частота дискретизации, тем точнее процедура двоичного кодирования.

Частота измеряется в герцах (Гц). 1 измерение за 1 секунду -1 ГЦ. 1000 измерений за 1 секунду 1 кГц.

Обозначим частоту дискретизации буквой f. Для кодировки выбирают одну из трех частот: 44,1 КГц, 22,05 КГц, 11,025 КГц.

Считается, что диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20 кГц.
Качество двоичного кодирования – величина, которая определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.^

Аудиоадаптер (звуковая плата) – устройство, преобразующее электрические колебания звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и обратно (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

Характеристики аудиоадаптера:

· частота дискретизации

· разрядность регистра.

Разрядность регистра -число бит в регистре аудиоадаптера. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического тока в число и обратно. Если разрядность равна I, то при измерении входного сигнала может быть получено 2^I =N различных значений.

Размер цифрового моноаудиофайла (V) измеряется по формуле:

V=f*t*I,

Где

f –частота дискретизации (Гц),

t – время звучания или записи звука,

I разрядность регистра (разрешение).

По этой формуле размер измеряется в битах.

Размер цифрового стереоаудиофайла (V) измеряется по формуле:V= 2 *f*t*I, сигнал записан для двух колонок, так как раздельно кодируются левый и правый каналы звучания.Учащимся полезно выдать таблицу 1, показывающую, сколько Мб будет занимать закодированная одна минута звуковой информации при разной частоте дискретизации:

Арифметические операции в двоичной системе счисления

Сложение

Вычитание

Умножение

Деление
Операция деления выполняется по алгоритму, подобному алгоритму выполнения операции деления в десятичной системе счисления. Рассмотрим примеры на деление

Ответьте на вопросы:

1. Что такое информация?

2. Что можно делать с информацией?

3. Что такое кодирование информации? Приведите примеры кодирования информации.

4. Какое кодирование используется в вычислительной технике? Подумайте, почему выбрано именно такое кодирование?

5. Назовите единицу измерения информации.

Задания по вариантам

Вариант 1

1. В память Эвм вводится текст со скоростью180 символов в секунду. Сколько потребуется времени чтобы заполнить 32 кб?

1. На железнодорожном вокзале 8 путей отправления поездов. Вам сообщили, что ваш поезд прибывает на четвертый путь. Сколько информации вы получили?
2. Определить требуемый объем видеопамяти для графического режима 640*480 экрана монитора, если известна глубина цвета на одну точку 4бит.
3. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.
4. Перевести -153 из 10-ной СС в 2 СС
5. Перевести 00111из 2-ной СС в 10 СС-:
6. Вычислить в двоичной СС 45*23

Вариант 2

1. Оперативная память компьютера содержит 163840 машинных слов, что составляет 0,625 Мбайт. Сколько бит содержит каждое машинное слово?

2. Сообщение, записанное буквами 64-символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?

3. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/сек, чтобы передать цветное растровое изображение размером 800 х 600 пикселей, при условии, что в палитре 16 миллионов цветов?

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

1. Перевести -223 из 10-ной СС в СС

6. Перевести 10111из 2-ной СС 10 CC

7. Вычислить в двоичной СС 45+23

Вариант 3

1. Текст занимает полных 5 страниц. На каждой странице размещается 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем оперативной памяти (в байтах) займет этот текст?
2. Вы выходите на следующей остановке?» - спросили человека, а автобусе. «Нет», - ответил он. Сколько информации содержит ответ?
3. . Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея- 800 х 600 пикселей?
4. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?
5. Перевести -123 из 10-ной СС в 2 СС.
6. Перевести 00101из 2-ной СС в 10 CC.
7. Вычислить в двоичной СС 45 *23

Вариант 4

1. В книге 100 страниц. На каждой странице 60 строк по 80 символов в строке. Вычислить информационный объем книги.

2. Сообщение о том, что ваш друг живет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?

3. Определить объем видеопамяти компьютера, который необходим для реализации графического режима монитора High Color с разрешающей способностью 1024 х 768 точек и палитрой цветов из 65536 цветов.

4. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации — 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?

1. Перевести -135 из 10-ной СС в 2СС
2. Перевести 01111из 2-ной СС в 10СС
3. Вычислить в двоичной СС 25-23

Вариант 5

1. За 45 секунд распечатан текст. Подсчитать кол-во страниц в тексте, если известно, что на странице 50 строк, по 75 символов в каждой, скорость печати лазерного принтера 8 кбит в сек. Ответ округлить до целой части.

2. Группа школьников пришла в бассейн, в котором 4 дорожки для плавания. Тренер сообщил, что группа будет плавать на дорожке номер 3. Сколько информации получили школьники из этого сообщения?

3. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем занимаемой им памяти?

4. Объем свободной памяти на диске — 0,01 Гб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?

1. Перевести -113 из 10-ной СС в 2 СС.
2. Перевести 00110из 2-ной СС в 10СС
3. Вычислить в двоичной СС 25+23

Вариант 6

1. Считая, что каждый символ кодируется в кодировке UNIKODE оцените объем в сообщения:

Один пуд - около 16, 4 килограмм.

Поиск по сайту: