تجهیزات

اندازه فایل صوتی کار با سیستم صوتی کامپیوتر

گزینه 1

کار آزمایشگاهی

"کدگذاری و پردازش اطلاعات صوتی»

اهداف:

آموزشی
آموزشی –
در حال توسعه -

پیشرفت کار:

تصمیم بگیرید

نام فایل

فرکانس نمونه برداری f

k - عمق صدا

t- زمان بازی

نوع فایل

44.1 کیلوهرتز

16 بیت

1 دقیقه

استریو

1.موج

8 کیلوهرتز

8 بیت

1 دقیقه

مونونوکلئوز

2.wav

16 کیلوهرتز

16 بیت

1 دقیقه

استریو

3.wav

24 کیلوهرتز

16 بیت

1 دقیقه

مونونوکلئوز

4.wav

32 کیلوهرتز

16 بیت

1 دقیقه

استریو

برای وظایف 7-9

5.موج

جدول نیمه تکمیل شده را به معلم خود نشان دهید.

ویرایشگر صدا را اجرا کنیدگستاخی .

برش بزنیدصدای فایل ارائه شده به شما تا 1 دقیقه، با برجسته کردن مدت زمان مورد نظر، دستور Edit - Trim را در امتداد لبه ها اجرا کنید.

تبدیل کنید موج .

در یک ویرایشگر صدا گستاخی به عنوان مثال

مقایسه کنید

تحویل دهیدبرای تأیید به معلم گزارش دهید.

گزینه 2

کار آزمایشگاهی

"کدگذاری اطلاعات صوتی"

اهداف:

آموزشی- اطمینان از شکل گیری و استفاده دانش آموزان از دانش در مورد رمزگذاری اطلاعات صوتی با استفاده از رایانه و همچنین مهارت در پردازش آن با استفاده از نرم افزار کاربردی نرم افزار;
آموزشی –توجه، دقت، استقلال را پرورش دهید.
در حال توسعه -مهارت در استفاده از نرم افزارهای کاربردی؛ توانایی حل مسائل اطلاعاتی

الزامات سخت افزاری و نرم افزاری: هدفون، فایل های صوتی برای دانش آموزان، ویرایشگر صدا Audacity، برنامه ضبط صدا OC Windows.

پیشرفت کار:

تصمیم بگیریدوظایف از جدول زیر

حجم اطلاعات صدا را با استفاده از فرمول V = f *k *t پیدا کنید، جایی که

f - فرکانس نمونه برداری، k - عمق صدا، t - زمان پخش

راه حل مسائل را در قالب جدول ارائه دهید.

در ستون "حجم تخمینی" فایل صوتی» پاسخ مسائل حل شده را خودتان بنویسید. جواب را با مگابایت بدهید.

نام فایل

فرکانس نمونه برداری f

k - عمق صدا

t- زمان بازی

نوع فایل

اندازه تخمینی فایل صوتی

اندازه واقعی فایل صوتی

44.1 کیلوهرتز

16 بیت

45 ثانیه

استریو

1.موج

8 کیلوهرتز

8 بیت

45 ثانیه

استریو

2.wav

1 1.025 کیلوهرتز

16 بیت

45 ثانیه

مونونوکلئوز

3.wav

24 کیلوهرتز

ویرایشگر صدا را اجرا کنیدگستاخی .

برش بزنیدصدای فایل ارائه شده به شما تا 45 ثانیه، با انتخاب بازه زمانی مورد نظر، دستور Edit - Trim را در امتداد لبه ها اجرا کنید.

تبدیل کنیدفایل ارائه شده به شما در یک فایل با پسوند موج . این فایل را با همین نام ذخیره کنید.

در یک ویرایشگر صدا گستاخیایجاد افکت برای فایل صوتی ارائه شده به شما. به عنوان مثال، 10 ثانیه آخر فایل را محو کنید

آهنگ استریو را تقسیم کنید و سپس یکی از آهنگ ها را حذف کنید. تبدیل کنید این فایلاز استریو تا مونو این فایل را با نام جدید و پسوند wav ذخیره کنید.

مقایسه کنیدحجم فایل جدول را با داده ها پر کنید.

تحویل دهیدبرای تأیید به معلم گزارش دهید.

هدف.درک فرآیند تبدیل اطلاعات صدا، تسلط بر مفاهیم لازم برای محاسبه حجم اطلاعات صدا. حل مسائل در یک موضوع را یاد بگیرید.

هدف-انگیزه.آمادگی برای آزمون دولتی واحد.

طرح درس

1. یک ارائه در مورد موضوع را با نظرات معلم مشاهده کنید.پیوست 1

مطالب ارائه: کدگذاری اطلاعات صوتی.

از اوایل دهه 90 کامپیوترهای شخصیفرصت کار با اطلاعات صوتی را به دست آورد. هر رایانه ای که دارای کارت صدا، میکروفون و بلندگو باشد می تواند اطلاعات صوتی را ضبط، ذخیره و پخش کند.

فرآیند تبدیل امواج صوتی به کد باینریدر حافظه کامپیوتر:

فرآیند بازتولید اطلاعات صوتی ذخیره شده در حافظه کامپیوتر:

صدایک موج صوتی با دامنه و فرکانس پیوسته در حال تغییر است. هر چه دامنه بیشتر باشد، هر چه فرکانس سیگنال بیشتر باشد، صدای آن بیشتر است. نرم افزار کامپیوتری اکنون اجازه می دهد تا یک سیگنال صوتی پیوسته به دنباله ای از پالس های الکتریکی تبدیل شود که می تواند به صورت دودویی نمایش داده شود. در فرآیند رمزگذاری یک سیگنال صوتی پیوسته، آن است نمونه برداری زمانی . یک موج صوتی پیوسته به بخش‌های موقت کوچک جداگانه تقسیم می‌شود و برای هر یک از چنین بخش‌هایی مقدار دامنه مشخصی تنظیم می‌شود.

بنابراین، وابستگی مداوم دامنه سیگنال به زمان A(t)با یک توالی مجزا از سطوح حجم جایگزین می شود. در نمودار، به نظر می رسد که یک منحنی صاف با دنباله ای از "گام ها" جایگزین شود.

بیشتر). سطوح حجم صدا را می توان به ترتیب به عنوان مجموعه ای از حالت های ممکن در نظر گرفت بیشترسطوح صدا در طول فرآیند رمزگذاری برجسته می شود، هر چه معنای هر سطح اطلاعات بیشتری داشته باشد و صدا بهتر خواهد بود.

آداپتور صوتی (کارت صدا) یک دستگاه ویژه متصل به رایانه است که برای تبدیل ارتعاشات الکتریکی فرکانس صدا به یک کد باینری عددی هنگام وارد کردن صدا و برای تبدیل معکوس (از یک کد عددی به ارتعاشات الکتریکی) هنگام پخش صدا طراحی شده است.

در فرآیند ضبط صدا، آداپتور صوتی دامنه جریان الکتریکی را با یک دوره مشخص اندازه گیری می کند و کد باینری مقدار حاصل را وارد رجیستر می کند. سپس کد به دست آمده از رجیستر در رم کامپیوتر بازنویسی می شود. کیفیت صدای رایانه با ویژگی های آداپتور صوتی تعیین می شود:

فرکانس نمونه برداری
عمق بیت (عمق صدا).

نرخ نمونه برداری زمانی

این تعداد ابعاد است سیگنال ورودیدر 1 ثانیه فرکانس بر حسب هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. یک اندازه گیری در ثانیه با فرکانس 1 هرتز مطابقت دارد. 1000 اندازه گیری در 1 ثانیه - 1 کیلوهرتز (کیلوهرتز). نرخ نمونه گیری معمولی آداپتورهای صوتی:

11 کیلوهرتز، 22 کیلوهرتز، 44.1 کیلوهرتز و غیره

عرض رجیستر (عمق صدا) تعداد بیت های موجود در رجیستر آداپتور صوتی است که تعداد سطوح صدا ممکن را مشخص می کند.

عمق بیت دقت اندازه گیری سیگنال ورودی را تعیین می کند. هر چه عمق بیت بزرگتر باشد، خطای هر تبدیل جداگانه بزرگی سیگنال الکتریکی به عدد و بالعکس کمتر می شود. اگر عمق بیت 8 (16) باشد، پس هنگام اندازه گیری سیگنال ورودی، 2 8 = 256 (2 16 = 65536) مقادیر مختلف را می توان به دست آورد. بدیهی است که یک آداپتور صوتی 16 بیتی صدا را با دقت بیشتری نسبت به یک آداپتور 8 بیتی رمزگذاری و بازتولید می کند. مدرن کارت های صداارائه عمق کدگذاری صوتی 16 بیتی تعداد سطوح سیگنال مختلف (وضعیت های یک رمزگذاری معین) را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

N = 2 I = 2 16 = 65536، جایی که I عمق صدا است.

بنابراین، کارت های صوتی مدرن می توانند کدگذاری 65536 سطح سیگنال را ارائه دهند. به هر مقدار دامنه سیگنال صوتی یک کد 16 بیتی اختصاص داده می شود. هنگامی که یک سیگنال صوتی پیوسته را کدگذاری دودویی می کند، با دنباله ای از سطوح سیگنال گسسته جایگزین می شود. کیفیت رمزگذاری به تعداد اندازه گیری سطح سیگنال در واحد زمان بستگی دارد، یعنی نرخ های نمونه گیریهرچه اندازه‌گیری‌های بیشتری در 1 ثانیه انجام شود (هرچه فرکانس نمونه‌برداری بیشتر باشد، روش کدگذاری باینری دقیق‌تر است.

فایل صوتی -فایلی که اطلاعات صوتی را به صورت باینری عددی ذخیره می کند.

2. واحدهای اندازه گیری اطلاعات را تکرار کنید

1 بایت = 8 بیت

1 کیلوبایت = 2 10 بایت = 1024 بایت

1 مگابایت = 2 10 کیلوبایت = 1024 کیلوبایت

1 گیگابایت = 2 10 مگابایت = 1024 مگابایت

1 ترابایت = 2 10 گیگابایت = 1024 گیگابایت

1 PB = 2 10 TB = 1024 TB

3. مطالب آموخته شده را با تماشای ارائه یا کتاب درسی تقویت کنید

4. حل مسئله

کتاب درسی، راه حل را در ارائه نشان می دهد.

وظیفه 1.حجم اطلاعات یک فایل صوتی استریو با مدت زمان صدای 1 ثانیه را تعیین کنید کیفیت بالاصدا (16 بیت، 48 کیلوهرتز).

وظیفه (به طور مستقل).کتاب درسی، راه حل را در ارائه نشان می دهد.
حجم اطلاعات یک فایل صوتی دیجیتال با مدت زمان صدای 10 ثانیه در فرکانس نمونه برداری 22.05 کیلوهرتز و وضوح 8 بیت را تعیین کنید.

5. تحکیم. حل مسائل در خانه به صورت مستقل در درس بعدی

مقدار حافظه برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال که زمان پخش آن دو دقیقه در فرکانس نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز و وضوح 16 بیت است را تعیین کنید.

ظرفیت حافظه کاربر 2.6 مگابایت است. ضبط یک فایل صوتی دیجیتال با مدت زمان صدای 1 دقیقه ضروری است. فرکانس نمونه برداری و عمق بیت چقدر باید باشد؟

میزان حافظه آزاد روی دیسک 5.25 مگابایت، عمق بیت کارت صدا 16. مدت زمان صدای فایل صوتی دیجیتال ضبط شده با فرکانس نمونه برداری 22.05 کیلوهرتز چقدر است؟

یک دقیقه ضبط یک فایل صوتی دیجیتال 1.3 مگابایت فضای دیسک را اشغال می کند و ظرفیت بیت کارت صدا 8 است. صدا با چه نرخ نمونه برداری ضبط می شود؟

برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال با کیفیت بالا با مدت زمان پخش 3 دقیقه چقدر حافظه لازم است؟

فایل صوتی دیجیتال شامل ضبط صدا با کیفیت پایین (صدا تاریک و خفه است). اگر حجم فایل 650 کیلوبایت باشد، مدت زمان آن چقدر است؟

دو دقیقه ضبط یک فایل صوتی دیجیتال 5.05 مگابایت فضای دیسک را اشغال می کند. فرکانس نمونه برداری - 22050 هرتز. عمق بیت آداپتور صوتی چقدر است؟

مقدار حافظه آزاد روی دیسک 0.1 گیگابایت، عمق بیت کارت صدا 16. مدت زمان صدای فایل صوتی دیجیتال ضبط شده با فرکانس نمونه برداری 44100 هرتز چقدر است؟

پاسخ ها

شماره 92. 124.8 ثانیه.

شماره 93. 22.05 کیلوهرتز.

شماره 94. کیفیت صدای بالا با فرکانس نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز و عمق بیت آداپتور صوتی 16 به دست می آید. حجم حافظه مورد نیاز 15.1 مگابایت است.

شماره 95. پارامترهای زیر برای صدای تیره و خفه هستند: فرکانس نمونه برداری - 11 کیلوهرتز، عمق بیت آداپتور صوتی - 8. مدت زمان صدا 60.5 ثانیه است.

شماره 96. 16 بیت.

شماره 97. 20.3 دقیقه.

ادبیات

1. کتاب درسی: علوم کامپیوتر، کتاب کارگاه مسئله، جلد 1، تصحیح I.G. Semakin، E.K. هنر)

2. جشنواره ایده های آموزشی "درس باز" صدا. کدگذاری باینری اطلاعات صوتی سوپریاگینا النا الکساندرونا، معلم علوم کامپیوتر.

3. N. Ugrinovich. علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات. پایه های 10-11. مسکو. دو جمله ای. آزمایشگاه دانش 2003.

دانش آموزان هنگام حل مسائل بر مفاهیم زیر تکیه می کنند:

نمونه گیری زمانی –فرآیندی که در آن، در هنگام رمزگذاری یک سیگنال صوتی پیوسته، موج صوتی به بخش‌های زمانی کوچک جداگانه تقسیم می‌شود و برای هر یک از چنین بخش‌هایی مقدار دامنه مشخصی تنظیم می‌شود. هر چه دامنه سیگنال بیشتر باشد، صدا بلندتر است.

عمق صدا (عمق رمزگذاری) -تعداد بیت در هر کدگذاری صوتی

سطوح صدا (سطوح سیگنال)- صدا می تواند سطوح مختلف حجم داشته باشد. تعداد سطوح مختلف حجم با استفاده از فرمول محاسبه می شود ن= 2 من کجامن- عمق صدا

فرکانس نمونه برداری –تعداد اندازه گیری سطح سیگنال ورودی در واحد زمان (در هر 1 ثانیه). هر چه نرخ نمونه برداری بیشتر باشد، روش کدگذاری باینری دقیق تر است. فرکانس بر حسب هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. 1 اندازه گیری در هر 1 ثانیه -1 هرتز.

1000 اندازه گیری در 1 ثانیه 1 کیلوهرتز. نرخ نمونه برداری را با حرف نشان می دهیمD. برای رمزگذاری، یکی از سه فرکانس را انتخاب کنید:44.1 کیلوهرتز، 22.05 کیلوهرتز، 11.025 کیلوهرتز.

اعتقاد بر این است که محدوده فرکانس هایی که شخص می شنود از آن است 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز.

کیفیت کدگذاری باینری -مقداری که با عمق کدگذاری و فرکانس نمونه برداری تعیین می شود.

آداپتور صدا (کارت صدا) –دستگاهی که ارتعاشات الکتریکی فرکانس صدا را هنگام وارد کردن صدا به یک کد باینری عددی و برعکس (از یک کد عددی به ارتعاشات الکتریکی) هنگام پخش صدا تبدیل می‌کند.

مشخصات آداپتور صوتی:فرکانس نمونه برداری و عمق بیت ثبت).

اندازه ثبت نام -تعداد بیت های موجود در رجیستر آداپتور صوتی هر چه ظرفیت رقم بزرگتر باشد، خطای هر تبدیل مجزای مقدار جریان الکتریکی به عدد کوچکتر است و بالعکس. اگر عمق بیت باشد من، سپس هنگام اندازه گیری سیگنال ورودی 2 می توان به دست آوردمن = ن معانی مختلف

اندازه فایل صوتی مونو دیجیتال (الف) با فرمول اندازه گیری می شود:

الف= D* تی* من/8 ، کجاD – فرکانس نمونه برداری (هرتز)تی- زمان پخش یا ضبط صدا،منعرض ثبت نام (رزولوشن). با استفاده از این فرمول اندازه بر حسب بایت اندازه گیری می شود.

اندازه فایل صوتی استریو دیجیتال (الف) با فرمول اندازه گیری می شود:

الف=2* D* تی* من/8 ، سیگنال برای دو بلندگو ضبط می شود، زیرا کانال های صوتی چپ و راست به طور جداگانه کدگذاری می شوند.

ارائه جدول 1 برای دانش آموزان مفید است، نشان می دهد که یک دقیقه اطلاعات صوتی رمزگذاری شده چند مگابایت را با نرخ های مختلف نمونه گیری اشغال می کند:

1. اندازه فایل دیجیتال

سطح "3"

1. اندازه (بر حسب بایت) یک فایل صوتی دیجیتال که زمان پخش آن 10 ثانیه با نرخ نمونه برداری 22.05 کیلوهرتز و وضوح 8 بیت است را تعیین کنید. فایل فشرده نیست (، صفحه 156، مثال 1)

راه حل:

فرمول محاسبه اندازه (در بایت)فایل صوتی دیجیتال: الف= D* تی* من/8.

برای تبدیل به بایت، مقدار حاصل باید بر 8 بیت تقسیم شود.

22.05 کیلوهرتز = 22.05 * 1000 هرتز = 22050 هرتز

الف= D* تی* من/8 = 22050 x 10 x 8 / 8 = 220500 بایت.

پاسخ: حجم فایل 220500 بایت می باشد.

2. مقدار حافظه برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال که زمان پخش آن دو دقیقه در فرکانس نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز و وضوح 16 بیت است را تعیین کنید. (، ص 157، شماره 88)

راه حل:

الف= D* تی* من/8. – مقدار حافظه برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال.

44100 (هرتز) x 120 (s) x 16 (بیت) / 8 (بیت) = 10584000 بایت = 10335.9375 کیلوبایت = 10.094 مگابایت.

پاسخ: ≈ 10 مگابایت

سطح "4"

3. ظرفیت حافظه کاربر 2.6 مگابایت است. ضبط یک فایل صوتی دیجیتال با مدت زمان صدای 1 دقیقه ضروری است. فرکانس نمونه برداری و عمق بیت چقدر باید باشد؟ (، ص 157، شماره 89)

راه حل:

فرمول محاسبه فرکانس نمونه برداری و عمق بیت: D* I =A/T

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (زمان صدا بر حسب ثانیه):

2.6 مگابایت = 2726297.6 بایت

D* I =A/T= 2726297.6 بایت: 60 = 45438.3 بایت

D=45438.3 بایت: I

عرض آداپتور می تواند 8 یا 16 بیت باشد. (1 بایت یا 2 بایت). بنابراین فرکانس نمونه برداری می تواند 45438.3 هرتز = 45.4 کیلوهرتز ≈ باشد. 44.1 کیلوهرتز-فرکانس نمونه برداری مشخصه استاندارد، یا 22719.15 هرتز = 22.7 کیلوهرتز ≈ 22.05 کیلوهرتز- نرخ نمونه برداری مشخصه استاندارد

پاسخ:

	فرکانس نمونه برداری	ظرفیت آداپتور صوتی
1 گزینه	22.05 کیلوهرتز	16 بیت
گزینه 2	44.1 کیلوهرتز	8 بیت

4. مقدار حافظه آزاد روی دیسک 5.25 مگابایت، عمق بیت کارت صدا 16. مدت زمان صدای فایل صوتی دیجیتال ضبط شده با فرکانس نمونه برداری 22.05 کیلوهرتز چقدر است؟ (، ص 157، شماره 90)

راه حل:

فرمول محاسبه مدت زمان صدا: T=A/D/I

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (فرکانس نمونه برداری بر حسب هرتز) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت):

5.25 مگابایت = 5505024 بایت

5505024 بایت: 22050 هرتز: 2 بایت = 124.8 ثانیه
پاسخ: 124.8 ثانیه

5. یک دقیقه ضبط یک فایل صوتی دیجیتال 1.3 مگابایت فضای دیسک را اشغال می کند، ظرفیت بیت کارت صدا 8 است. صدا با چه سرعت نمونه برداری ضبط می شود؟ (، ص 157، شماره 91)

راه حل:

فرمول محاسبه نرخ نمونه برداری: D = A/T/I

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (زمان ضبط بر حسب ثانیه) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت)

1.3 مگابایت = 1363148.8 بایت

1363148.8 بایت: 60:1 = 22719.1 هرتز

پاسخ: 22.05 کیلوهرتز

6. دو دقیقه ضبط یک فایل صوتی دیجیتال 5.1 مگابایت فضای دیسک را اشغال می کند. فرکانس نمونه برداری - 22050 هرتز. عمق بیت آداپتور صوتی چقدر است؟ (، ص 157، شماره 94)

راه حل:

فرمول محاسبه عمق بیت: (ظرفیت حافظه بر حسب بایت): (زمان صدا بر حسب ثانیه): (فرکانس نمونه برداری):

5.1 مگابایت = 5347737.6 بایت

5347737.6 بایت: 120 ثانیه: 22050 هرتز = 2.02 بایت = 16 بیت

جواب: 16 بیت

7. مقدار حافظه آزاد روی دیسک 0.01 گیگابایت، عمق بیت کارت صدا 16. مدت زمان صدای فایل صوتی دیجیتال ضبط شده با فرکانس نمونه برداری 44100 هرتز چقدر است؟ (، ص 157، شماره 95)

راه حل:

فرمول محاسبه مدت زمان صدا T=A/D/I

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (فرکانس نمونه برداری بر حسب هرتز) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت)

0.01 گیگابایت = 10737418.24 بایت

10737418.24 بایت: 44100: 2 = 121.74 ثانیه = 2.03 دقیقه
پاسخ: 20.3 دقیقه

8. حجم اطلاعات یک فایل صوتی مونو با مدت زمان صدای 1 دقیقه را تخمین بزنید. اگر "عمق" رمزگذاری و فرکانس نمونه گیری سیگنال صوتی به ترتیب برابر باشد:
الف) 16 بیت و 8 کیلوهرتز؛
ب) 16 بیت و 24 کیلوهرتز.

(، ص 76، شماره 2.82)

راه حل:

الف).
16 بیت x 8000 = 128000 بیت = 16000 بایت = 15.625 کیلوبایت بر ثانیه
15.625 KB/s x 60 s = 937.5 KB

ب).
1) حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 ثانیه برابر است با:
16 بیت x 24000 = 384000 بیت = 48000 بایت = 46.875 کیلوبایت بر ثانیه
2) حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 دقیقه برابر است با:
46.875 KB/s x 60 s = 2812.5 KB = 2.8 MB

پاسخ: الف) 937.5 کیلوبایت; ب) 2.8 مگابایت

سطح "5"

جدول 1 استفاده شده است

9. برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال با ضبط صدای باکیفیت چقدر حافظه لازم است به شرطی که زمان پخش آن 3 دقیقه باشد؟ (، ص 157، شماره 92)

راه حل:

کیفیت صدای بالا در فرکانس نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز و عمق بیت آداپتور صوتی 16 به دست می آید.
فرمول محاسبه ظرفیت حافظه: (زمان ضبط بر حسب ثانیه) x (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت) x (فرکانس نمونه برداری):
180 s x 2 x 44100 هرتز = 15876000 بایت = 15.1 مگابایت
پاسخ: 15.1 مگابایت

10. فایل صوتی دیجیتال شامل ضبط صدا با کیفیت پایین (صدا تیره و خفه است). اگر حجم فایل 650 کیلوبایت باشد، مدت زمان آن چقدر است؟ (، ص 157، شماره 93)

راه حل:

پارامترهای زیر برای صدای تیره و خاموش معمولی هستند: فرکانس نمونه برداری - 11.025 کیلوهرتز، عمق بیت آداپتور صوتی - 8 بیت (جدول 1 را ببینید). سپس T=A/D/I. بیایید حجم را به بایت تبدیل کنیم: 650 کیلوبایت = 665600 بایت

Т=665600 بایت/11025 هرتز/1 بایت ≈60.4 ثانیه

پاسخ: مدت زمان صدا 60.5 ثانیه است

راه حل:

حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 ثانیه برابر است با:
16 بیت x 48000 x 2 = 1536000 بیت = 187.5 کیلوبایت (از زمان استریو در 2 ضرب شده است).

حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 دقیقه برابر است با:
187.5 کیلوبایت بر ثانیه x 60 ثانیه ≈ 11 مگابایت

پاسخ: 11 مگابایت

پاسخ: الف) 940 کیلوبایت; ب) 2.8 مگابایت.

12. زمان پخش یک فایل صوتی مونو را در صورتی محاسبه کنید که با کدگذاری 16 بیتی و فرکانس نمونه برداری 32 کیلوهرتز، حجم آن برابر با:
الف) 700 کیلوبایت؛
ب) 6300 کیلوبایت

(، ص 76، شماره 2.84)

راه حل:

الف).
1) حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 ثانیه برابر است با:

700 کیلوبایت: 62.5 کیلوبایت بر ثانیه = 11.2 ثانیه

ب).
1) حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 ثانیه برابر است با:
16 بیت x 32000 = 512000 بیت = 64000 بایت = 62.5 کیلوبایت بر ثانیه
2) مدت زمان پخش یک فایل صوتی 700 کیلوبایتی مونو:
6300 کیلوبایت: 62.5 کیلوبایت بر ثانیه = 100.8 ثانیه = 1.68 دقیقه

پاسخ: الف) 10 ثانیه; ب) 1.5 دقیقه

13. محاسبه کنید که یک ثانیه ضبط استریو در یک CD چند بایت اطلاعات را اشغال می کند (فرکانس 44032 هرتز، 16 بیت در هر مقدار). یک دقیقه چقدر طول می کشد؟ حداکثر ظرفیت دیسک (با فرض حداکثر مدت زمان 80 دقیقه) چقدر است؟ (، ص 34، تمرین شماره 34)

راه حل:

فرمول محاسبه اندازه حافظه الف= D* تی* من:
(زمان ضبط بر حسب ثانیه) * (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت) * (فرکانس نمونه برداری). 16 بیت -2 بایت.
1) 1s x 2 x 44032 هرتز = 88064 بایت (ضبط سی دی استریو 1 ثانیه)
2) 60 ثانیه x 2 x 44032 هرتز = 5283840 بایت (1 دقیقه ضبط سی دی استریو)
3) 4800s x 2 x 44032 هرتز = 422707200 بایت = 412800 کیلوبایت = 403.125 مگابایت (80 دقیقه)

پاسخ: 88064 بایت (1 ثانیه)، 5283840 بایت (1 دقیقه)، 403.125 مگابایت (80 دقیقه)

2. تعیین کیفیت صدا.

برای تعیین کیفیت صدا باید فرکانس نمونه برداری را بیابید و از جدول شماره 1 استفاده کنید

256 (28) سطح شدت سیگنال - کیفیت صدای پخش رادیویی، با استفاده از 65536 (216) سطح شدت سیگنال - کیفیت صدای CD صوتی. بالاترین کیفیت فرکانس مربوط به موسیقی ضبط شده روی سی دی است. بزرگی سیگنال آنالوگ در این مورد 44100 بار در ثانیه اندازه گیری می شود.

سطح "5"

13. کیفیت صدا (کیفیت پخش رادیویی، کیفیت متوسط، کیفیت سی دی صوتی) را در صورتی که مشخص باشد حجم یک فایل صوتی مونو با مدت زمان صدای 10 ثانیه مشخص می شود. برابر است با:
الف) 940 کیلوبایت؛
ب) 157 کیلوبایت.

(، ص 76، شماره 2.83)

راه حل:

الف).
1) 940 کیلوبایت = 962560 بایت = 7700480 بیت
2) 7700480 بیت: 10 ثانیه = 770048 بیت بر ثانیه
3) 770048 bps: 16 بیت = 48128 هرتز - فرکانس نمونه برداری - نزدیک به بالاترین 44.1 کیلوهرتز
پاسخ: کیفیت سی دی صوتی

ب).
1) 157 کیلوبایت = 160768 بایت = 1286144 بیت
2) 1286144 بیت: 10 ثانیه = 128614.4 بیت بر ثانیه
3) 128614.4 bps: 16 بیت = 8038.4 هرتز
پاسخ: کیفیت پخش

جواب: الف) کیفیت سی دی; ب) کیفیت پخش رادیویی.

14. طول فایل صوتی مناسب را تعیین کنید فلاپی دیسک 3.5 اینچ لطفاً توجه داشته باشید که 2847 بخش 512 بایتی برای ذخیره داده ها در چنین فلاپی دیسکی اختصاص داده شده است.
الف) با کیفیت صدای پایین: مونو، 8 بیت، 8 کیلوهرتز؛
ب) با کیفیت صدای بالا: استریو، 16 بیت، 48 کیلوهرتز.

(، ص 77، شماره 2.85)

راه حل:

الف).

8 بیت x 8000 = 64000 بیت = 8000 بایت = 7.8 کیلوبایت بر ثانیه
3) مدت زمان پخش یک فایل صوتی مونو با حجم 1423.5 کیلوبایت برابر است با:
1423.5 کیلوبایت: 7.8 کیلوبایت بر ثانیه = 182.5 ثانیه ≈ 3 دقیقه

ب).
1) حجم اطلاعات یک فلاپی دیسک برابر است با:
2847 بخش x 512 بایت = 1457664 بایت = 1423.5 کیلوبایت
2) حجم اطلاعات یک فایل صوتی به مدت 1 ثانیه برابر است با:
16 بیت x 48000 x 2 = 1،536،000 بیت = 192،000 بایت = 187.5 کیلوبایت بر ثانیه
3) مدت زمان پخش یک فایل صوتی استریو با حجم 1423.5 کیلوبایت برابر است با:
1423.5 KB: 187.5 KB/s = 7.6 s

پاسخ: الف) 3 دقیقه; ب) 7.6 ثانیه.

3. کدگذاری صوتی باینری.

او هنگام حل مسائل از مطالب نظری زیر استفاده می کند:

به منظور رمزگذاری صدا، سیگنال آنالوگ نشان داده شده در شکل

هواپیما به عمودی و تقسیم می شود خطوط افقی. پارتیشن بندی عمودی نمونه برداری از سیگنال آنالوگ (فرکانس اندازه گیری سیگنال)، پارتیشن بندی افقی است. کوانتیزاسیونبر اساس سطح یعنی هر چه شبکه ریزتر باشد، تقریب صدای آنالوگ با استفاده از اعداد بهتر است. کوانتیزاسیون هشت بیتی برای دیجیتالی کردن گفتار معمولی استفاده می شود ( مکالمه تلفنی) و پخش رادیویی بر روی امواج کوتاه. شانزده بیت - برای دیجیتالی کردن موسیقی و پخش های رادیویی VHF (موج فوق العاده کوتاه).

سطح "3"

15. سیگنال صوتی آنالوگ ابتدا با استفاده از 256 شدت سیگنال (کیفیت صدای پخش) و سپس با استفاده از 65536 شدت سیگنال (کیفیت صدای CD صوتی) نمونه برداری شد. حجم اطلاعات صدای دیجیتالی چند بار با هم تفاوت دارد؟ (، ص 77، شماره 2.86)

راه حل:

طول کد سیگنال آنالوگ با استفاده از 256 سطح شدت سیگنال 8 بیت و با استفاده از 65536 سطح شدت سیگنال 16 بیت است. از آنجایی که طول کد یک سیگنال دو برابر شده است، حجم اطلاعات صدای دیجیتالی شده با ضریب 2 متفاوت است.

پاسخ: 2 بار.

سطح "4"

16. طبق قضیه نایکویست-کوتلنیکوف، برای اینکه یک سیگنال آنالوگ به طور دقیق از روی نمایش گسسته اش (از نمونه های آن) بازسازی شود، فرکانس نمونه برداری باید حداقل دو برابر حداکثر فرکانس صوتی آن سیگنال باشد.

· نرخ نمونه برداری از صدای قابل درک انسان چقدر باید باشد؟

· کدام یک باید بیشتر باشد: میزان نمونه گیری گفتار یا نرخ نمونه برداری از یک ارکستر سمفونیک؟

هدف: آشنایی دانش آموزان با ویژگی های سخت افزار و نرم افزار کار با صدا. انواع فعالیت ها: جذب دانش از درس فیزیک (یا کار با کتاب های مرجع). (، ص ??، تکلیف 2)

راه حل:

اعتقاد بر این است که محدوده فرکانس هایی که انسان می شنود از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز است. بنابراین، با توجه به قضیه نایکیست-کوتلنیکوف، برای اینکه یک سیگنال آنالوگ به طور دقیق از نمایش گسسته آن (از نمونه های آن) بازسازی شود، نرخ نمونه برداری باید حداقل دو برابر حداکثر فرکانس صوتی آن سیگنال باشد. حداکثر فرکانس صوتیکه شخص می شنود -20 کیلوهرتز است که به معنای دستگاه استرا و نرم افزارباید نرخ نمونه برداری حداقل 40 کیلوهرتز یا به طور دقیق تر 44.1 کیلوهرتز ارائه دهد. پردازش کامپیوتری صدای یک ارکستر سمفونیک به نرخ نمونه برداری بالاتری نسبت به پردازش گفتار نیاز دارد، زیرا محدوده فرکانس در مورد ارکستر سمفونیک بسیار بزرگتر است.

پاسخ: کمتر از 40 کیلوهرتز، فرکانس نمونه برداری ارکستر سمفونیک بیشتر است.

سطح "5"

17. شکل صدای 1 ثانیه گفتار ضبط شده توسط ضبط را نشان می دهد. آن را در کد دیجیتال باینری با فرکانس 10 هرتز و طول کد 3 بیت رمزگذاری کنید. (، ص ??، تکلیف 1)

راه حل:

رمزگذاری در 10 هرتز به این معنی است که باید گام را 10 بار در ثانیه اندازه گیری کنیم. بیایید لحظات مساوی از زمان را انتخاب کنیم:

طول کد 3 بیتی به معنای 23 = 8 سطح کوانتیزاسیون است. یعنی به عنوان یک کد عددی برای زیر و بم صدا در هر لحظه انتخاب شده در زمان، می‌توانیم یکی از ترکیب‌های زیر را تنظیم کنیم: 000، 001، 010، 011، 100، 101، 110، 111. تنها 8 مورد وجود دارد. بنابراین، زیر و بمی صدا را می توان در 8 "سطح" اندازه گیری کرد:

ما مقادیر زمین را به نزدیکترین سطح پایین تر "گرد" می کنیم:

با استفاده از این روشبا رمزگذاری، نتیجه زیر را دریافت می کنیم (فضاها برای سهولت درک گنجانده شده است): 100 100 000 011 111 010 011 100 010 110.

توجه داشته باشید. توصیه می‌شود توجه دانش‌آموزان را به این موضوع جلب کنید که کد چقدر نادرست تغییر دامنه را نشان می‌دهد. یعنی نرخ نمونه برداری 10 هرتز و سطح کوانتیزاسیون 23 (3 بیت) خیلی کم است. به طور معمول، برای صدا (صدا)، فرکانس نمونه برداری 8 کیلوهرتز، یعنی 8000 بار در ثانیه، و سطح کوانتیزاسیون 28 (کد 8 بیتی) انتخاب می شود.

پاسخ: 100 100 000 011 111 010 011 010 010 100.

18. توضیح دهید که چرا سطح کوانتیزاسیون، همراه با فرکانس نمونه برداری، ویژگی های اصلی نمایش صدا در کامپیوتر است. اهداف:برای ادغام درک دانش آموزان از مفاهیم "دقت نمایش داده ها"، "خطای اندازه گیری"، "خطای نمایش"؛ کدگذاری باینری و طول کد را با دانش آموزان مرور کنید. نوع فعالیت: کار با تعاریف مفاهیم. (، ص ??، تکلیف 3)

راه حل:

در هندسه، فیزیک و فناوری، مفهوم "دقت اندازه گیری" وجود دارد که ارتباط نزدیکی با مفهوم "خطای اندازه گیری" دارد. اما یک مفهوم نیز وجود دارد "دقت نمایش".مثلاً در مورد قد یک شخص می توان گفت: الف) حدود. 2 متر، ب) کمی بیشتر از 1.7 متر، ج) برابر با 1 متر و 72 سانتی متر، د) برابر با 1 متر و 71 سانتی متر و 8 میلی متر. یعنی می توان از 1، 2، 3 یا 4 رقم برای نشان دادن ارتفاع اندازه گیری شده استفاده کرد.
در مورد رمزگذاری باینری هم همینطور است. اگر فقط از 2 بیت برای ضبط زیر و بم صدا در یک لحظه خاص در زمان استفاده شود، حتی اگر اندازه‌گیری‌ها دقیق باشند، تنها 4 سطح می‌تواند منتقل شود: کم (00)، زیر متوسط (01)، بالاتر از متوسط ( 10)، بالا (11). اگر از 1 بایت استفاده می کنید، می توانید 256 سطح را انتقال دهید. چگونه سطح کوانتیزاسیون بالاتر، یا، که همان است هر چه بیت های بیشتری برای ثبت مقدار اندازه گیری شده اختصاص داده شود، این مقدار با دقت بیشتری منتقل می شود.

توجه داشته باشید. لازم به ذکر است که ابزار اندازه گیری باید سطح کوانتیزاسیون انتخابی را نیز پشتیبانی کند (نشان دادن طول اندازه گیری شده با خط کش با تقسیمات دسی متری با دقت میلی متری فایده ای ندارد).

پاسخ: هر چه سطح کوانتیزاسیون بالاتر باشد، صدا با دقت بیشتری منتقل می شود.

ادبیات:

[ 1] انفورماتیک. کتاب کارگاه مسائل در 2 جلد / ویرایش. ، : جلد 1. – آزمایشگاه دانش پایه, 1999 – 304 p.: ill.

کارگاه آموزشی علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات. آموزش برای موسسات آموزشی/،. - م.: بینوم. آزمایشگاه دانش، 1381. 400 ص: ill.

انفورماتیک در مدرسه: ضمیمه مجله "انفورماتیک و آموزش". شماره 4 - 2003. - م.: آموزش و انفورماتیک، 1382. - 96 ص: ill.

و غیره فرهنگ اطلاعاتی: اطلاعات oding. مدل های اطلاعاتی. پایه های 9-10: کتاب درسی برای موسسات آموزش عمومی. - ویرایش دوم - م.: بوستارد، 1996. - 208 ص: بیمار.

سنوکوسوف در مورد علوم کامپیوتر برای دانش آموزان. - اکاترینبورگ: U-Factoria، 2003. - 346. p54-56.

مفاهیم اساسی

فرکانس نمونه برداری (f) تعداد نمونه های ذخیره شده را در 1 ثانیه تعیین می کند.

1 هرتز (یک هرتز) یک شمارش در ثانیه است،

و 8 کیلوهرتز 8000 نمونه در ثانیه است

عمق رمزگذاری (b) تعداد بیت های مورد نیاز برای رمزگذاری 1 سطح صدا است

زمان پخش (t)

ظرفیت حافظه برای ذخیره اطلاعات 1 کانال (مونو)

I=f b t

(برای ذخیره اطلاعات مربوط به صدایی با طول مدت t ثانیه، کدگذاری شده با فرکانس نمونه برداری f هرتز و عمق کدگذاری b بیت ها مورد نیاز است.من بیت حافظه)

در ضبط دو کاناله (استریو)مقدار حافظه مورد نیاز برای ذخیره اطلاعات یک کانال در 2 ضرب می شود

I=f b t 2

واحدهای اندازه گیری I - بیت، b - بیت، f - هرتز، t - ثانیه فرکانس نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز، 22.05 کیلوهرتز، 11.025 کیلوهرتز

رمزگذاری اطلاعات صوتی

مبانی نظری پایه

نمونه برداری زمانی از صدابرای اینکه کامپیوتر بتواند صدا را پردازش کند، سیگنال صوتی پیوسته باید با استفاده از نمونه برداری زمانی به شکل گسسته دیجیتال تبدیل شود. یک موج صوتی پیوسته به بخش های موقت کوچک جداگانه تقسیم می شود و برای هر یک از این بخش ها مقدار مشخصی از شدت صدا تعیین می شود.

بنابراین، وابستگی مداوم حجم صدا به زمان A(t) با یک توالی مجزا از سطوح بلندی صدا جایگزین می شود. در نمودار، به نظر می رسد که یک منحنی صاف با یک دنباله از "گام ها" جایگزین شود.

فرکانس نمونه بردارییک میکروفون متصل به کارت صدا برای ضبط صدای آنالوگ و تبدیل آن به فرم دیجیتال استفاده می شود. کیفیت صدای دیجیتال حاصل به تعداد اندازه گیری های سطح حجم صدا در واحد زمان بستگی دارد، یعنی. نرخ های نمونه گیری هرچه اندازه گیری های بیشتری در 1 ثانیه انجام شود (فرکانس نمونه برداری بالاتر)، "نردبان" سیگنال صوتی دیجیتال با دقت بیشتری از منحنی سیگنال آنالوگ پیروی می کند.

نرخ نمونه برداری صوتیتعداد اندازه گیری حجم صدا در یک ثانیه است، با هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. نرخ نمونه برداری را با حرف نشان می دهیم f.

نرخ نمونه برداری صدا می تواند بین 8000 تا 48000 اندازه گیری حجم صدا در ثانیه باشد. برای رمزگذاری، یکی از سه فرکانس را انتخاب کنید: 44.1 کیلوهرتز، 22.05 کیلوهرتز، 11.025 کیلوهرتز.

عمق رمزگذاری صدابه هر "مرحله" سطح صدای خاصی اختصاص داده شده است. سطوح بلندی صدا را می توان به عنوان مجموعه ای از حالت های ممکن N در نظر گرفت که برای رمزگذاری به مقدار مشخصی اطلاعات نیاز دارد.ب که به آن عمق کدگذاری صوتی می گویند

عمق کدگذاری صوتیمقدار اطلاعات مورد نیاز برای رمزگذاری سطوح حجم مجزای صدای دیجیتال است.

اگر عمق رمزگذاری مشخص باشد، می توان تعداد سطوح صدای دیجیتال را با استفاده از فرمول N = 2 b محاسبه کرد. بگذارید عمق رمزگذاری صدا 16 بیت باشد، سپس تعداد سطوح صدای صدا برابر است با:

N=2 b = 2 16 = 65536.

در طی فرآیند رمزگذاری، به هر سطح حجم صدا، کد باینری 16 بیتی خود اختصاص داده می شود، کمترین سطح صدا با کد 00000000000000000 و بالاترین - 1111111111111111 مطابقت دارد.

کیفیت صدای دیجیتالی شدههر چه فرکانس و عمق نمونه برداری صدا بیشتر باشد، کیفیت صدای دیجیتالی بالاتر می رود. کمترین کیفیت صدای دیجیتالی مربوط به کیفیت ارتباط تلفنی، با نرخ نمونه برداری 8000 بار در ثانیه، عمق نمونه برداری 8 بیت و ضبط یک آهنگ صوتی (حالت مونو) به دست می آید. بالاترین کیفیت صدای دیجیتالی، مربوط به کیفیت CD صوتی، با نرخ نمونه برداری 48000 بار در ثانیه، عمق نمونه برداری 16 بیت و ضبط دو تراک صوتی (حالت استریو) به دست می آید.

باید به خاطر داشت که هر چه کیفیت صدای دیجیتال بالاتر باشد حجم اطلاعات فایل صوتی بیشتر می شود.

وظایف برای خودآموزی.

1. حجم فایل صوتی مونوفونیک 10 ثانیه ای را با کدگذاری 16 بیتی و نرخ نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز محاسبه کنید. (861 کیلوبایت)

2. ضبط صدا دو کاناله (استریو) با فرکانس نمونه برداری 48 کیلوهرتز و وضوح 24 بیت انجام می شود. ضبط 1 دقیقه طول می کشد، نتایج آن در یک فایل نوشته می شود، فشرده سازی داده ها انجام نمی شود. کدام یک از اعداد زیر به اندازه فایل حاصل که بر حسب مگابایت بیان شده است نزدیکتر است؟

1)0,3 2) 4 3) 16 4) 132

3. ضبط صدای تک کاناله (مونو) با فرکانس نمونه برداری 11 کیلوهرتز و عمق کدگذاری 24 بیت انجام می شود. ضبط 7 دقیقه طول می کشد، نتایج آن در یک فایل نوشته می شود، فشرده سازی داده ها انجام نمی شود. کدام یک از اعداد زیر به اندازه فایل حاصل که بر حسب مگابایت بیان شده است نزدیکتر است؟

1) 11 2) 13 3) 15 4) 22

4. ضبط صدا دو کاناله (استریو) با فرکانس نمونه برداری 11 کیلوهرتز و عمق کدگذاری 16 بیت انجام می شود. ضبط 6 دقیقه طول می کشد، نتایج آن در یک فایل نوشته می شود، فشرده سازی داده ها انجام نمی شود. کدام یک از اعداد زیر به اندازه فایل حاصل که بر حسب مگابایت بیان شده است نزدیکتر است؟

1) 11 2) 12 3) 13 4) 15

دانش آموزان هنگام حل مسائل بر مفاهیم زیر تکیه می کنند:

نمونه گیری زمانی – فرآیندی که در آن، در هنگام رمزگذاری یک سیگنال صوتی پیوسته، موج صوتی به بخش‌های زمانی کوچک جداگانه تقسیم می‌شود و برای هر یک از چنین بخش‌هایی مقدار دامنه مشخصی تنظیم می‌شود. هر چه دامنه سیگنال بیشتر باشد، صدا بلندتر است.

عمق صدا (عمق رمزگذاری) - تعداد بیت در هر کدگذاری صوتی

سطوح صدا (سطوح سیگنال)- صدا می تواند سطوح مختلف حجم داشته باشد. تعداد سطوح مختلف حجم با استفاده از فرمول محاسبه می شود ن = 2 من کجا من - عمق صدا

فرکانس نمونه برداری – تعداد اندازه گیری سطح سیگنال ورودی در واحد زمان (در هر 1 ثانیه). هر چه نرخ نمونه برداری بیشتر باشد، روش کدگذاری باینری دقیق تر است. فرکانس بر حسب هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. 1 اندازه گیری در هر 1 ثانیه -1 هرتز.

1000 اندازه گیری در 1 ثانیه 1 کیلوهرتز. نرخ نمونه برداری را با حرف نشان می دهیم D. برای رمزگذاری، یکی از سه فرکانس را انتخاب کنید: 44.1 کیلوهرتز، 22.05 کیلوهرتز، 11.025 کیلوهرتز.

اعتقاد بر این است که محدوده فرکانس هایی که شخص می شنود از آن است20 هرتز تا 20 کیلوهرتز .

کیفیت کدگذاری باینری - مقداری که با عمق کدگذاری و فرکانس نمونه برداری تعیین می شود.

آداپتور صدا (کارت صدا) – دستگاهی که ارتعاشات الکتریکی فرکانس صدا را هنگام وارد کردن صدا به یک کد باینری عددی و برعکس (از یک کد عددی به ارتعاشات الکتریکی) هنگام پخش صدا تبدیل می‌کند.

مشخصات آداپتور صوتی: فرکانس نمونه برداری و عمق بیت ثبت).

اندازه ثبت نام - تعداد بیت های موجود در رجیستر آداپتور صوتی هر چه ظرفیت رقم بزرگتر باشد، خطای هر تبدیل مجزای مقدار جریان الکتریکی به عدد کوچکتر است و بالعکس. اگر عمق بیت باشد من ، سپس هنگام اندازه گیری سیگنال ورودی 2 می توان به دست آورد من = ن معانی مختلف

اندازه فایل صوتی مونو دیجیتال ( الف ) با فرمول اندازه گیری می شود:

الف = D * تی * من /8 ، کجا D – فرکانس نمونه برداری (هرتز) تی - زمان پخش یا ضبط صدا، من عرض ثبت نام (رزولوشن). با استفاده از این فرمول اندازه بر حسب بایت اندازه گیری می شود.

اندازه فایل صوتی استریو دیجیتال ( الف ) با فرمول اندازه گیری می شود:

الف =2* D * تی * من /8 ، سیگنال برای دو بلندگو ضبط می شود، زیرا کانال های صوتی چپ و راست به طور جداگانه کدگذاری می شوند.

برای دانشجویان مفید است که صادر کنند جدول 1، نشان می دهد که یک دقیقه اطلاعات صوتی رمزگذاری شده چند مگابایت را با نرخ های مختلف نمونه گیری اشغال می کند:

فرکانس نمونه برداری، کیلوهرتز

44,1

22,05

11,025

16 بیت، استریو

10.1 مگابایت

5.05 مگابایت

2.52 مگابایت

16 بیت، تک

5.05 مگابایت

2.52 مگابایت

1.26 مگابایت

8 بیت، تک

2.52 مگابایت

1.26 مگابایت

630 کیلوبایت

1. اندازه فایل دیجیتال

سطح "3"

راه حل:

فرمول محاسبه اندازه(در بایت) فایل صوتی دیجیتال: الف = D * تی * من /8.

برای تبدیل به بایت، مقدار حاصل باید بر 8 بیت تقسیم شود.

22.05 کیلوهرتز = 22.05 * 1000 هرتز = 22050 هرتز

الف = D * تی * من /8 = 22050 x 10 x 8 / 8 = 220500 بایت.

پاسخ: حجم فایل 220500 بایت می باشد.

راه حل:

الف = D * تی * من /8. – مقدار حافظه برای ذخیره یک فایل صوتی دیجیتال.

44100 (هرتز) x 120 (s) x 16 (بیت) / 8 (بیت) = 10584000 بایت = 10335.9375 کیلوبایت = 10.094 مگابایت.

پاسخ: ≈ 10 مگابایت

سطح "4"

راه حل:

فرمول محاسبه نرخ نمونه برداری و عمق بیت:D* من=A/T

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (زمان صدا بر حسب ثانیه):

2.6 مگابایت = 2726297.6 بایت

D* من=A/T= 2726297.6 بایت: 60 = 45438.3 بایت

D= 45438.3 بایت : من

عرض آداپتور می تواند 8 یا 16 بیت باشد. (1 بایت یا 2 بایت). بنابراین، نرخ نمونه برداری می تواند باشدیا 45438.3 هرتز = 45.4 کیلوهرتز ≈ 44.1 کیلوهرتز-فرکانس نمونه برداری مشخصه استاندارد، یا 22719.15 هرتز = 22.7 کیلوهرتز ≈ 22.05 کیلوهرتز- نرخ نمونه برداری مشخصه استاندارد

پاسخ:

راه حل:

فرمول محاسبه مدت زمان صدا: T =A /D /I

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (فرکانس نمونه برداری بر حسب هرتز) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت):

5.25 مگابایت = 5505024 بایت

5505024 بایت: 22050 هرتز: 2 بایت = 124.8 ثانیه
پاسخ: 124.8 ثانیه

راه حل:

فرمول محاسبه نرخ نمونه برداری: D=A/T/ من

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (زمان ضبط بر حسب ثانیه) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت)

1.3 مگابایت = 1363148.8 بایت

1363148.8 بایت: 60:1 = 22719.1 هرتز

پاسخ: 22.05 کیلوهرتز

راه حل:

فرمول محاسبه عمق بیت: (ظرفیت حافظه بر حسب بایت): (زمان صدا بر حسب ثانیه): (فرکانس نمونه برداری):

5.1 مگابایت = 5347737.6 بایت

5347737.6 بایت: 120 ثانیه: 22050 هرتز = 2.02 بایت = 16 بیت

جواب: 16 بیت

راه حل:

فرمول محاسبه مدت زمان صدا T = A / D / I

(ظرفیت حافظه بر حسب بایت) : (فرکانس نمونه برداری بر حسب هرتز) : (ظرفیت کارت صدا بر حسب بایت)

0.01 گیگابایت = 10737418.24 بایت

10737418.24 بایت: 44100: 2 = 121.74 ثانیه = 2.03 دقیقه
پاسخ: 20.3 دقیقه