Урок "Определение объема звукового файла"

 

Размер цифрового моноаудиофайла измеряется по формуле:     A = D*T*i,

где Dчастота дискретизации (Гц), T – время звучания или записи звука, i - разрядность регистра (разрешение).

 

Решение задач

 

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

Решение: 1,3 Мбайт = 1363148,8 байт               1363148,8 байт  : 60 : 1 = 22719,1 Гц
Ответ: 22,05 кГц

 

Задача 2. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц? 

Решение: 5,25 Мбайт = 5505024 байт         5505024 байт: 22050 Гц : 2 байта = 124,8 сек
Ответ: 124,8 секунды

 

Задача 3. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации — 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?    

Решение:   5, 1 Мбайт= 5347737,6 байт   5347737,6 байт: 120 сек : 22050 Гц= 2,02 байт =16 бит
Ответ: 16 бит

 

Задача 4. Определите качество звука (качество радиотрансляции, среднее качество, качество аудио-CD) если известно, что объем моноаудиофайла длительностью звучания в 10 сек. равен: а) 940 Кбайт;          б) 157 Кбайт.

Решение:

а)
1) 940 Кбайт= 962560 байт = 7700480 бит
2) 7700480 бит : 10 сек = 770048 бит/с
3) 770048 бит/с : 16 бит = 48128 Гц –частота дискретизации – близка к самой высокой 44,1 КГц
Ответ: качество аудио-CD

б)
1) 157 Кбайт= 160768 байт = 1286144 бит
2) 1286144 бит : 10 сек = 128614,4 бит/с
3) 128614,4 бит/с : 16 бит = 8038,4 Гц
Ответ: качество радиотрансляции

Ответ: а) качество CD; б) качество радиотрансляции.

 

Задача 5. Аналоговый звуковой сигнал был дискретизирован сначала с использованием 256 уровней интенсивности сигнала (качество звучания радиотрансляции), а затем с использованием 65536 уровней интенсивности сигнала (качество звучания аудио-CD). Во сколько раз различаются информационные объемы оцифрованного звука?  

Решение: Длина кода аналогового сигнала с использованием 256 уровней интенсивности сигнала равна 8 битам, с использованием  65536 уровней интенсивности сигнала равна 16 битам. Так как длина кода одного сигнала  увеличилась вдвое, то информационные объемы оцифрованного звука  различаются в 2 раза.

Ответ:  в 2 раза.

 

 

Дополнительные задачи для самостоятельной работы:

 

Задача 1*. Определите длительность звукового файла, который уместится на гибкой дискете 3,5”. Учтите, что для хранения данных на такой дискете выделяется 2847 секторов объемом 512 байт.
        а) при низком качестве звука: моно, 8 бит, 8 кГц;

        б) при высоком качестве звука: стерео, 16 бит, 48 кГц.

 

Задача 2*. Рассчитать объем видеофильма при частоте 200 МГц, 50 кадров/сек, длительность 120 минут.

 

Задача 3*. Согласно теореме Найквиста—Котельникова, для того чтобы аналоговый сигнал можно было точно восстановить по его дискретному представлению (по его отсчетам), частота дискретизации должна быть как минимум вдвое больше максимальной звуковой частоты этого сигнала.

а)  Какова должна быть частота дискретизации звука, воспринимаемого человеком?

б) Что должно быть больше: частота дискретизации речи или частота дискретизации звучания симфонического оркестра?

 

 

 

Домашнее задание – решить задачи:

 

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

 

Задача 2.  Объем свободной памяти на диске — 0,01 Гб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?