Условия всех задач из категории A8
Историческая справка и теоретические сведения
Частота дискретизации - количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1-у секунду). Метрика: Гц.
Некоторые из используемых частот дискретизации звука:
8 000 Гц — телефон;
11 025 Гц;
16 000 Гц;
22 050 Гц — радио;
32 000 Гц;
44 100 Гц — используется в Audio CD;
48 000 Гц — DVD, DAT;
96 000 Гц — DVD-Audio;
Глубина или разрешение звука - количество бит информации, отводимое на кодирование количества различных уровней звука. Метрика: бит.
Количество различных уровней звука рассчитывается по формуле:
Объем цифрового моноаудиофайла вычисляется по формуле:
Объем цифрового стереоуадиофайла вычисляется по формуле:
Схематичное изображение звуковой волны
где a1, a2, a3, a4 - значения амплитуды, зафиксированные в хаотичные моменты времени.
Амплитуда звуковой волны - постоянно меняющаяся величина (переменная величина).
Оцифрование звука
Разобьём плоскость, содержащую графическое представление звуковой волны, на вертикальные и горизонтальные линии.
горизонтальные линии - уровни громкости;
вертикальные линии - количество измерений за 1-у секунду.
Амплитуда звуковой волны, постоянно меняющаяся величина (переменная величина).
Аналого-цифровой преобразователь - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (цифро-аналогового преобразователя).
Оцифровка звука — технология перевода аналогового звукового сигнала в цифровой формат. Заключается в осуществлении замеров амплитуды сигнала с определенным временным шагом и последующей записи полученных значений в численном виде.
Как правило, превалирующее большинство задач из категории А8 являются простыми и решаются с использованием единственной формулы:
<Объем файла> = <Частота дискретизации> · <Время звучания : записи файла> · <Глубина звука>
Методические указания
Для успешного решения задач из данной категории вы должны:
вспомнить фундаментальную формулу для расчета информационного размера моноаудиофайла или стереоаудиофайла;
выразить из формулы искомое, подставить известные величины и получить конечный результат.
Задача №1
Дано:
цифровой аудиофайл, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44.1 КГц и разрешении 16 бит.
Найти:
ориентировочный объем памяти (измеряемый в Мб)
Варианты ответа:
1) 8 2) 15 3) 10 4) 11
Задача №2
Дано:
стереоаудиофайл передается со скоростью 32 000 бит/сек. Файл был записан при среднем качестве звука: «глубина» кодирования – 16 бит, частота дискретизации 48000 Герц, время записи – 90 сек.
Вопрос:
сколько времени будет передаваться файл? Время укажите в минутах.
Варианты ответа:
1) 80 2) 72 3) 64 4) 68
Задача №3
Дано:
в распоряжении пользователя имеется память объемом 2.6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута.
Вопрос:
какой должна быть частота дискретизации [Гц] и разрядность [бит]?
Варианты ответа:
1) 44100; 16 2) 48000; 8 3) 22050;16 4) 20000; 32
Задача №4
Дано:
объем свободной памяти на диске - 0.01 Гб, разрядность звуковой платы - 16.
Вопрос:
какова примерная длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100Гц.
Ответ дайте в секундах.
Варианты ответа:
1) 120 2) 100 3) 130 4) 140