Как найти объем звуковых данных

• глубина кодирования — в битах;
• частота дискретизации — количество измерений в секунду;
• время записи — в секундах.

Рассмотрим задание, в котором подробно разберем как определить информационный объем звукового файла.

Для решения подобных задач досаточно знать одну простую формулу

I = H*b*t*k

где:

I — информационный объем звукового файла (иногда обозначают Q)

H — частота дискретизации (количество измерений в секунду времени)

b — глубина кодирования информации (количество уровней громкости в измерениях)

k — количество каналов по которым производится запись (моно — 1 канал, стерео — 2 канала, квадро — 4 канала)

При решении подобных задач, как и многих других нужно помнить, что чаще всего все расчеты удобнее производить в степенях двойки.

Расчёт иформационного объема аудио-файла

Расчёт
информационного объёма аудио-файла
можно производить по следующей формуле
(4):

V_audio
=
D * T
* n_{каналов}
*
i / k_сжатия
, (4)

где
V
–
это информационный объём аудио-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах; D
–
частота дискретизации (количество точек
в секунду для описания аудио-записи); T
–
время аудио-файла; n_{каналов}
–
число каналов аудио-файла (стерео — 2
канала, система 5.1 — 6 каналов); i
–
глубина звука, которая измеряется в
битах, k_сжатия
– коэффициент сжатия данных, без сжатия
он равен 1.

Расчёт иформационного объема анимации

Расчёт
информационного объёма анимации можно
производить по следующей формуле (5):

V_anim
=
K * T
* v
* i / k_сжатия
, (5)

где
V_anim
–
это информационный объём растрового
графического изображения, измеряющийся
в байтах, килобайтах, мегабайтах; K
–
количество пикселей (точек) в изображении,
определяющееся разрешающей способностью
носителя информации (экрана монитора,
сканера, принтера); T
–
время анимации; v

–
частота смены кадров в секунду; i
–
глубина цвета, которая измеряется в
битах на один пиксель, k_сжатия
– коэффициент сжатия данных, без сжатия
он равен 1.

Расчёт иформационного объема видео-файла

Расчёт
информационного объёма видео-файла
можно производить по следующей формуле
(5):

V_video
=
V_anim
+ V_audio
+ V_sub

, (5)

где
V_video
–
это информационный объём видео-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах; V_anim
– это информационный объём анимации
(видео-ряда), измеряющийся в байтах,
килобайтах, мегабайтах; V_audio
– это информационный объём аудео-файла,
измеряющийся в байтах, килобайтах,
мегабайтах (в видео-ролике могут
содержатся файлы аудио-дорожек для
нескольких языков, тогда умножаем объем
аудио-файла на количество языковых
дорожек); V_sub
– это информационный объём файла
субтитров, измеряющийся в байтах,
килобайтах, мегабайтах (если несколько
файлов субтитров, то надо сложить размеры
каждого файла).

Практическая часть

1.
Рассчитать каков будет минимальный
размер сообщения «Гой ты Русь моя
Родная!»?

2.
Рассчитать размер видео-файла с указанными
параметрами (по вариантам).

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

  06.03.20161.42 Mб33ОТИ практическая 5.docx

• #

Определение объема звукового файла

Размер цифрового аудиофайла измеряется по формуле: A = k*t*i*ch,

где k – частота дискретизации (Гц),

t – время звучания или записи звука,

i — разрядность регистра (разрешение),

ch – число дорожек.

Задача 1. Оценить информационный объем (в Кбайт) цифрового стерео звукового файла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука (16 бит, 48кГц).

Решение: 48 000 × 16 бит × 1 с × 2 = 1 536 000 бит / 8 / 1024 =

Ответ: 187,5

Задача 2. Оценить информационный объем (в Мбайтах) цифрового стерео звукового файла длительностью звучания 1 минута при среднем качестве звука (16 битов, 24 кГц).

Решение: 24 000 × 16 бит × 60 × 2 = 46 080 000 бит / 8 / 1024 = 5 760 000 байт = 5 625 Кбайт ≈

Ответ: 5,5

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

Решение:

k = A / (t * i * ch) = 1,3 Мб : 60 : 8 бит

Ответ: 22,05

Задача 4. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания (в секундах) цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?

Решение:

t = A / (k * i * ch) = 5,25 Мбайт : 22050 Гц : 16 бит

Ответ: 124,8

Задача 5. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5 Мб. Частота дискретизации — 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера (в битах)?

Решение:

k =A / (t * i * ch) = 5 Мбайт : 120 сек : 22050 Гц

Ответ: 16

Задача 6*. 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?

Домашнее задание — Решить задании:

1. Определить количество уровней сигнала 24-битной звуковой карты.

2. Уместиться ли песня на дискету размером 1,44 Мбайта, если она имеет следующие параметры: стерео длительностью звучания 3 минуты при качестве звука — 16 битов, 16 кГц.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ИЗМЕРЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для определения объема графической информации используются те же формулы, что и для измерения текстовой информации, только обозначения изменяют свой смысл:

2i = N  I = K*i

где  i – битовая глубина (информационный объем одного пикселя)

       N – количество цветов палитры

       К – разрешение экрана

       I – информационный объем видеофайла или видеопамяти

Решение задач на измерение графической информации

1. На экране с разрешающей способностью 640×200 высвечиваются только двухцветные изображения. Какой минимальный объем видеопамяти необходим для хранения изображения?

Дано:                     2i = N  i = 1

К = 640×200          I = K × i = 640 × 200 × 1 = 128000 бит = 16000 байт ≈ 16 Кб

N = 2

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 16 Кбайт.

1. Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов)?

Дано:                     2i = N  i = 1 бит

N = 2

Найти:

i —  ?                           Ответ: 1 бит.

1. Монитор позволяет получать на экране 1024 различных цвета. Сколько бит памяти занимает один пиксель?

Дано:                     2i = N  i = 10 бит

N = 1024          

Найти: I — ?            Ответ: 10 бит.

1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640×350 пикселей, а количество используемых цветов – 16?

Дано:                     2i = N  i = 4 бита

К = 640×350          I = K × i = 640 × 350 × 4 × 2 = 1792000 бит = 224000 байт ≈

N = 16                          ≈ 219 Кбайт

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 219 Кбайт.

1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения четырех страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея – 800×600 пикселей?

Дано:                     I = K × I =800 × 600 × 24 × 4 = 46080000 бит = 5760000 байт =

К = 800×600          = 5625 Кбайт ≈ 5.5 Мбайт

i = 24 бита                          

Найти:

I -?                          Ответ: необходим объем 5.5 Мбайт.

1. Объем видеопамяти равен 1Мбайт. Разрешающая способность дисплея – 800 х 600. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что видеопамять делится на две страницы?

Дано:                      I = 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт = 8388608 бит

К = 800×600          I = K × i = 800 × 600 × i × 2 = 8388608

I = 1 Мбайт            i = 8388608 / 960000 ≈ 9 бит

Найти:                    2i = N

N — ?                          Ответ: 512 цветов.

Для определения объема звуковой информации используется следующая  формула:

I = K*i*t*n

где  i – глубина кодирования звука (разрядность регистра аудиоадаптера, в битах)

       N – количество различных уровней звукового сигнала

       К – частота дискретизации аналогового звукового устройства

       t – время записи в секундах

       I – информационный объем аудиофайла

       n – количество каналов (стереозапись – 2, монозапись – 1)

Решение задач на измерение звуковой информации

1. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мбайт. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?

Дано:                          I = 2,6 Мбайт = 2662.4 Кбайт = 2726297.6 байт =

I = 2,6 Мбайт               = 21810380.8 бит

t = 1мин                     t = 1мин = 60 с

Найти:                        I = K × i × t = K × i × 60 = 21810380.8

К -? i — ?                      1 вариант К =  22,05 КГц  i = 16 бит

                                    2 вариант К =  44,1 КГц  i = 8 бит

1. Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мбайт. Частота дискретизации – 22050 Гц. Какова глубина кодирования звука?

 Дано:                        t = 2 мин = 120 с

t = 2 мин                   I = 5,1 Мбайт = 5222.4 Кбайт = 5347737.6 Байт

K = 22050 Гц              = 42781900.8 бит

I = 5,1 Мбайт            I = K × i × t = 22050 × i × 120 = 42781900.8   i ≈ 16 бит

Найти: i -?                 Ответ: примерно 16 бит.

1. Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Определить размер файла в Мегабайтах.