Ses bilgilerini kodlama görevleri.

bilgi kodlama

Bilgisayar bilimi öğretimindeki ana hatlardan biri bilginin kodlanmasıdır. Bu konu"Bilişim ve BİT" disiplininin ana hedeflerine karşılık gelir: bilgi hakkında fikirlerin oluşturulması, farklı algı türlerinde bulunan bilgi miktarının ölçülmesi hakkında fikirler.

Algılama biçimine bağlı olarak, bilgileri kodlama görevleri üç türe ayrılır: görüntüleri, metni ve sesi kodlama. Listelenen görev türlerinden herhangi biri, GIA, Birleşik Devlet Sınavı ve Olimpiyatlarda her zaman mevcuttur. Bu nedenle, bilgisayar biliminin bu alanını anlamak çok önemlidir.

Grafik Sanatları

DIV_ADBLOCK4">

Örnek . Depolama için gereken video belleği miktarını hesaplayın bit eşlem 65536 renk paleti kullanılırsa 640x480 piksel çözünürlüğe sahip bir monitörün tüm ekranını kaplar.

Çözüm. Renk derinliği, N = 65536 = 2I formülü kullanılarak bulunabilir, yani I = 16 bit.Bu nedenle, bir görüntü pikselini depolamak için 16/8 = 2 bayt video belleği gerekir. Bu nedenle, görüntünün tamamını depolamak için Vgr = W*H*I = 640*480*2 = 614400 bayt = 600 Kb gereklidir.

Ses

Alphabet" href="/text/category/alfavit/" rel="bookmark">alphabet) farklı olası eşlenebilir durumlar (olaylar) olarak. Sonra her biri metin simgesi herhangi bir alfabeye (harf, sayı, noktalama işareti vb.) bir kod - bir tamsayı - atanabilir. Dolayısıyla bilgi kapasiteleri alfabedeki sayılarına bağlıdır ( güç alfabe), sayıları ne kadar fazlaysa, o kadar büyük miktar bilgi bir sembolle taşınır. Örneğin, Rus alfabesinde (“ё” harfi olmadan) karakter başına 5 bit bilgi vardır (32=2I).

Örnek. Alfabenin gücü 16 bit ise (tırnak işaretleri olmadan) atasözünün bilgi hacmini "Küçük makara ama pahalı" bit cinsinden belirleyin.

Çözüm: Cümledeki karakter sayısını tırnak işaretleri dahil değil, boşluklar dahil saymanız yeterlidir. (Aynı zamanda kelimeler arasında bir boşluk olduğu ve noktalama işaretlerinden önce boşluk olmadığı varsayılarak). Ortaya çıkan değeri I = 4 bit ile çarpın. Yani Vt \u003d 22 * ​​​​4 \u003d 44 bit.

Bu bölümler birbirinin tamamlayıcısı ve genellemesidir, bu nedenle bunları öğretirken teorik sunum ve problem çözmedeki yazışmalara dikkat edilmelidir.

Görev 2. 22.05 kHz örnekleme hızında ve 8 bit çözünürlükte çalma süresi 10 saniye olan bir dijital ses dosyasının boyutunu (bayt cinsinden) belirleyin.

Görev 3. Diskteki boş hafıza miktarı 5.25 MB, ses kartının bit derinliği 16'dır. 22.05 kHz örnekleme frekansı ile kaydedilen bir dijital ses dosyasının ses süresi ne kadardır?

Görev 4. Ses süresi 1 saniye olan bir stereo ses dosyasının bilgi hacmini belirleyin. yüksek kalite ses (16 bit, 48 kHz).

Görev 5. 44.1 kHz örnekleme hızında ve 16 bit çözünürlükte iki dakikalık çalma süresine sahip bir dijital ses dosyası için depolama alanı miktarını belirleyin.

Görev 6. Dijital bir ses dosyasının bir dakikalık kaydı diskte 1,3 MB yer kaplar, ses kartının bit derinliği 8'dir. Ses hangi örnekleme hızıyla kaydedildi?

Görev 7. 3 dakikalık oynatma süresine sahip yüksek kaliteli bir dijital ses dosyasını depolamak için ne kadar depolama alanı gerekir?

Görev 8. Dijital ses dosyası, düşük kaliteli bir ses kaydı içerir (ses karanlık ve boğuktur). Hacmi 650 KB ise bir dosyanın sesinin süresi nedir?

Görev 9.İki dakikalık dijital ses kaydı, 5.05 MB disk alanı kaplar. Örnekleme frekansı - 22 050 Hz. Ses adaptörünün bitliği nedir?

Görev 10. Diskteki boş hafıza miktarı 0,1 GB, ses kartının bit derinliği 16'dır. 44 100 Hz örnekleme hızıyla kaydedilmiş bir dijital ses dosyasının ses süresi ne kadardır?

• Görev 11. Yüksek ses kalitesine (16 bit; 48 kHz) sahip 1 saniye (1 dakika) ses süresine sahip bir stereo ses dosyasının bilgi hacmini tahmin edin
• Görev 12. 16-bit kodlama ve 32 kHz'lik bir örnekleme hızı ile ses seviyesi şuna eşitse, bir mono ses dosyasının çalma süresini hesaplayın:
• A) 700 Kbayt;
• B) 6300 KB.

1. Ses, genliği ve frekansı sürekli değişen bir ses dalgasıdır. Bir kişi için ses daha yüksek, sinyalin genliği ne kadar yüksekse ve ton ne kadar yüksekse, sinyalin frekansı o kadar yüksek olur. Sürekli bir sinyal bilgi taşımaz, bu nedenle bir ikili (dijital) kod olan ikili sıfırlar ve birler dizisine dönüştürülmelidir.

2. Ses, ses kartı üzerindeki özel bir cihaz tarafından sayısallaştırılır. Analogdan dijitale dönüştürücü (ADC) olarak adlandırılır. Tersine işlem - kodlanmış sesin çoğaltılması, bir dijitalden analoğa dönüştürücü (DAC) kullanılarak gerçekleştirilir. Gelin bu süreçlere daha yakından bakalım.

Sürekli bir ses sinyalini kodlama sürecinde, zaman içinde veya dedikleri gibi "geçici örnekleme" olarak örneklenir. Ses dalgası ayrı küçük zaman dilimlerine bölünür ve her bölüm için belirli bir genlik değeri ayarlanır. Bu method PCM darbe genlik modülasyonu ( Darbe Kodu Modülasyonu ). Böylece, pürüzsüz bir eğri bir dizi "adım" ile değiştirilir. Her "adıma" bir ses seviyesi değeri (1, 2, 3, vb.) atanır. Daha fazla "adım", kodlama işleminde daha fazla ses seviyesi tahsis edilecek ve her seviyenin değeri tarafından daha fazla bilgi taşınacak ve ses daha kaliteli olacaktır.

2. Sayısallaştırılmış sesin özellikleri.

Ses kalitesi iki özelliğe bağlıdır - ses kodlama derinliği ve örnekleme oranı. Bu özellikleri ele alalım.

Ses kodlama derinliği ( BEN ), farklı sinyal seviyelerini veya durumlarını kodlamak için kullanılan bit sayısıdır. Ardından, bu tür durumların veya seviyelerin toplam sayısı ( N ) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

N=2BEN.

Modern ses kartları 16 bit ses kodlama derinliği sağlayın ve ardından farklı seviyelerin toplam sayısı şu şekilde olacaktır:

N = 216 = 65536.

Örnekleme frekansı (M), birim zaman başına ses sinyali seviyesinin ölçüm sayısıdır. Bu özellik, sesin kalitesini ve prosedürün doğruluğunu gösterir. ikili kodlama. Hertz (Hz) cinsinden ölçülür. Bir saniyede bir ölçüm, 1 Hz frekansa karşılık gelir, bir saniyede 1000 ölçüm - 1 kilohertz (kHz). Ses sinyalinin örnekleme frekansı 8 ila 48 kHz arasında değerler alabilir. 8 kHz'lik bir frekansta, örneklenen ses sinyalinin kalitesi bir radyo yayınının kalitesine ve 48 kHz'lik bir frekansta bir ses sinyalinin ses kalitesine karşılık gelir. CD.

44,1 kHz örnekleme oranı ve 16 bit ses kodlama derinliği ile yüksek kaliteli ses elde edilir. Karanlık, boğuk ses aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir: örnekleme hızı - 11 kHz, kodlama derinliği - 8 bit.

Hacmi bulmak için ses bilgisi, aşağıdaki formülü kullanmanız gerekir: V =M*BEN*T , burada M örnekleme frekansıdır (Hz olarak), BEN - kodlama derinliği (bit cinsinden), T — oynatma süresi (saniye olarak).

Örnek

Ses, 22.05 kHz örnekleme hızında ve 8 bitlik ses derinliğinde 10 saniye boyunca çalınır. Boyutunu belirleyin (bayt olarak). Çözüm:

M \u003d 22.05 * 1000 \u003d 220500 Hz; ben = 8/8=1 bayt;

T = 10 saniye; V = 220500*10*1= 220500 bayt.

№1

44 kHz örnekleme hızında ve 16 bit kodlama derinliğinde beş dakikalık çalma süresine sahip bir mono ses dosyasını saklamak için bellek miktarını belirleyin.

Çözüm:

V=Mit = 44000Hz * 16 * 5 = 3520000 bit = 430 KB.

Cevap: 430 KB.

№2

Kullanıcının 5.1 MB hafızası varsa, 2 dakikalık ses bilgisi kaydı için örnekleme hızı ve kodlama derinliği ne olmalıdır.

Çözüm:

M*I=V/t;

M*I = 5,1 *1024*1024*8/2/60 = 356515 ( Hz*bit).

seçenek 1

356515 (Hz * bit) = 22,05 kHz * 16 bit.

Cevap: 22.05 kHz ve 16 bit.

seçenek 2

356515 (Hz * bit) = 44,1 kHz * 8 bit.

Cevap: 44.1 kHz ve 8 bit.

№3

Boş disk alanı miktarı 5,25 MB, kodlama derinliği 8'dir. Ses bilgileri 44,1 kHz örnekleme hızı ile kaydedilir. Bu tür bilgilerin süresi nedir?