Консультационный центр по подготовке выпускников к Государственной (итоговой) аттестации

Кодирование звука А(8) Учитель информатики МБОУ «СОШ 83» Салопова Светлана Вячеславовна Кодирование звука А(8) Учитель информатики МБОУ «СОШ 83» Салопова Светлана Вячеславовна

Звук – это распространяющиеся в упругих средах механические колебания с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой, воспринимаемые органами слуха. Чем больше амплитуда сигнала, тем громче звук, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Дискретизация – это преобразование непрерывных сигналов в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается число.

Частота дискретизации - количество измерений за 1 секунду (Гц) Для кодировки выбирают одну из трех частот: 44,1 КГц, 22,05 КГц, 11,025 КГц. Диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20 кГц. Глубина кодирования – это количество бит, которые выделяются на одно измерение. Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации. Количество уровней громкости рассчитываем по формуле, где I – глубина звука. N=2 I Звуковой файл - файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.

Качество звука Глубина кодирования Частота дискретизации Радио- трансляция 8 битДо 8 кГц Среднее качество 8, 16 бит кГц Звучание CD - диска 16 битДо 48 кГц

Аудиоадаптер (звуковая плата) – устройство, преобразующее звуковые электрические колебания в числовой двоичный код при вводе звука и обратно при воспроизведении звука. Характеристики аудиоадаптера: частота дискретизации и разрядность регистра. Разрядность регистра -число бит в регистре аудиоадаптера. Если разрядность равна I, то при измерении входного сигнала может быть получено 2 I =N различных значений.

Размер цифрового моноаудиофайла V (в битах) определяется по формуле: V = f * t * I, где f –частота дискретизации (Гц), t – время звучания или записи звука, I - разрядность регистра (разрешение). Размер цифрового стереоаудиофайла V (в битах) определяется по формуле: V = 2 * f * t * I, так как кодируются два канала звучания.

Единицы измерения информации 1 байт = 8 бит = 2 3 бит 1 Кбайт = 1024 байт= 2 10 байт= 2 13 бит 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 2 10 Кбайт = 2 20 байт= 2 23 бит 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 2 10 Мбайт = 2 20 Кбайт = 2 30 байт= 2 33 бит 1 Тбайт = 2 10 Гбайт=1024 Гбайт 1 Пбайт = 2 10 Тбайт=1024 Тбайт

A8 (демо-версия 2012) Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла? 1) 0.2 Мб 2) 2 Мб 3) 3 Мб 4) 4 Мб Решение: За 1 минуту произведено 16000*60 измерений. Каждое измерение занимает 24 бита. Тогда объем файла: V=16000*60*24 бит. Т.к. ответы в Мб, а 1 Мб=2 10 Кб=2 20 б=2 23 бит, то преобразуем формулу для V: 16000*60*24:2 23 =(16*8*125)*(4*15)*(8*3):2 23 = 2 4 *2 3 *125*2 2 *15*2 3 *3:2 23 = 2 12 *125*15*3:2 23 = 125*45:2 11 = 5625 : ,7 Мб Ответ: 3 3) 3 Мб

A8 (2012) Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 64Гц. При записи использовались 32 уровня дискретизации. Запись длится 4 минуты 16 секунд, её результаты записываются в файл, причём каждый сигнал кодируется минимально возможным и одинаковым количеством битов. Какое из приведённых ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в килобайтах? 1) 10 2) 64 3) 80 4) 512 Решение: Используется 32 = 2 5 уровня дискретизации, поэтому одно измерение занимает в памяти 5 бит (разрешение). Время записи 4 мин 16 с = 4 * = 256 с 1Кб=2 13 бит Тогда V файла: 64*5*256 бит=2 6 *5*2 8 бит=2 14 *5 бит=2 13 *2*5 = 10Кб Ответ: 1 1) 10

A8 (2012) Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц. Запись длится 2 минуты 8 секунд, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Получен файл размером 4000 Кбайт. Определить глубину звука (разрешение) в битах. 1) 2 2) 8 3) 16 4) 24 Решение: Измерение звука производится раз в секунду 128 секунд. Из формулы: V = f*t*I выразим I = V:f:t :16000:128 Кб= 1:4:128 Кб = 1024:4:128 байт= 2 байта=16 бит Ответ: 3 3) 16

A8 (2012) Производится одноканальная (моно) звукозапись с 24-битным разрешением. Запись длится 1 минуту 4 секунды, её результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Получен файл размером 3000 Кбайт. Определить частоту дискретизации в кГц. 1) 2 2) 6 3) 16 4) 44,1 Решение: 1 минута 4 секунды = 64 секунды 24 бита = 3 байта 3000 Кбайт =3000*2 10 байт Из формулы: V = f*t*I выразим f = V:t:I 3000*2 10 :64:3 = 3000*2 10 :2 6 :3 =1000*2 4 =1000*16=16000 Гц=16 кГц Ответ: 3 3) 16

Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 3 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла? 1) 8 Мб 2) 12 Мб 3) 16 Мб 4) 24 Мб Решение: За 3 минуты произведено 16000*60*3 измерений. Каждое измерение занимает 24 бита. Тогда объем стерео файла: V=2*16000*60*3*24 бит. Т.к. ответы в Мб, а 1 Мб=2 10 Кб=2 20 б=2 23 бит, то преобразуем формулу для V: 2*16000*60*3*24:2 23 =2*(16*8*125)*(4*15*3)*(8*3):2 23 = 2*2 4 *2 3 *125*2 2 *15*3*2 3 *3:2 23 = 2 13 *125*15*9:2 23 =16875:2 10 =16875 : Мб Ответ: 3 A8 (Вариант ) 3) 16 Мб

Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Результаты записываются в файл, размер которого не может превышать 4 Мбайта, сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к максимально возможной длительности записываемого звукового фрагмента? 1) 30 секунд 2) 60 секунд 3) 90 секунд 4) 120 секунд Решение: 1 Мб=2 10 Кб=2 20 б=2 23 бит 4 Мб=4*2 23 =2 2 *2 23 =2 25 бит Из формулы V = f*t*I выразим время t = V:(f*I) 2 25 :(16000*24)=2 25 :((16*8*125)*(8*3))=2 25 :(2 4 *2 3 *125*2 3 *3)=2 25 :(2 10 *375) = 2 15 :375= 1024*32: секунд Ответ: 3 A8 (Вариант ) 3) 90 секунд

Литература: -Информатика и ИКТ: ЕГЭ: Контрольные тренировочные материалы с ответами и комментариями (Серия «Итоговый контроль: ЕГЭ»)/ С.М.Авдошин, Р.З.Ахметсафина, О.В.Максименкова.- М.;СПб.: Просвящение, с.: ил. -Информатика. Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен Информатика. Учебное пособие./ В.Р.Лещинер, С.С.Крылов, А.П. Якушкин. – Москва: Интеллект-Центр, – 136 с. -ЕГЭ Информатика и ИКТ : типовые экзаменационные варианты: 10 вариантов / С.С.Крылов, Т.Е.Чуркина. – М.: Издательство «Национальное образование», – 176 с. – (ЕГЭ ФИПИ – школе). -