Kodierung von Audioinformationen. Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen. Die besten Musikformate nach Klangqualität Minimale und maximale Klangqualität

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Die wichtigsten Parameter, die die Qualität digitaler Audioaufnahmen beeinflussen, sind:

§ Bitkapazität von ADC und DAC.

§ ADC- und DAC-Abtastraten.

§ Jitter ADC und DAC

§ Überabtastung

Wichtig sind auch die Parameter des analogen Weges digitaler Tonaufnahme- und Tonwiedergabegeräte:

§ Signal-Rausch-Verhältnis

§ Koeffizient nichtlineare Verzerrung

§ Intermodulationsverzerrung

§ Ungleichmäßige Amplituden-Frequenz-Eigenschaften

§ Durchdringung der Kanäle

§ Dynamikbereich

Digitale Audioaufzeichnungstechnologie

Aufzeichnen digitaler Ton werden derzeit in Aufnahmestudios durchgeführt und von Personalcomputern und anderen teuren und hochwertigen Geräten gesteuert. Recht weit verbreitet ist auch das Konzept eines „Heimstudios“, bei dem professionelle und semiprofessionelle Aufnahmegeräte zum Einsatz kommen, mit denen Sie zu Hause hochwertige Aufnahmen erstellen können.

Anwenden Soundkarten als Teil von Computern, die die Verarbeitung in ihren ADCs und DACs durchführen – meist in 24 Bit und 96 kHz – führt eine weitere Erhöhung der Bitrate und Abtastfrequenz praktisch nicht zu einer Verbesserung der Aufnahmequalität.

Es gibt eine ganze Klasse von Computerprogrammen – Soundeditoren, mit denen Sie mit Sound arbeiten können:

§ Eingehenden Audiostream aufzeichnen

§ Ton erzeugen (erzeugen).

§ ändern vorhandener Eintrag(Samples hinzufügen, Klangfarbe, Tongeschwindigkeit ändern, Teile ausschneiden usw.)

§ von einem Format in ein anderes umschreiben

§ konvertieren verschiedene Audio-Codecs konvertieren

Manche einfache Programme, erlauben Sie nur die Konvertierung von Formaten und Codecs.

Arten digitaler Audioformate

Es gibt unterschiedliche Konzepte des Tonformats.

Das Format zur Darstellung von Audiodaten in digitaler Form hängt von der Quantisierungsmethode ab, die der Digital-Analog-Wandler (DAC) verwendet. In der Tontechnik sind derzeit zwei Arten der Quantisierung am gebräuchlichsten:

§ Pulscodemodulation

§ Sigma-Delta-Modulation

Oftmals werden die Quantisierungsbittiefe und die Abtastfrequenz für verschiedene Audioaufnahme- und Wiedergabegeräte als digitales Audiopräsentationsformat (24 Bit/192 kHz; 16 Bit/48 kHz) angegeben.

Das Dateiformat bestimmt die Struktur und Darstellungsmerkmale von Audiodaten bei der Speicherung auf einem PC-Speichergerät. Um Redundanz in Audiodaten zu vermeiden, werden Audio-Codecs zum Komprimieren von Audiodaten verwendet. Es gibt drei Gruppen von Sounddateiformaten:

§ Unkomprimierte Audioformate wie WAV, AIFF

§ Audioformate mit verlustfreier Komprimierung (APE, FLAC)

§ Audioformate mit verlustbehafteter Komprimierung (mp3, ogg)

Modulare Musikdateiformate stechen hervor. Synthetisch oder aus Samples zuvor aufgenommener Live-Instrumente erstellt, dienen sie hauptsächlich der Erstellung moderner elektronischer Musik (MOD). Dazu gehört auch das MIDI-Format, bei dem es sich nicht um eine Tonaufnahme handelt, sondern mit Hilfe eines Sequenzers die Aufnahme und Wiedergabe von Musik mithilfe eines bestimmten Befehlssatzes in Textform ermöglicht.

Digitale Audio-Medienformate werden sowohl für die Massenverbreitung von Tonaufnahmen (CD, SACD) als auch bei der professionellen Tonaufzeichnung (DAT, Minidisc) verwendet.

Bei Surround-Sound-Systemen ist es auch möglich, Audioformate zu unterscheiden, bei denen es sich hauptsächlich um mehrkanalige Audiobegleitungen für Filme handelt. Solche Systeme verfügen über ganze Formatfamilien von zwei großen konkurrierenden Unternehmen, Digital Theater Systems Inc. - DTS und Dolby Laboratories Inc. - Dolby Digital.

Das Format ist auch die Anzahl der Kanäle in Mehrkanal-Soundsystemen (5,1; 7,1). Ursprünglich wurde ein solches System für Kinos entwickelt, später jedoch um einen Software-Codec erweitert

Audio-Codec auf Programmebene

§ G.723.1 – einer der grundlegenden Codecs für IP-Telefonieanwendungen

§ G.729 ist ein proprietärer Schmalband-Codec, der zur digitalen Sprachdarstellung verwendet wird

§ Internet Low Bitrate Codec (iLBC) – ein beliebter kostenloser Codec für IP-Telefonie (insbesondere für Skype und Google Talk)

Audio-Codec(Englisch) Audio-Codec; Audio-Encoder/Decoder) - Computerprogramm oder Hardware, zum Kodieren oder Dekodieren von Audiodaten konzipiert.

Software-Codec

Audio-Codec auf Programmebene ist ein spezielles Computerprogramm, ein Codec, der digitale Audiodaten entsprechend einem Datei-Audioformat oder Streaming-Audioformat komprimiert (komprimiert) oder dekomprimiert (dekomprimiert). Die Aufgabe eines Audio-Codecs als Kompressor besteht darin, ein Audiosignal mit einer bestimmten Qualität/Genauigkeit und einer möglichst kleinen Größe bereitzustellen. Durch die Komprimierung wird der zum Speichern von Audiodaten erforderliche Speicherplatz reduziert und kann auch die Bandbreite des Kanals verringern, über den Audiodaten übertragen werden. Die meisten Audio-Codecs sind als Softwarebibliotheken implementiert, die mit einem oder mehreren Audioplayern interagieren, wie zum Beispiel QuickTime Player, XMMS, Winamp, VLC Media Player, MPlayer oder Windows Media Player.

Beliebte Software-Audio-Codecs nach Anwendung:

§ MPEG-1 Layer III (MP3) – ein proprietärer Codec für Audioaufnahmen (Musik, Hörbücher usw.) für Computerausrüstung und digitale Player

§ Ogg Vorbis (OGG) – das zweitbeliebteste Format, weit verbreitet in Computerspiele und in Filesharing-Netzwerken zur Übertragung von Musik

§ GSM-FR – der erste digitale Sprachcodierungsstandard, der in verwendet wird GSM-Telefone

§ Adaptive Multirate (AMR) – menschliche Sprachaufzeichnung Mobiltelefone und andere mobile Geräte

Das menschliche Ohr nimmt Schall mit Frequenzen zwischen 20 Schwingungen pro Sekunde (leiser Schall) und 20.000 Schwingungen pro Sekunde (hoher Schall) wahr.

Ein Mensch kann Schall in einem riesigen Intensitätsbereich wahrnehmen, wobei die maximale Intensität 10-14-mal größer ist als die minimale (einhunderttausend Milliarden Mal). Zur Messung der Lautstärke wird ein spezielles Gerät verwendet "Dezibel"(dbl) (Tabelle 5.1). Eine Verringerung oder Erhöhung der Lautstärke um 10 dbl entspricht einer Verringerung oder Erhöhung der Schallintensität um das Zehnfache.

Zeitliche Tonabtastung. Damit der Computer den Ton kontinuierlich verarbeiten kann Tonsignal müssen mittels Zeitabtastung in eine digitale diskrete Form umgewandelt werden. Eine kontinuierliche Schallwelle wird in einzelne kleine temporäre Abschnitte unterteilt und für jeden dieser Abschnitte wird ein bestimmter Wert der Schallintensität eingestellt.

Somit wird die kontinuierliche Abhängigkeit der Lautstärke von der Zeit A(t) durch eine diskrete Folge von Lautstärkepegeln ersetzt. In der Grafik sieht dies so aus, als würde man eine glatte Kurve durch eine Folge von „Schritten“ ersetzen (Abb. 1.2).


Reis. 1.2. Zeitliche Abtastung von Audio

Abtastfrequenz.Über ein an die Soundkarte angeschlossenes Mikrofon wird analoges Audio aufgenommen und in digitale Form umgewandelt. Die Qualität des resultierenden digitalen Tons hängt von der Anzahl der Messungen des Lautstärkepegels pro Zeiteinheit ab, d. h. Abtastraten. Je mehr Messungen pro Sekunde durchgeführt werden (je höher die Abtastfrequenz), desto genauer folgt die „Leiter“ des digitalen Audiosignals der Kurve des Dialogsignals.

Audio-Abtastrate ist die Anzahl der Lautstärkemessungen pro Sekunde.

Die Audio-Abtastraten können zwischen 8.000 und 48.000 Lautstärkemessungen pro Sekunde liegen.

Tiefe der Audiokodierung. Jedem „Schritt“ ist eine bestimmte Lautstärke zugeordnet. Schalllautstärken können als eine Menge möglicher Zustände N betrachtet werden, deren Kodierung eine bestimmte Informationsmenge I erfordert, die als Schallkodierungstiefe bezeichnet wird.

Tiefe der Audiokodierung ist die Menge an Informationen, die zum Kodieren diskreter Lautstärkepegel von digitalem Audio erforderlich ist.

Wenn die Kodierungstiefe bekannt ist, kann die Anzahl der digitalen Lautstärkepegel mithilfe der Formel N = 2 I berechnet werden. Angenommen, die Audiokodierungstiefe beträgt 16 Bit, dann ist die Anzahl der Audiolautstärkepegel gleich:

N = 2 I = 2 · 16 = 65.536.

Während des Kodierungsprozesses wird jeder Lautstärkestufe ein eigenes 16-Bit zugewiesen Binärcode, der niedrigste Schallpegel entspricht dem Code 0000000000000000 und der höchste - 1111111111111111.

Digitalisierte Klangqualität. Je höher die Frequenz und die Abtasttiefe des Tons, desto höher ist die Qualität des digitalisierten Tons. Digitalisiertes Audio mit der niedrigsten Qualität entsprechend der Qualität Telefonkommunikation, erhalten mit einer Abtastrate von 8000 Mal pro Sekunde, einer Abtasttiefe von 8 Bit und der Aufnahme einer Audiospur (Monomodus). Die höchste Qualität digitalisierter Audiodaten, die der Audio-CD-Qualität entspricht, wird mit einer Abtastrate von 48.000 Mal pro Sekunde, einer Abtasttiefe von 16 Bit und der Aufnahme von zwei Audiospuren (Stereomodus) erreicht.

Es muss beachtet werden, dass je höher die Qualität des digitalen Tons ist, desto größer ist das Informationsvolumen der Tondatei. Sie können den Informationsumfang einer digitalen Stereo-Audiodatei mit einer Tondauer von 1 Sekunde bei durchschnittlicher Tonqualität (16 Bit, 24.000 Messungen pro Sekunde) abschätzen. Dazu muss die Kodierungstiefe mit der Anzahl der Messungen in 1 Sekunde multipliziert und mit 2 multipliziert werden (Stereoton):

16 Bit × 24.000 × 2 = 768.000 Bit = 96.000 Byte = 93,75 KB.

Tonredakteure. Mit Sound-Editoren können Sie Sound nicht nur aufnehmen und wiedergeben, sondern auch bearbeiten. Digitalisierter Ton wird in Toneditoren in visueller Form dargestellt, sodass das Kopieren, Verschieben und Löschen von Teilen der Audiospur einfach mit der Maus ausgeführt werden kann. Darüber hinaus können Sie Audiospuren übereinander legen (Sounds mischen) und verschiedene akustische Effekte anwenden (Echo, Rückwärtswiedergabe usw.).

Mit Sound-Editoren können Sie die Qualität des digitalen Audios und die Größe der Audiodatei ändern, indem Sie die Abtastrate und die Kodierungstiefe ändern. Digitalisiertes Audio kann unkomprimiert in Audiodateien in einem universellen Format gespeichert werden WAV oder im komprimierten Format MP3.

Beim Speichern von Ton in komprimierten Formaten werden Tonfrequenzen geringer Intensität verworfen, die für die menschliche Wahrnehmung „übermäßig“ sind und zeitlich mit Tonfrequenzen hoher Intensität übereinstimmen. Die Verwendung dieses Formats ermöglicht die Dutzende Komprimierung von Audiodateien, führt jedoch zu einem irreversiblen Informationsverlust (Dateien können nicht in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt werden).

Kontrollfragen

1. Wie wirken sich Abtastrate und Kodierungstiefe auf die Qualität digitaler Audiodaten aus?

Aufgaben zur selbstständigen Bearbeitung

1.22. Selektive Reaktionsaufgabe. Die Soundkarte erzeugt eine binäre Kodierung des analogen Audiosignals. Wie viele Informationen werden benötigt, um jede der 65.536 möglichen Signalintensitätsstufen zu kodieren?
1) 16 Bit; 2) 256 Bit; 3) 1 Bit; 4) 8 Bit.

1.23. Eine Aufgabe mit ausführlicher Antwort. Schätzen Sie das Informationsvolumen digitaler Audiodateien mit einer Dauer von 10 Sekunden bei einer Codierungstiefe und einer Audiosignal-Abtastrate, die ein Minimum und gewährleisten maximale Qualität Klang:
a) Mono, 8 Bit, 8000 Messungen pro Sekunde;
b) Stereo, 16 Bit, 48.000 Messungen pro Sekunde.

1.24. Eine Aufgabe mit ausführlicher Antwort. Bestimmen Sie die Dauer der Sounddatei, die auf eine 3,5-Zoll-Diskette passt (beachten Sie, dass auf einer solchen Diskette 2847 Sektoren mit jeweils 512 Bytes zum Speichern von Daten reserviert sind):
a) mit geringer Tonqualität: Mono, 8 Bit, 8000 Messungen pro Sekunde;
b) wann gute Qualität Ton: Stereo, 16 Bit, 48.000 Messungen pro Sekunde.

Ziel. Verstehen Sie den Prozess der Umwandlung von Toninformationen und beherrschen Sie die Konzepte, die zur Berechnung der Lautstärke von Toninformationen erforderlich sind. Lernen Sie, Probleme zu einem Thema zu lösen.

Zielmotivation. Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen.

Unterrichtsplan

1. Sehen Sie sich eine Präsentation zum Thema mit Kommentaren des Lehrers an. Anhang 1

Präsentationsmaterial: Kodierung von Audioinformationen.

Seit Anfang der 90er Jahre persönliche Computer bekam die Möglichkeit, mit Audioinformationen zu arbeiten. Jeder Computer, der über eine Soundkarte, ein Mikrofon und Lautsprecher verfügt, kann Audioinformationen aufzeichnen, speichern und wiedergeben.

Der Prozess der Umwandlung von Schallwellen in Binärcode im Computerspeicher:

Der Prozess der Wiedergabe von im Computerspeicher gespeicherten Audioinformationen:

Klang ist eine Schallwelle mit sich ständig ändernder Amplitude und Frequenz. Je größer die Amplitude, desto lauter ist es für einen Menschen; je höher die Frequenz des Signals, desto höher der Ton. Mithilfe von Computersoftware lässt sich nun ein kontinuierliches Audiosignal in eine Folge elektrischer Impulse umwandeln, die in binärer Form dargestellt werden können. Bei der Kodierung eines kontinuierlichen Audiosignals ist dies der Fall Zeitabtastung . Eine kontinuierliche Schallwelle wird in einzelne kleine temporäre Abschnitte unterteilt und für jeden dieser Abschnitte wird ein bestimmter Amplitudenwert eingestellt.

Somit besteht eine kontinuierliche Abhängigkeit der Signalamplitude von der Zeit Bei) wird durch eine diskrete Folge von Lautstärkepegeln ersetzt. In der Grafik sieht dies so aus, als würde man eine glatte Kurve durch eine Folge von „Schritten“ ersetzen. Jedem „Schritt“ wird ein Lautstärkepegelwert und sein Code (1, 2, 3 usw.) zugewiesen.

Weiter). Lautstärkepegel können als eine Reihe möglicher Zustände betrachtet werden. Je mehr Lautstärkepegel während des Codierungsprozesses zugewiesen werden, desto mehr Informationen enthält der Wert jedes Pegels und desto besser wird der Klang sein.

Audio-Adapter ( Soundkarte) ist ein spezielles Gerät, das an einen Computer angeschlossen ist und dazu dient, elektrische Schwingungen der Audiofrequenz bei der Toneingabe in einen numerischen Binärcode umzuwandeln und bei der Tonwiedergabe die umgekehrte Umwandlung (von einem numerischen Code in elektrische Schwingungen) durchzuführen.

Während der Tonaufnahme misst der Audioadapter die Amplitude mit einer bestimmten Periode elektrischer Strom und trägt den Binärcode des empfangenen Wertes in das Register ein. Anschließend wird der resultierende Code aus dem Register in den RAM des Computers neu geschrieben. Die Qualität des Computerklangs wird durch die Eigenschaften des Audioadapters bestimmt:

  • Abtastfrequenz
  • Bittiefe (Klangtiefe).

Zeitabtastrate

Dies ist die Anzahl der Messungen des Eingangssignals in 1 Sekunde. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen. Eine Messung pro Sekunde entspricht einer Frequenz von 1 Hz. 1000 Messungen in 1 Sekunde – 1 Kilohertz (kHz). Typische Abtastraten von Audioadaptern:

11 kHz, 22 kHz, 44,1 kHz usw.

Die Registerbreite (Klangtiefe) ist die Anzahl der Bits im Audioadapterregister, die die Anzahl der möglichen Schallpegel angibt.

Die Bittiefe bestimmt die Genauigkeit der Eingangssignalmessung. Je größer die Bittiefe, desto kleiner ist der Fehler jeder einzelnen Umwandlung des elektrischen Signalwerts in eine Zahl und zurück. Wenn die Bittiefe 8 (16) beträgt, können bei der Messung des Eingangssignals 2 8 = 256 (2 16 = 65536) verschiedene Werte erhalten werden. Offensichtlich kodiert und reproduziert ein 16-Bit-Audioadapter den Ton genauer als ein 8-Bit-Adapter. Moderne Soundkarten bieten eine 16-Bit-Audiokodierungstiefe. Die Anzahl der verschiedenen Signalpegel (Zustände für eine bestimmte Kodierung) kann mit der Formel berechnet werden:

N = 2 I = 2 · 16 = 65536, wobei I die Schalltiefe ist.

Somit können moderne Soundkarten eine Kodierung von 65536 Signalpegeln ermöglichen. Jedem Audiosignalamplitudenwert wird ein 16-Bit-Code zugewiesen. Bei der binären Codierung eines kontinuierlichen Audiosignals wird dieses durch eine Folge diskreter Signalpegel ersetzt. Die Qualität der Kodierung hängt also von der Anzahl der Signalpegelmessungen pro Zeiteinheit ab Abtastraten. Je mehr Messungen in einer Sekunde durchgeführt werden (je höher die Abtastfrequenz, desto genauer ist das binäre Codierungsverfahren).

Audiodatei - eine Datei, die Audioinformationen in numerischer Binärform speichert.

2. Wiederholen Sie die Maßeinheiten der Informationen

1 Byte = 8 Bit

1 KB = 2 10 Byte = 1024 Byte

1 MB = 2 10 KB = 1024 KB

1 GB = 2 10 MB = 1024 MB

1 TB = 2 10 GB = 1024 GB

1 PB = 2 10 TB = 1024 TB

3. Vertiefen Sie das Gelernte, indem Sie sich eine Präsentation oder ein Lehrbuch ansehen

4. Problemlösung

Lehrbuch, das die Lösung bei der Präsentation zeigt.

Aufgabe 1. Bestimmen Sie die Informationslautstärke einer Stereo-Audiodatei mit einer Tondauer von 1 Sekunde und hoher Tonqualität (16 Bit, 48 kHz).

Aufgabe (unabhängig). Lehrbuch, das die Lösung bei der Präsentation zeigt.
Informationsvolumen ermitteln digitaler Ton eine Datei mit einer Tondauer von 10 Sekunden bei einer Abtastfrequenz von 22,05 kHz und einer Auflösung von 8 Bit.

5. Konsolidierung. In der nächsten Lektion selbstständig Probleme zu Hause lösen

Bestimmen Sie die Speicherkapazität zum Speichern einer digitalen Audiodatei mit einer Spieldauer von zwei Minuten bei einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einer Auflösung von 16 Bit.

Dem Nutzer steht eine Speicherkapazität von 2,6 MB zur Verfügung. Es ist erforderlich, eine digitale Audiodatei mit einer Tondauer von 1 Minute aufzunehmen. Wie hoch sollten die Abtastfrequenz und die Bittiefe sein?

Der freie Speicher auf der Festplatte beträgt 5,25 MB, die Bittiefe der Soundkarte beträgt 16. Wie lange dauert der Ton einer digitalen Audiodatei, die mit einer Abtastfrequenz von 22,05 kHz aufgenommen wurde?

Eine Minute Aufnahme einer digitalen Audiodatei beansprucht 1,3 MB Speicherplatz und die Soundkarte hat eine Bitkapazität von 8. Mit welcher Abtastrate wird der Ton aufgenommen?

Wie viel Speicher wird benötigt, um eine hochwertige digitale Audiodatei mit einer Spieldauer von 3 Minuten zu speichern?

Die digitale Audiodatei enthält eine Audioaufnahme von geringer Qualität (der Ton ist dunkel und gedämpft). Wie lange dauert eine Datei, wenn sie 650 KB groß ist?

Zwei Minuten Aufnahme einer digitalen Audiodatei beanspruchen 5,05 MB Speicherplatz. Abtastfrequenz - 22.050 Hz. Welche Bittiefe hat der Audioadapter?

Der freie Speicher auf der Festplatte beträgt 0,1 GB, die Bittiefe der Soundkarte beträgt 16. Wie lange dauert der Ton einer digitalen Audiodatei, die mit einer Abtastfrequenz von 44.100 Hz aufgenommen wurde?

Antworten

Nr. 92. 124,8 Sekunden.

Nr. 93. 22,05 kHz.

Nr. 94. Eine hohe Klangqualität wird mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einer Audio-Adapter-Bittiefe von 16 erreicht. Die erforderliche Speichergröße beträgt 15,1 MB.

Nr. 95. Die folgenden Parameter sind typisch für einen düsteren und gedämpften Klang: Abtastfrequenz - 11 kHz, Bittiefe des Audioadapters - 8. Die Tondauer beträgt 60,5 s.

Nr. 96. 16 Bit.

Nr. 97. 20,3 Minuten.

Literatur

1. Lehrbuch: Informatik, Problembuch-Workshop, Band 1, herausgegeben von I.G. Semakin, E.K. Henner)

2. Festival pädagogischer Ideen „Offene Lektion“ Sound. Binäre Kodierung von Audioinformationen. Supryagina Elena Aleksandrovna, Informatiklehrerin.

3. N. Ugrinovich. Informatik und Informationstechnologie. 10-11 Klassen. Moskau. Binomial. Wissenslabor 2003.

Es gibt drei Haupttypen von Audiofiguren:

  • Format – keine Komprimierung;
  • Format (verlustbehaftet) – verlustbehaftete Komprimierung;
  • Format (verlustfrei) – verlustfreie Komprimierung.

Verlustbehaftet – verlustbehaftete Komprimierung: eine Technologie, die die codierte Datei im Vergleich zum Original erheblich verkleinert, indem Informationen entfernt werden, die für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar sind.

Der Nachteil dieser Technologie besteht darin, dass die komprimierte Datei niemals mit dem Original identisch sein wird.

Liste der häufigsten verlustbehafteten Formate:

  • AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) – Erweiterte Audiokodierung (häufig in einem MPEG-4-Container)
  • MP2 (MPEG Layer 2)
  • MP3 (MPEG Layer 3)
  • MPC (bekannt als Musepack, früher bekannt als MPEGplus oder MP+)
  • Ogg Vorbis
  • WMA (Windows Media Audio)
FormatQuantisierung, BitAbtastfrequenz, kHzMenge des Datenflusses von der Festplatte, kbit/sKompressions-/Packungsverhältnis
DTS20-24 48; 96 vor 1536~3:1 mit Verlusten
MP3schwebendbis 48bis zu 32011:1 mit Niederlagen
A.A.C.schwebendbis 96bis 529mit Verlusten
Ogg Vorbisbis 32bis 192bis 1000mit Verlusten
WMAbis 24bis 96bis 7682:1, verlustfreie Version verfügbar

Verlustfrei – Audioformate mit verlustfreier Komprimierung, dazu gehören:

  • FLAC (Free Lossless Audio Codec)
  • APE (Monkey's Audio)
  • WV (WavPack)

Diese Formate sind in der Lage, eine CD unter Beibehaltung der Qualität in ein digitales Format zu konvertieren. Sie können beispielsweise eine CD nehmen, sie in WAV umwandeln, dann das WAV-Format in FLAC umwandeln, dann wieder von FLAC in WAV umwandeln und sie dann auf eine leere CD brennen, und Sie erhalten eine absolut identische Kopie Ihrer Quelle.

In welchem ​​Format klingt Musik am besten?

Am beliebtesten ist das verlustfreie FLAC-Format, und eines der am häufigsten verwendeten Programme zum Konvertieren von CDs in das FLAC-Format ist EAC (Exact Audio Copy).

Von allen Parametern des digitalen Audios müssen Sie vor allem auf die folgenden Indikatoren achten:

Abtastfrequenz (Genauigkeit der Digitalisierung eines analogen Signals über die Zeit),
Bitrate (die in der Datei enthaltene Informationsmenge pro Sekunde).

Die Abtastrate ist die Frequenz, mit der digitales Audio verarbeitet wird. Die gebräuchlichste Abtastrate bei hochwertigen Audioformaten ist 44,1 kHz

Es ist allgemein anerkannt, dass eine hohe Bitrate gewährleistet ist beste Qualität- Das stimmt, aber nur, wenn die Quelldatei von hoher Qualität ist. Eine hochwertige MP3-Datei sollte eine Bitrate von 320 kbps haben, ein hochwertiges FLAC-Format hat jedoch normalerweise eine Bitrate von 900 kbps oder höher.

Welches ist qualitativ das beste Musikformat?

Für einen hochwertigen Musikklang benötigen Sie neben den Audioformaten selbst auch hochwertige Wiedergabegeräte: Lautsprecher, Verstärker, Kopfhörer. Mit anderen Worten: Wenn Sie Desktop-PC-Lautsprecher und preisgünstige Kopfhörer verwenden, können Sie den hochwertigen Klang nicht in vollem Umfang genießen und das volle Potenzial verlustfreier Formate ausschöpfen.

Ohne tief auf technische Details einzugehen, können wir folgende Formate empfehlen:

Für das Hören zu Hause empfehle ich meiner Meinung nach FLAC als bestes Format. Für Audio-Player gute Entscheidung Es wird ein MP3-Format mit einer Bitrate von mindestens 320 kbps geben. Persönlich verwende ich auf allen Geräten, zum Glück auch auf den Volumes, nur das FLAC-Format microSD-Karten ermöglichen es Ihnen, eine ausreichende Datenmenge im Player zu speichern.

Was Geräte für die hochwertige Musikwiedergabe angeht, rate ich Ihnen, auf folgende Marken zu achten:

Wenn Budget-Akustik Sie sind unzufrieden und ein Fan hochwertiger Klanggeräte (Hi-Fi oder Hi-End), dann liegt alles in Ihren Händen und wird nur durch Ihr Budget begrenzt, ich werde keine Empfehlungen geben.

Kodierung von Audioinformationen.

Arten von Aufgaben:

1. Größe der digitalen Audiodatei (Mono und Stereo).

Bei der Lösung von Problemen stützen sich die Studierenden auf folgende Konzepte:

Zeiterfassung – ein Verfahren, bei dem beim Kodieren eines kontinuierlichen Audiosignals die Schallwelle in einzelne kleine Zeitabschnitte unterteilt wird und für jeden dieser Abschnitte ein bestimmter Amplitudenwert eingestellt wird. Je größer die Amplitude des Signals, desto lauter der Ton.

Audiotiefe (Kodierungstiefe) –Anzahl der Bits pro Audiokodierung.

Lautstärkepegel (Signalpegel)- Der Ton kann unterschiedliche Lautstärken haben. Die Anzahl der verschiedenen Lautstärkestufen wird anhand der Formel berechnet N= 2 ICH WoICH– Klangtiefe.

Abtastfrequenz - Anzahl der Messungen des Eingangssignalpegels pro Zeiteinheit (pro 1 Sekunde). Je höher die Abtastrate, desto genauer ist das binäre Kodierungsverfahren. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen. 1 Messung pro 1 Sekunde -1 Hz.

1000 Messungen in 1 Sekunde 1 kHz. Bezeichnen wir die Abtastrate mit dem BuchstabenD. Wählen Sie zur Kodierung eine von drei Frequenzen:44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz.

Es wird angenommen, dass der Frequenzbereich, den eine Person hört, aus dem Frequenzbereich stammt 20 Hz bis 20 kHz.

Qualität der Binärkodierung –ein Wert, der durch die Kodierungstiefe und die Abtastfrequenz bestimmt wird.

Audioadapter (Soundkarte) – ein Gerät, das elektrische Schwingungen der Tonfrequenz bei der Toneingabe in einen numerischen Binärcode und bei der Tonwiedergabe umgekehrt (von einem numerischen Code in elektrische Schwingungen) umwandelt.

Spezifikationen des Audioadapters:Abtastfrequenz und Registerbittiefe.

Registergröße - Anzahl der Bits im Audioadapterregister. Je größer die Ziffernkapazität, desto kleiner ist der Fehler jeder einzelnen Umrechnung der Größe des elektrischen Stroms in eine Zahl und umgekehrt. Wenn die Bittiefe ist ICH, dann kann bei der Messung das Eingangssignal 2 erhalten werdenICH = N unterschiedliche Bedeutungen.

Größe der digitalen Mono-Audiodatei (A) wird nach der Formel gemessen:

A= D* T* ICH/8 , WoDAbtastfrequenz (Hz),T– Zeitpunkt der Tonwiedergabe oder -aufnahme,ICHRegisterbreite (Auflösung). Nach dieser Formel wird die Größe in Bytes gemessen.

Größe der digitalen Stereo-Audiodatei (A) wird nach der Formel gemessen:

A=2* D* T* ICH/8 , das Signal wird für zwei Lautsprecher aufgezeichnet, da der linke und der rechte Tonkanal getrennt codiert werden.

Für Schüler ist es hilfreich, Tabelle 1 anzugeben, die zeigt, wie viele MB eine codierte Audioinformation von einer Minute bei unterschiedlichen Abtastraten belegen wird:

Signaltyp

Abtastfrequenz, kHz

16 Bit, Stereo

16 Bit, Mono

8 Bit, Mono

1. Größe der digitalen Datei

Stufe 3"

1. Bestimmen Sie die Größe (in Bytes) einer digitalen Audiodatei, deren Spielzeit 10 Sekunden bei einer Abtastrate von 22,05 kHz und einer Auflösung von 8 Bit beträgt. Die Datei ist nicht komprimiert. (, Seite 156, Beispiel 1)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Größe (in Bytes) digitale Audiodatei: A= D* T* ICH/8.

Zur Konvertierung in Bytes muss der resultierende Wert durch 8 Bits geteilt werden.

22,05 kHz =22,05 * 1000 Hz =22050 Hz

A= D* T* ICH/8 = 22050 x 10 x 8 / 8 = 220500 Bytes.

Antwort: Die Dateigröße beträgt 220500 Bytes.

2. Bestimmen Sie die Speicherkapazität zum Speichern einer digitalen Audiodatei, deren Spielzeit zwei Minuten bei einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einer Auflösung von 16 Bit beträgt. (, S. 157, Nr. 88)

Lösung:

A= D* T* ICH/8. – die Speicherkapazität zum Speichern einer digitalen Audiodatei.

44100 (Hz) x 120 (s) x 16 (Bits) / 8 (Bits) = Byte = 10335,9375 KB = 10,094 MB.

Antwort: ≈ 10 MB

Level 4"

3. Dem Benutzer steht eine Speicherkapazität von 2,6 MB zur Verfügung. Es ist erforderlich, eine digitale Audiodatei mit einer Tondauer von 1 Minute aufzunehmen. Wie hoch sollten die Abtastfrequenz und die Bittiefe sein? (, S. 157, Nr. 89)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Abtastfrequenz und Bittiefe: D* I =A/T

(Speicherkapazität in Bytes) : (Erklingzeit in Sekunden):

2,6 MB = 26 Byte

D* I =A/T= 26 Bytes: 60 = 45438,3 Bytes

D=45438,3 Bytes: I

Die Adapterbreite kann 8 oder 16 Bit betragen. (1 Byte oder 2 Byte). Daher kann die Abtastfrequenz entweder 45438,3 Hz = 45,4 kHz ≈ betragen 44,1 kHz–standardmäßige charakteristische Abtastfrequenz oder 22719,15 Hz = 22,7 kHz ≈ 22,05 kHz- Standard-charakteristische Abtastrate

Antwort:

Abtastfrequenz

Kapazität des Audioadapters

1 Option

22,05 kHz

16 Bit

Option 2

44,1 kHz

8 Bit

4. Der freie Speicher auf der Festplatte beträgt 5,25 MB, die Bittiefe der Soundkarte beträgt 16. Wie lange dauert der Ton einer digitalen Audiodatei, die mit einer Abtastfrequenz von 22,05 kHz aufgenommen wurde? (, S. 157, Nr. 90)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Schalldauer: T=A/D/I

(Speicherkapazität in Bytes): (Abtastfrequenz in Hz): (Soundkartenkapazität in Bytes):

5,25 MB = 5505024 Bytes

5505024 Bytes: 22050 Hz: 2 Bytes = 124,8 Sek
Antwort: 124,8 Sekunden

5. Eine Minute Aufnahme einer digitalen Audiodatei beansprucht 1,3 MB Speicherplatz, die Bittiefe der Soundkarte beträgt 8. Mit welcher Abtastrate wird der Ton aufgenommen? (, S. 157, Nr. 91)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Abtastrate: D = A/T/I

(Speicherkapazität in Bytes) : (Aufnahmezeit in Sekunden) : (Soundkartenkapazität in Bytes)

1,3 MB = 18 Byte

18 Byte: 60:1 = 22719,1 Hz

Antwort: 22,05 kHz

6. Zwei Minuten Aufnahme einer digitalen Audiodatei beanspruchen 5,1 MB Speicherplatz. Abtastfrequenz - 22050 Hz. Welche Bittiefe hat der Audioadapter? (, S. 157, Nr. 94)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Bittiefe: (Speicherkapazität in Bytes): (Erkundungszeit in Sekunden): (Abtastfrequenz):

5,1 MB = 56 Byte

56 Bytes: 120 Sek.: 22050 Hz = 2,02 Bytes = 16 Bits

Antwort: 16 Bit

7. Der freie Speicher auf der Festplatte beträgt 0,01 GB, die Bittiefe der Soundkarte beträgt 16. Wie lange dauert der Ton einer digitalen Audiodatei, die mit einer Abtastfrequenz von 44100 Hz aufgenommen wurde? (, S. 157, Nr. 95)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Schalldauer T=A/D/I

(Speicherkapazität in Bytes) : (Abtastfrequenz in Hz) : (Soundkartenkapazität in Bytes)

0,01 GB = 0,24 Byte

24 Bytes: 44100: 2 = 121,74 Sek. = 2,03 Min
Antwort: 20,3 Minuten

8. Schätzen Sie den Informationsumfang einer Mono-Audiodatei mit einer Tondauer von 1 Minute. wenn die Kodierungstiefe und die Abtastfrequenz des Audiosignals gleich sind:
a) 16 Bit und 8 kHz;
b) 16 Bit und 24 kHz.

(, S. 76, Nr. 2.82)

Lösung:

A).
16 Bit x 8.000 = 128.000 Bit = 16.000 Byte = 15,625 KB/s
15,625 KB/s x 60 s = 937,5 KB

B).
1) Die Informationslautstärke einer 1 Sekunde dauernden Tondatei ist gleich:
16 Bit x = 384000 Bit = 48000 Byte = 46,875 KB/s
2) Die Informationslautstärke einer 1-minütigen Audiodatei beträgt:
46,875 KB/s x 60 s = 2812,5 KB = 2,8 MB

Antwort: a) 937,5 KB; b) 2,8 MB

Level 5"

Tabelle 1 wird verwendet

9. Wie viel Speicher wird benötigt, um eine digitale Audiodatei mit hochwertiger Tonaufnahme zu speichern, vorausgesetzt, die Spieldauer beträgt 3 Minuten? (, S. 157, Nr. 92)

Lösung:

Eine hohe Klangqualität wird bei einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einer Audioadapter-Bittiefe von 16 erreicht.
Formel zur Berechnung der Speicherkapazität: (Aufnahmezeit in Sekunden) x (Soundkartenkapazität in Bytes) x (Abtastfrequenz):
180 s x 2 x 44100 Hz = Byte = 15,1 MB
Antwort: 15,1 MB

10. Die digitale Audiodatei enthält eine Audioaufnahme von schlechter Qualität (der Ton ist dunkel und gedämpft). Wie lange dauert eine Datei, wenn sie 650 KB groß ist? (, S. 157, Nr. 93)

Lösung:

Die folgenden Parameter sind typisch für düsteren und gedämpften Klang: Abtastfrequenz – 11,025 KHz, Bittiefe des Audioadapters – 8 Bit (siehe Tabelle 1). Dann ist T=A/D/I. Lassen Sie uns das Volumen in Bytes umrechnen: 650 KB = 665600 Bytes

Т=665600 Bytes/11025 Hz/1 Byte ≈60,4 s

Antwort: Die Dauer des Tons beträgt 60,5 s

Lösung:

Die Informationslautstärke einer 1 Sekunde dauernden Tondatei beträgt:
16 Bit xx 2 = 1 Bit = 187,5 KB (multipliziert mit 2, da es sich um Stereo handelt).

Die Informationsmenge einer Audiodatei von 1 Minute Dauer beträgt:
187,5 KB/s x 60 s ≈ 11 MB

Antwort: 11 MB

Antwort: a) 940 KB; b) 2,8 MB.

12. Berechnen Sie die Spielzeit einer Mono-Audiodatei, wenn ihre Lautstärke bei 16-Bit-Kodierung und einer Abtastfrequenz von 32 kHz gleich ist:
a) 700 KB;
b) 6300 KB

(, S. 76, Nr. 2.84)

Lösung:

A).
1) Die Informationslautstärke einer 1 Sekunde dauernden Tondatei ist gleich:

700 KB: 62,5 KB/s = 11,2 s

B).
1) Die Informationslautstärke einer 1 Sekunde dauernden Tondatei ist gleich:
16 Bit x = 512000 Bit = 64000 Byte = 62,5 KB/s
2) Die Abspielzeit einer 700 KB großen Mono-Audiodatei beträgt:
6300 KB: 62,5 KB/s = 100,8 s = 1,68 min

Antwort: a) 10 Sekunden; b) 1,5 Min.

13. Berechnen Sie, wie viele Informationsbytes eine Sekunde Stereoaufnahme auf einer CD einnimmt (Frequenz 44032 Hz, 16 Bit pro Wert). Wie lange dauert eine Minute? Wie hoch ist die maximale Festplattenkapazität (bei einer maximalen Dauer von 80 Minuten)? (, S. 34, Übung Nr. 34)

Lösung:

Formel zur Berechnung der Speichergröße A= D* T* ICH:
(Aufnahmezeit in Sekunden) * (Soundkartenkapazität in Bytes) * (Abtastfrequenz). 16 Bits – 2 Bytes.
1) 1s x 2 x 44032 Hz = 88064 Bytes (1 Sekunde Stereo-CD-Aufnahme)
2) 60s x 2 x 44032 Hz = 5283840 Bytes (1 Minute Stereo-CD-Aufnahme)
3) 4800s x 2 x 44032 Hz = Byte = 412800 KB = 403,125 MB (80 Minuten)

Antwort: 88064 Bytes (1 Sekunde), 5283840 Bytes (1 Minute), 403,125 MB (80 Minuten)

2. Bestimmung der Klangqualität.

Um die Klangqualität zu bestimmen, müssen Sie die Abtastfrequenz ermitteln und Tabelle Nr. 1 verwenden

Signalintensitätsstufen – Klangqualität von Radiosendungen, mit 65 Signalintensitätsstufen – Audio-CD-Klangqualität. Die Frequenz mit der höchsten Qualität entspricht der auf einer CD aufgenommenen Musik. Die Größe des analogen Signals wird in diesem Fall 44.100 Mal pro Sekunde gemessen.

Level 5"

13. Bestimmen Sie die Tonqualität (Rundfunkqualität, Durchschnittsqualität, Audio-CD-Qualität), wenn bekannt ist, dass die Lautstärke einer Mono-Audiodatei mit einer Tondauer von 10 Sekunden beträgt. gleich:
a) 940 KB;
b) 157 KB.

(, S. 76, Nr. 2.83)

Lösung:

A).
1) 940 KB = 962560 Byte = 7700480 Bit
2) 7700480 Bits: 10 Sek. = 770048 Bits/s
3) 770048 bps: 16 Bit = 48128 Hz – Abtastrate – nahe der höchsten 44,1 kHz
Antwort: Audio-CD-Qualität

B).
1) 157 KB = 160768 Byte = 1286144 Bit
2) 1286144 Bits: 10 Sek. = 4 Bit/s
3) 4 bps: 16 Bit = 8038,4 Hz
Antwort: Sendequalität

Antwort: a) CD-Qualität; b) Qualität der Radiosendung.

14. Bestimmen Sie die Länge der Audiodatei, die auf eine 3,5-Zoll-Diskette passt. Bitte beachten Sie, dass auf einer solchen Diskette 2847 Sektoren mit 512 Bytes zum Speichern von Daten reserviert sind.
a) mit geringer Tonqualität: Mono, 8 Bit, 8 kHz;
b) mit hoher Klangqualität: Stereo, 16 Bit, 48 kHz.

(, S. 77, Nr. 2.85)

Lösung:

A).

8 Bit x 8.000 = Bit = 8000 Byte = 7,8 KB/s
3) Die Spielzeit einer Mono-Audiodatei mit einem Volumen von 1423,5 KB beträgt:
1423,5 KB: 7,8 KB/s = 182,5 s ≈ 3 Min

B).
1) Das Informationsvolumen einer Diskette ist gleich:
2847 Sektoren x 512 Bytes = 1457664 Bytes = 1423,5 KB
2) Die Informationslautstärke einer 1 Sekunde dauernden Tondatei ist gleich:
16 Bit xx 2= 1 Bit = Byte = 187,5 KB/s
3) Die Spielzeit einer Stereo-Audiodatei mit einem Volumen von 1423,5 KB beträgt:
1423,5 KB: 187,5 KB/s = 7,6 s

Antwort: a) 3 Minuten; b) 7,6 Sekunden.

3. Binäre Audiokodierung.

Bei der Lösung von Problemen verwendet er folgendes theoretisches Material:

Um Audio zu kodieren, wird das in der Abbildung gezeigte analoge Signal verwendet

Die Ebene ist in vertikale und horizontale Linien unterteilt. Bei der vertikalen Partitionierung handelt es sich um die Abtastung des analogen Signals (Signalmessfrequenz), bei der horizontalen Partitionierung Quantisierung nach Level. Das heißt, je feiner das Raster, desto besser ist die Annäherung an analogen Klang anhand von Zahlen. Die Acht-Bit-Quantisierung wird verwendet, um gewöhnliche Sprache zu digitalisieren ( Telefongespräch) und Radiosendungen auf Kurzwellen. Sechzehn-Bit – zur Digitalisierung von Musik und UKW-Radiosendungen (Ultrakurzwelle).

Stufe 3"

15. Das analoge Audiosignal wurde zunächst mit 256 Signalintensitäten (Rundfunk-Klangqualität) und dann mit 65.536 Signalintensitäten (Audio-CD-Klangqualität) abgetastet. Wie oft unterscheiden sich die Informationsmengen des digitalisierten Tons? (, S. 77, Nr. 2.86)

Lösung:

Die Codelänge eines analogen Signals beträgt bei Verwendung von 256 Signalintensitätsstufen 8 Bit und bei Verwendung von 65536 Signalintensitätsstufen 16 Bit. Da sich die Codelänge eines Signals verdoppelt hat, unterscheiden sich die Informationsmengen des digitalisierten Tons um den Faktor 2.

Antwort: 2 Mal.

Ebene "4"

16. Nach dem Nyquist-Kotelnikov-Theorem, damit ein analoges Signal aus seinen Signalen genau rekonstruiert werden kann diskrete Darstellung(entsprechend seinen Samples) muss die Sampling-Frequenz mindestens das Doppelte der maximalen Audiofrequenz dieses Signals betragen.

· Wie hoch sollte die Abtastrate des für den Menschen wahrnehmbaren Tons sein?

· Was sollte höher sein: die Abtastrate von Sprache oder die Abtastrate eines Symphonieorchesters?

Ziel: Den Studierenden die Eigenschaften von Hardware und Software für die Arbeit mit Ton näherbringen. Arten von Aktivitäten: Wissen aus einem Physikkurs aneignen (oder mit Nachschlagewerken arbeiten). (, S. ??, Aufgabe 2)

Lösung:

Es wird angenommen, dass der Frequenzbereich, den der Mensch hört, zwischen 20 Hz und 20 kHz liegt. Damit ein analoges Signal aus seiner diskreten Darstellung (aus seinen Abtastwerten) genau rekonstruiert werden kann, gilt nach dem Nyquist-Kotelnikov-Theorem Folgendes: Die Abtastrate muss mindestens das Doppelte der maximalen Audiofrequenz dieses Signals betragen. Die maximale Schallfrequenz, die eine Person hören kann, beträgt 20 kHz, was bedeutet, dass das Gerät ra und Software muss eine Abtastrate von mindestens 40 kHz, genauer gesagt 44,1 kHz, bieten. Computerverarbeitung Der Klang eines Sinfonieorchesters erfordert eine höhere Abtastrate als die Sprachverarbeitung, da der Frequenzbereich bei einem Sinfonieorchester viel größer ist.

Antwort: Nicht weniger als 40 kHz, die Abtastfrequenz eines Symphonieorchesters ist höher.

Level 5"

17. Die Abbildung zeigt den Klang einer Sekunde Sprache, die von einem Rekorder aufgezeichnet wurde. Kodieren Sie es in einen binären digitalen Code mit einer Frequenz von 10 Hz und einer Codelänge von 3 Bit. (, S. ??, Aufgabe 1)

Lösung:

Die Kodierung mit 10 Hz bedeutet, dass wir die Tonhöhe 10 Mal pro Sekunde messen müssen. Wählen wir äquidistante Zeitpunkte:

Eine Codelänge von 3 Bit bedeutet 23 = 8 Quantisierungsstufen. Das heißt, als numerischer Code für die Tonhöhe zu jedem ausgewählten Zeitpunkt können wir eine der folgenden Kombinationen festlegen: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Es gibt nur 8 davon Bei ihnen kann daher die Tonhöhe in 8 „Stufen“ gemessen werden:

Wir werden die Tonhöhenwerte auf die nächstniedrigere Ebene „runden“:

Benutzen diese Methode Beim Codieren erhalten wir das folgende Ergebnis (zur leichteren Verständlichkeit sind Leerzeichen eingefügt):

Notiz. Es empfiehlt sich, die Studierenden darauf aufmerksam zu machen, wie ungenau der Code die Amplitudenänderung wiedergibt. Das heißt, die Abtastfrequenz von 10 Hz und der Bitquantisierungsgrad sind zu klein. Typischerweise wird für Ton (Sprache) eine Abtastfrequenz von 8 kHz, also 8000 Mal pro Sekunde, und eine Quantisierungsstufe von 28 (8-Bit-Code) gewählt.

Antwort:

18. Erklären Sie, warum der Quantisierungsgrad neben der Abtastfrequenz die Hauptmerkmale der Klangdarstellung in einem Computer ist. Ziele: das Verständnis der Schüler für die Konzepte „Genauigkeit der Datendarstellung“, „Messfehler“ und „Darstellungsfehler“ zu festigen; Überprüfen Sie mit den Schülern die binäre Kodierung und die Codelänge. Art der Aktivität: Arbeiten mit Definitionen von Konzepten. (, S. ??, Aufgabe 3)

Lösung:

In der Geometrie, Physik und Technik gibt es den Begriff „Messgenauigkeit“, der eng mit dem Begriff „Messfehler“ zusammenhängt. Aber es gibt auch ein Konzept „Präzision der Darstellung“.Über die Größe einer Person können wir beispielsweise Folgendes sagen: a) ungefähr. 2 m, b) etwas mehr als 1,7 m, c) gleich 1 m 72 cm, d) gleich 1 m 71 cm 8 mm. Das heißt, 1, 2, 3 oder 4 Ziffern können zur Angabe der gemessenen Höhe verwendet werden.
Das Gleiche gilt für die binäre Kodierung. Wenn nur 2 Bit verwendet werden, um die Tonhöhe eines Tons zu einem bestimmten Zeitpunkt aufzuzeichnen, können selbst bei genauen Messungen nur 4 Stufen übertragen werden: niedrig (00), unterdurchschnittlich (01), überdurchschnittlich ( 10), hoch (11). Wenn Sie 1 Byte verwenden, können Sie 256 Ebenen übertragen. Wie höhere Quantisierungsstufe, oder, was dasselbe ist wie Je mehr Bits zur Erfassung des Messwertes vorgesehen sind, desto genauer wird dieser Wert übertragen.

Notiz. Zu beachten ist, dass das Messgerät auch die gewählte Quantisierungsstufe unterstützen muss (es macht keinen Sinn, die gemessene Länge mit einem Lineal mit Dezimeterteilung millimetergenau darzustellen).

Antwort: Je höher die Quantisierungsstufe, desto genauer wird der Ton übertragen.

Literatur:

[ 1] Informatik. Problembuch-Workshop in 2 Bänden /Hrsg. , : Band 1. – Labor Grundwissen, 1999 – 304 S.: Abb.

Workshop zu Informatik und Informationstechnologie. Lernprogramm für Bildungseinrichtungen / , . – M.: Binom. Laboratory of Knowledge, 20 S.: Abb.

Informatik in der Schule: Beilage zur Zeitschrift „Informatik und Bildung“. Nr. 4 - 2003. - M.: Bildung und Informatik, 2003. - 96 S.: Abb.

Usw. Informationskultur: Informationskodierung. Informationsmodelle. Klassen 9-10: Lehrbuch für allgemeinbildende Einrichtungen. - 2. Aufl. - M.: Bustard, 1996. - 208 S.: Abb.

Senokosov über Informatik für Schulkinder. - Jekaterinburg: „U-Factoria“, 2003. - 346. S. 54-56.



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