ऑडियो जानकारी की कोडिंग। एकीकृत राज्य परीक्षा की तैयारी। ध्वनि गुणवत्ता के आधार पर सर्वश्रेष्ठ संगीत प्रारूप न्यूनतम और अधिकतम ध्वनि गुणवत्ता

डिजिटल ऑडियो रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले मुख्य पैरामीटर हैं:

§ ADC और DAC की बिट क्षमता.

§ एडीसी और डीएसी नमूना दरें।

§ जिटर एडीसी और डीएसी

§ ओवरसैंपलिंग

डिजिटल ध्वनि रिकॉर्डिंग और ध्वनि प्रजनन उपकरणों के एनालॉग पथ के पैरामीटर भी महत्वपूर्ण हैं:

§ शोर अनुपात करने के लिए संकेत

§ गुणांक अरैखिक विरूपण

§ इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण

§ असमान आयाम-आवृत्ति विशेषताएँ

§ चैनलों का अंतर्विरोध

§ डानामिक रेंज

डिजिटल ऑडियो रिकॉर्डिंग तकनीक

अभिलेख डिजिटल ऑडियोवर्तमान में रिकॉर्डिंग स्टूडियो में किया जाता है, जो पर्सनल कंप्यूटर और अन्य महंगे और उच्च गुणवत्ता वाले उपकरणों द्वारा नियंत्रित होता है। "होम स्टूडियो" की अवधारणा भी काफी व्यापक रूप से विकसित हुई है, जिसमें पेशेवर और अर्ध-पेशेवर रिकॉर्डिंग उपकरण का उपयोग किया जाता है, जो आपको घर पर उच्च गुणवत्ता वाली रिकॉर्डिंग बनाने की अनुमति देता है।

आवेदन करना साउंड कार्डकंप्यूटर के भाग के रूप में जो अपने ADCs और DACs में प्रसंस्करण करते हैं - अक्सर 24 बिट्स और 96 kHz में, बिट दर और नमूना आवृत्ति बढ़ाने से व्यावहारिक रूप से रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता में वृद्धि नहीं होती है।

कंप्यूटर प्रोग्रामों की एक पूरी श्रेणी है - ध्वनि संपादक जो आपको ध्वनि के साथ काम करने की अनुमति देते हैं:

§ आने वाली ऑडियो स्ट्रीम रिकॉर्ड करें

§ ध्वनि उत्पन्न करना (उत्पन्न करना)।

§ परिवर्तन मौजूदा प्रविष्टि(नमूने जोड़ें, समय, ध्वनि की गति, भागों को काटें, आदि बदलें)

§ एक प्रारूप से दूसरे प्रारूप में पुनः लिखें

§ कन्वर्ट विभिन्न ऑडियो कोडेक्स परिवर्तित करें

कुछ सरल कार्यक्रम, केवल प्रारूपों और कोडेक्स के रूपांतरण की अनुमति दें।

डिजिटल ऑडियो प्रारूपों के प्रकार

ध्वनि प्रारूप की विभिन्न अवधारणाएँ हैं।

ऑडियो डेटा को डिजिटल रूप में प्रस्तुत करने का प्रारूप डिजिटल-टू-एनालॉग कनवर्टर (डीएसी) द्वारा उपयोग की जाने वाली परिमाणीकरण विधि पर निर्भर करता है। ऑडियो इंजीनियरिंग में, दो प्रकार के परिमाणीकरण वर्तमान में सबसे आम हैं:

§ पल्स कोड मॉडुलेशन

§ सिग्मा-डेल्टा मॉड्यूलेशन

अक्सर, विभिन्न ऑडियो रिकॉर्डिंग और प्लेबैक उपकरणों के लिए परिमाणीकरण बिट गहराई और नमूना आवृत्ति को डिजिटल ऑडियो प्रस्तुति प्रारूप (24 बिट/192 किलोहर्ट्ज़; 16 बिट/48 किलोहर्ट्ज़) के रूप में इंगित किया जाता है।

पीसी स्टोरेज डिवाइस पर संग्रहीत होने पर फ़ाइल प्रारूप ऑडियो डेटा की संरचना और प्रस्तुति सुविधाओं को निर्धारित करता है। ऑडियो डेटा में अतिरेक को खत्म करने के लिए, ऑडियो डेटा को संपीड़ित करने के लिए ऑडियो कोडेक्स का उपयोग किया जाता है। ध्वनि फ़ाइल स्वरूपों के तीन समूह हैं:

§ WAV, AIFF जैसे असम्पीडित ऑडियो प्रारूप

§ दोषरहित संपीड़न के साथ ऑडियो प्रारूप (एपीई, एफएलएसी)

§ हानिपूर्ण संपीड़न का उपयोग कर ऑडियो प्रारूप (एमपी 3, ओजीजी)

मॉड्यूलर संगीत फ़ाइल स्वरूप विशिष्ट हैं। कृत्रिम रूप से या पहले से रिकॉर्ड किए गए लाइव उपकरणों के नमूनों से निर्मित, वे मुख्य रूप से आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक संगीत (एमओडी) बनाने के लिए काम करते हैं। इसमें MIDI प्रारूप भी शामिल है, जो ध्वनि रिकॉर्डिंग नहीं है, लेकिन एक सीक्वेंसर की मदद से यह आपको टेक्स्ट फॉर्म में कमांड के एक विशिष्ट सेट का उपयोग करके संगीत रिकॉर्ड करने और चलाने की अनुमति देता है।

डिजिटल ऑडियो मीडिया प्रारूपों का उपयोग ध्वनि रिकॉर्डिंग (सीडी, एसएसीडी) के बड़े पैमाने पर वितरण और पेशेवर ध्वनि रिकॉर्डिंग (डीएटी, मिनीडिस्क) दोनों में किया जाता है।

सराउंड साउंड सिस्टम के लिए, ऑडियो प्रारूपों को अलग करना भी संभव है, जो मुख्य रूप से फिल्मों के लिए मल्टी-चैनल ऑडियो संगत हैं। ऐसी प्रणालियों में दो बड़ी प्रतिस्पर्धी कंपनियों, डिजिटल थिएटर सिस्टम्स इंक. के प्रारूपों का पूरा परिवार होता है। - डीटीएस और डॉल्बी लेबोरेटरीज इंक। - डॉल्बी डिजिटल।

प्रारूप मल्टीचैनल ध्वनि प्रणालियों में चैनलों की संख्या भी है (5.1; 7.1)। प्रारंभ में, ऐसी प्रणाली सिनेमाघरों के लिए विकसित की गई थी, लेकिन बाद में सॉफ्टवेयर कोडेक का विस्तार किया गया

ऑडियो कोडेक कार्यक्रम स्तर पर

§ G.723.1 - आईपी टेलीफोनी अनुप्रयोगों के लिए बुनियादी कोडेक्स में से एक

§ G.729 एक मालिकाना नैरोबैंड कोडेक है जिसका उपयोग डिजिटल भाषण प्रतिनिधित्व के लिए किया जाता है

§ इंटरनेट लो बिटरेट कोडेक (आईएलबीसी) - आईपी टेलीफोनी के लिए एक लोकप्रिय मुफ्त कोडेक (विशेष रूप से, स्काइप और गूगल टॉक के लिए)

ऑडियो कोडेक(अंग्रेज़ी) ऑडियो कोडेक; ऑडियो एनकोडर/डिकोडर) - कंप्यूटर प्रोग्राम या हार्डवेयर, ऑडियो डेटा को एनकोड या डीकोड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सॉफ़्टवेयर कोडेक

ऑडियो कोडेक कार्यक्रम स्तर परएक विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम, एक कोडेक है, जो फ़ाइल ऑडियो प्रारूप या स्ट्रीमिंग ऑडियो प्रारूप के अनुसार डिजिटल ऑडियो डेटा को संपीड़ित (कंप्रेस) या डीकंप्रेस (डीकंप्रेस) करता है। एक कंप्रेसर के रूप में ऑडियो कोडेक का काम एक निर्दिष्ट गुणवत्ता/सटीकता और सबसे छोटे संभव आकार के साथ एक ऑडियो सिग्नल प्रदान करना है। संपीड़न ऑडियो डेटा को संग्रहीत करने के लिए आवश्यक स्थान की मात्रा को कम कर देता है और उस चैनल की बैंडविड्थ को भी कम कर सकता है जिस पर ऑडियो डेटा प्रसारित होता है। अधिकांश ऑडियो कोडेक्स सॉफ़्टवेयर लाइब्रेरी के रूप में कार्यान्वित किए जाते हैं जो एक या अधिक ऑडियो प्लेयर, जैसे कि क्विकटाइम प्लेयर, एक्सएमएमएस, विनैम्प, वीएलसी मीडिया प्लेयर, एमप्लेयर या विंडोज मीडिया प्लेयर के साथ इंटरैक्ट करते हैं।

एप्लिकेशन द्वारा लोकप्रिय सॉफ़्टवेयर ऑडियो कोडेक्स:

§ MPEG-1 परत III (MP3) - ऑडियो रिकॉर्डिंग (संगीत, ऑडियोबुक, आदि) के लिए एक मालिकाना कोडेक कंप्यूटर उपकरणऔर डिजिटल खिलाड़ी

§ ऑग वॉर्बिस (ओजीजी) - दूसरा सबसे लोकप्रिय प्रारूप, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है कंप्यूटर गेमऔर संगीत प्रसारित करने के लिए फ़ाइल-साझाकरण नेटवर्क में

§ जीएसएम-एफआर - पहला डिजिटल स्पीच कोडिंग मानक जिसका उपयोग किया गया जीएसएम फ़ोन

§ एडेप्टिव मल्टी रेट (एएमआर) - मानव आवाज रिकॉर्डिंग मोबाइल फोनऔर दूसरे मोबाइल उपकरणों

मानव कान 20 कंपन प्रति सेकंड (कम ध्वनि) से लेकर 20,000 कंपन प्रति सेकंड (उच्च ध्वनि) तक की आवृत्तियों पर ध्वनि को समझता है।

एक व्यक्ति तीव्रता की एक विशाल श्रृंखला में ध्वनि का अनुभव कर सकता है, जिसमें अधिकतम तीव्रता न्यूनतम (एक लाख अरब गुना) से 10 से 14 गुना अधिक होती है। ध्वनि की मात्रा मापने के लिए एक विशेष इकाई का उपयोग किया जाता है "डेसीबल"(डीबीएल) (तालिका 5.1)। ध्वनि की मात्रा में 10 डीबीएल की कमी या वृद्धि ध्वनि की तीव्रता में 10 गुना की कमी या वृद्धि के अनुरूप है।

ध्वनि का समय नमूनाकरण.कंप्यूटर द्वारा ध्वनि को लगातार प्रोसेस करने के लिए ध्वनि संकेतसमय नमूने का उपयोग करके डिजिटल पृथक रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए। एक सतत ध्वनि तरंग को अलग-अलग छोटे अस्थायी खंडों में विभाजित किया जाता है, और ऐसे प्रत्येक खंड के लिए ध्वनि तीव्रता का एक निश्चित मान निर्धारित किया जाता है।

इस प्रकार, समय ए(टी) पर ध्वनि की मात्रा की निरंतर निर्भरता को तीव्रता के स्तर के एक अलग अनुक्रम द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ग्राफ़ पर, यह एक चिकने वक्र को "चरणों" के अनुक्रम से बदलने जैसा दिखता है (चित्र 1.2)।

चावल। 1.2. ऑडियो का समय नमूनाकरण

नमूनाचयन आवृत्ति।साउंड कार्ड से जुड़े माइक्रोफ़ोन का उपयोग एनालॉग ऑडियो रिकॉर्ड करने और उसे डिजिटल रूप में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। परिणामी डिजिटल ध्वनि की गुणवत्ता प्रति इकाई समय में ध्वनि मात्रा स्तर की माप की संख्या पर निर्भर करती है, अर्थात। नमूना दरें. प्रति सेकंड जितना अधिक माप किया जाता है (नमूना आवृत्ति जितनी अधिक होगी), डिजिटल ऑडियो सिग्नल की "सीढ़ी" उतनी ही सटीक रूप से संवाद सिग्नल के वक्र का अनुसरण करती है।

ऑडियो नमूनाकरण दरएक सेकंड में ध्वनि की मात्रा मापने की संख्या है।

ऑडियो नमूनाकरण दरें 8,000 से 48,000 ध्वनि मात्रा माप प्रति सेकंड तक हो सकती हैं।

ऑडियो एन्कोडिंग गहराई.प्रत्येक "चरण" को एक विशिष्ट ध्वनि मात्रा स्तर निर्दिष्ट किया गया है। ध्वनि की तीव्रता के स्तर को संभावित अवस्थाओं N के एक सेट के रूप में माना जा सकता है, जिसके एन्कोडिंग के लिए एक निश्चित मात्रा में जानकारी I की आवश्यकता होती है, जिसे ध्वनि कोडिंग गहराई कहा जाता है।

ऑडियो कोडिंग गहराईडिजिटल ऑडियो के अलग-अलग वॉल्यूम स्तरों को एन्कोड करने के लिए आवश्यक जानकारी की मात्रा है।

यदि एन्कोडिंग गहराई ज्ञात है, तो डिजिटल ध्वनि वॉल्यूम स्तरों की संख्या की गणना सूत्र N = 2 I का उपयोग करके की जा सकती है। मान लें कि ऑडियो एन्कोडिंग गहराई 16 बिट है, तो ऑडियो वॉल्यूम स्तरों की संख्या बराबर है:

एन = 2 आई = 2 16 = 65,536।

एन्कोडिंग प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक ध्वनि वॉल्यूम स्तर को अपना 16-बिट सौंपा गया है बाइनरी कोड, न्यूनतम ध्वनि स्तर कोड 000000000000000 के अनुरूप होगा, और उच्चतम - 1111111111111111।

डिजीटल ध्वनि गुणवत्ता।ध्वनि की आवृत्ति और नमूनाकरण गहराई जितनी अधिक होगी, डिजीटल ध्वनि की गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी। गुणवत्ता के अनुरूप सबसे कम गुणवत्ता वाला डिजीटल ऑडियो टेलीफोन संचार, प्रति सेकंड 8000 बार की नमूना दर, 8 बिट्स की नमूना गहराई और एक ऑडियो ट्रैक (मोनो मोड) की रिकॉर्डिंग पर प्राप्त किया गया। ऑडियो सीडी गुणवत्ता के अनुरूप उच्चतम गुणवत्ता वाला डिजीटल ऑडियो, प्रति सेकंड 48,000 बार की नमूना दर, 16 बिट्स की नमूना गहराई और दो ऑडियो ट्रैक (स्टीरियो मोड) की रिकॉर्डिंग के साथ हासिल किया जाता है।

यह याद रखना चाहिए कि डिजिटल ध्वनि की गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा उतनी ही अधिक होगी। आप औसत ध्वनि गुणवत्ता (16 बिट्स, 24,000 माप प्रति सेकंड) के साथ 1 सेकंड की ध्वनि अवधि के साथ एक डिजिटल स्टीरियो ऑडियो फ़ाइल की सूचना मात्रा का अनुमान लगा सकते हैं। ऐसा करने के लिए, एन्कोडिंग गहराई को 1 सेकंड में माप की संख्या से गुणा किया जाना चाहिए और 2 (स्टीरियो ध्वनि) से गुणा किया जाना चाहिए:

16 बिट्स × 24,000 × 2 = 768,000 बिट्स = 96,000 बाइट्स = 93.75 केबी।

ध्वनि संपादक.ध्वनि संपादक आपको न केवल ध्वनि रिकॉर्ड करने और चलाने की अनुमति देते हैं, बल्कि उसे संपादित करने की भी अनुमति देते हैं। डिजीटल ध्वनि को ध्वनि संपादकों में दृश्य रूप में प्रस्तुत किया जाता है, इसलिए ऑडियो ट्रैक के कुछ हिस्सों को कॉपी करने, स्थानांतरित करने और हटाने का संचालन माउस का उपयोग करके आसानी से किया जा सकता है। इसके अलावा, आप ऑडियो ट्रैक को एक-दूसरे के ऊपर ओवरले कर सकते हैं (ध्वनियों को मिला सकते हैं) और विभिन्न ध्वनिक प्रभाव (इको, रिवर्स में प्लेबैक, आदि) लागू कर सकते हैं।

ध्वनि संपादक आपको नमूना दर और एन्कोडिंग गहराई को बदलकर डिजिटल ऑडियो की गुणवत्ता और ऑडियो फ़ाइल के आकार को बदलने की अनुमति देते हैं। डिजिटलीकृत ऑडियो को सार्वभौमिक प्रारूप में ऑडियो फ़ाइलों में असंपीड़ित रूप से सहेजा जा सकता है WAVया संपीड़ित प्रारूप में एमपी 3.

संपीड़ित प्रारूपों में ध्वनि को सहेजते समय, कम तीव्रता वाली ध्वनि आवृत्तियों को हटा दिया जाता है जो मानव धारणा के लिए "अत्यधिक" होती हैं और उच्च-तीव्रता वाली ध्वनि आवृत्तियों के साथ समय में मेल खाती हैं। इस प्रारूप का उपयोग आपको ध्वनि फ़ाइलों को दसियों बार संपीड़ित करने की अनुमति देता है, लेकिन इससे जानकारी की अपरिवर्तनीय हानि होती है (फ़ाइलों को उनके मूल स्वरूप में पुनर्स्थापित नहीं किया जा सकता है)।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. नमूना दर और एन्कोडिंग गहराई डिजिटल ऑडियो की गुणवत्ता को कैसे प्रभावित करती है?

स्वतंत्र पूर्ति के लिए कार्य

1.22. चयनात्मक प्रतिक्रिया कार्य. साउंड कार्ड एनालॉग ऑडियो सिग्नल की बाइनरी एन्कोडिंग उत्पन्न करता है। 65,536 संभावित सिग्नल तीव्रता स्तरों में से प्रत्येक को एन्कोड करने के लिए कितनी जानकारी की आवश्यकता है?
1) 16 बिट्स; 2) 256 बिट्स; 3) 1 बिट; 4) 8 बिट्स.

1.23. विस्तृत उत्तर वाला कार्य। कोडिंग गहराई और ऑडियो सिग्नल सैंपलिंग दर पर 10 सेकंड तक चलने वाली डिजिटल ऑडियो फ़ाइलों की सूचना मात्रा का अनुमान लगाएं जो न्यूनतम सुनिश्चित करती है और अधिकतम गुणवत्ताआवाज़:
ए) मोनो, 8 बिट्स, 8000 माप प्रति सेकंड;
बी) स्टीरियो, 16 बिट्स, 48,000 माप प्रति सेकंड।

1.24. विस्तृत उत्तर वाला कार्य। ध्वनि फ़ाइल की अवधि निर्धारित करें जो 3.5" फ्लॉपी डिस्क पर फिट होगी (ध्यान दें कि ऐसी फ्लॉपी डिस्क पर डेटा संग्रहीत करने के लिए प्रत्येक 512 बाइट्स के 2847 सेक्टर आवंटित किए गए हैं):
ए) कम ध्वनि गुणवत्ता के साथ: मोनो, 8 बिट, 8000 माप प्रति सेकंड;
बी) कब उच्च गुणवत्ताध्वनि: स्टीरियो, 16 बिट, 48,000 माप प्रति सेकंड।

लक्ष्य।ध्वनि सूचना को परिवर्तित करने की प्रक्रिया को समझें, ध्वनि सूचना की मात्रा की गणना करने के लिए आवश्यक अवधारणाओं में महारत हासिल करें। किसी विषय पर समस्याओं को हल करना सीखें।

लक्ष्य-प्रेरणा.एकीकृत राज्य परीक्षा की तैयारी।

शिक्षण योजना

1. शिक्षक की टिप्पणियों के साथ विषय पर एक प्रस्तुति देखें।परिशिष्ट 1

प्रस्तुति सामग्री: ऑडियो जानकारी की कोडिंग।

90 के दशक की शुरुआत से व्यक्तिगत कम्प्यूटर्सऑडियो जानकारी के साथ काम करने का अवसर मिला। प्रत्येक कंप्यूटर जिसमें साउंड कार्ड, माइक्रोफ़ोन और स्पीकर होते हैं, ऑडियो जानकारी को रिकॉर्ड, सेव और प्ले कर सकते हैं।

कंप्यूटर मेमोरी में ध्वनि तरंगों को बाइनरी कोड में परिवर्तित करने की प्रक्रिया:

कंप्यूटर मेमोरी में संग्रहीत ऑडियो जानकारी को पुन: प्रस्तुत करने की प्रक्रिया:

आवाज़लगातार बदलते आयाम और आवृत्ति वाली एक ध्वनि तरंग है। आयाम जितना अधिक होगा, किसी व्यक्ति के लिए यह उतना ही अधिक तीव्र होगा; सिग्नल की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, स्वर उतना ही अधिक होगा। कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर अब निरंतर ऑडियो सिग्नल को विद्युत दालों के अनुक्रम में परिवर्तित करने की अनुमति देता है जिसे बाइनरी रूप में दर्शाया जा सकता है। एक सतत ऑडियो सिग्नल को एन्कोड करने की प्रक्रिया में, यह है समय का नमूना . एक सतत ध्वनि तरंग को अलग-अलग छोटे अस्थायी खंडों में विभाजित किया जाता है, और ऐसे प्रत्येक खंड के लिए एक निश्चित आयाम मान निर्धारित किया जाता है।

इस प्रकार, समय पर सिग्नल आयाम की निरंतर निर्भरता पर)वॉल्यूम स्तरों के एक अलग अनुक्रम द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ग्राफ़ पर, यह "चरणों" के अनुक्रम के साथ एक चिकने वक्र को बदलने जैसा दिखता है। प्रत्येक "चरण" को एक ध्वनि मात्रा स्तर मान, उसका कोड (1, 2, 3, आदि) सौंपा गया है।

आगे)। ध्वनि की मात्रा के स्तर को संभावित स्थितियों के एक सेट के रूप में माना जा सकता है; तदनुसार, एन्कोडिंग प्रक्रिया के दौरान जितने अधिक मात्रा के स्तर आवंटित किए जाएंगे, प्रत्येक स्तर के मूल्य में उतनी ही अधिक जानकारी होगी और ध्वनि उतनी ही बेहतर होगी।

ऑडियो एडाप्टर (साउंड कार्ड) कंप्यूटर से जुड़ा एक विशेष उपकरण है, जिसे ध्वनि इनपुट करते समय ऑडियो आवृत्ति के विद्युत कंपन को संख्यात्मक बाइनरी कोड में परिवर्तित करने के लिए और ध्वनि बजाते समय रिवर्स रूपांतरण (संख्यात्मक कोड से विद्युत कंपन में) के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ध्वनि रिकॉर्डिंग प्रक्रिया के दौरान, ऑडियो एडाप्टर एक निश्चित अवधि के साथ आयाम को मापता है विद्युत प्रवाहऔर प्राप्त मूल्य के बाइनरी कोड को रजिस्टर में दर्ज करता है। फिर रजिस्टर से परिणामी कोड को कंप्यूटर की रैम में फिर से लिखा जाता है। कंप्यूटर ध्वनि की गुणवत्ता ऑडियो एडाप्टर की विशेषताओं से निर्धारित होती है:

• नमूनाचयन आवृत्ति
• बिट गहराई (ध्वनि गहराई)।

समय नमूनाकरण दर

यह 1 सेकंड में इनपुट सिग्नल की माप की संख्या है। आवृत्ति को हर्ट्ज़ (Hz) में मापा जाता है। प्रति सेकंड एक माप 1 हर्ट्ज की आवृत्ति से मेल खाता है। 1 सेकंड में 1000 माप - 1 किलोहर्ट्ज़ (kHz)। ऑडियो एडेप्टर की विशिष्ट नमूना दरें:

11 किलोहर्ट्ज़, 22 किलोहर्ट्ज़, 44.1 किलोहर्ट्ज़, आदि।

रजिस्टर चौड़ाई (ध्वनि गहराई) ऑडियो एडाप्टर रजिस्टर में बिट्स की संख्या है जो संभावित ध्वनि स्तरों की संख्या निर्दिष्ट करती है।

बिट गहराई इनपुट सिग्नल माप की सटीकता निर्धारित करती है। बिट गहराई जितनी बड़ी होगी, विद्युत सिग्नल मान के प्रत्येक व्यक्तिगत रूपांतरण की त्रुटि उतनी ही कम होगी। यदि बिट गहराई 8 (16) है, तो इनपुट सिग्नल को मापते समय 2 8 = 256 (2 16 = 65536) विभिन्न मान प्राप्त किए जा सकते हैं। जाहिर है, एक 16-बिट ऑडियो एडाप्टर 8-बिट वाले की तुलना में ध्वनि को अधिक सटीक रूप से एनकोड और पुन: पेश करता है। आधुनिक साउंड कार्ड 16-बिट ऑडियो एन्कोडिंग गहराई प्रदान करते हैं। विभिन्न सिग्नल स्तरों की संख्या (किसी दिए गए एन्कोडिंग के लिए राज्य) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

एन = 2 आई = 2 16 = 65536, जहां आई ध्वनि की गहराई है।

इस प्रकार, आधुनिक साउंड कार्ड 65536 सिग्नल स्तरों की एन्कोडिंग प्रदान कर सकते हैं। प्रत्येक ऑडियो सिग्नल आयाम मान को 16-बिट कोड सौंपा गया है। जब एक निरंतर ऑडियो सिग्नल को बाइनरी कोडिंग किया जाता है, तो इसे अलग सिग्नल स्तरों के अनुक्रम से बदल दिया जाता है। एन्कोडिंग की गुणवत्ता प्रति यूनिट समय सिग्नल स्तर माप की संख्या पर निर्भर करती है नमूना दरें. 1 सेकंड में जितना अधिक माप किया जाएगा (नमूना आवृत्ति जितनी अधिक होगी, बाइनरी कोडिंग प्रक्रिया उतनी ही सटीक होगी।

ध्वनि फ़ाइल -एक फ़ाइल जो ऑडियो जानकारी को संख्यात्मक बाइनरी रूप में संग्रहीत करती है।

2. सूचना के मापन की इकाइयों को दोहराएँ

1 बाइट = 8 बिट

1 केबी = 2 10 बाइट्स = 1024 बाइट्स

1 एमबी = 2 10 केबी = 1024 केबी

1 जीबी = 2 10 एमबी = 1024 एमबी

1 टीबी = 2 10 जीबी = 1024 जीबी

1 पीबी = 2 10 टीबी = 1024 टीबी

3. किसी प्रस्तुति या पाठ्यपुस्तक को देखकर सीखी गई सामग्री को सुदृढ़ करें

4. समस्या समाधान

पाठ्यपुस्तक, प्रेजेंटेशन में समाधान दिखा रही है।

कार्य 1।उच्च ध्वनि गुणवत्ता (16 बिट्स, 48 किलोहर्ट्ज़) के साथ 1 सेकंड की ध्वनि अवधि वाली स्टीरियो ऑडियो फ़ाइल की सूचना मात्रा निर्धारित करें।

कार्य (स्वतंत्र रूप से)।पाठ्यपुस्तक, प्रेजेंटेशन में समाधान दिखा रही है।
सूचना की मात्रा निर्धारित करें डिजिटल ऑडियो 22.05 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति और 8 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन पर 10 सेकंड की ध्वनि अवधि वाली एक फ़ाइल।

5. समेकन. अगले पाठ में स्वतंत्र रूप से घर पर समस्याओं का समाधान करना

एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को संग्रहीत करने के लिए मेमोरी की मात्रा निर्धारित करें जिसका प्लेटाइम 44.1 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति और 16 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन पर दो मिनट है।

उपयोगकर्ता की मेमोरी क्षमता 2.6 एमबी है। 1 मिनट की ध्वनि अवधि वाली डिजिटल ऑडियो फ़ाइल रिकॉर्ड करना आवश्यक है। नमूनाकरण आवृत्ति और बिट गहराई क्या होनी चाहिए?

डिस्क पर मुफ्त मेमोरी की मात्रा 5.25 एमबी है, साउंड कार्ड की बिट गहराई 16 है। 22.05 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति के साथ रिकॉर्ड की गई डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की ध्वनि की अवधि क्या है?

डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को रिकॉर्ड करने में एक मिनट में 1.3 एमबी डिस्क स्थान लगता है, और साउंड कार्ड की बिट क्षमता 8 है। ध्वनि किस नमूना दर पर रिकॉर्ड की जाती है?

3 मिनट के प्लेटाइम के साथ उच्च गुणवत्ता वाली डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को स्टोर करने के लिए कितनी मेमोरी की आवश्यकता होती है?

डिजिटल ऑडियो फ़ाइल में निम्न गुणवत्ता वाली ऑडियो रिकॉर्डिंग है (ध्वनि गहरी और धीमी है)। यदि किसी फ़ाइल का आकार 650 KB है तो उसकी अवधि क्या होगी?

एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की दो मिनट की रिकॉर्डिंग में 5.05 एमबी डिस्क स्थान लगता है। नमूनाकरण आवृत्ति - 22,050 हर्ट्ज। ऑडियो एडाप्टर की बिट गहराई क्या है?

डिस्क पर मुफ्त मेमोरी की मात्रा 0.1 जीबी है, साउंड कार्ड की बिट गहराई 16 है। 44,100 हर्ट्ज की नमूना आवृत्ति के साथ रिकॉर्ड की गई डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की ध्वनि की अवधि क्या है?

जवाब

नंबर 92. 124.8 सेकंड।

नंबर 93. 22.05 किलोहर्ट्ज़।

संख्या 94। 44.1 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति और 16 की ऑडियो एडाप्टर बिट गहराई के साथ उच्च ध्वनि गुणवत्ता प्राप्त की जाती है। आवश्यक मेमोरी आकार 15.1 एमबी है।

संख्या 95। निम्नलिखित पैरामीटर एक उदास और दबी हुई ध्वनि के लिए विशिष्ट हैं: नमूना आवृत्ति - 11 kHz, ऑडियो एडाप्टर बिट गहराई - 8. ध्वनि की अवधि 60.5 सेकंड है।

नंबर 96. 16 बिट्स.

नंबर 97. 20.3 मिनट.

साहित्य

1. पाठ्यपुस्तक: कंप्यूटर विज्ञान, समस्या पुस्तक-कार्यशाला, खंड 1, आई.जी. सेमाकिन, ई.के. द्वारा संपादित। हेनर)

2. शैक्षणिक विचारों का उत्सव "खुला पाठ" ध्वनि। ऑडियो जानकारी की बाइनरी कोडिंग। सुप्रियागिना ऐलेना अलेक्जेंड्रोवना, कंप्यूटर विज्ञान शिक्षक।

3. एन. उग्रिनोविच। कंप्यूटर विज्ञान और सूचना प्रौद्योगिकी. 10-11 ग्रेड. मास्को. द्विपद। ज्ञान प्रयोगशाला 2003.

ऑडियो आकृतियों के तीन मुख्य प्रकार हैं:

• प्रारूप - कोई संपीड़न नहीं;
• प्रारूप (हानिपूर्ण) - हानिपूर्ण संपीड़न;
• प्रारूप (दोषरहित) - दोषरहित संपीड़न।

हानिपूर्ण - हानिपूर्ण संपीड़न: एक ऐसी तकनीक जो मानव कान के लिए समझ में न आने वाली जानकारी को हटाकर एन्कोडेड फ़ाइल को मूल की तुलना में काफी कम कर देती है।

इस तकनीक का नुकसान यह है कि संपीड़ित फ़ाइल कभी भी मूल के समान नहीं होगी।

सबसे आम हानिपूर्ण प्रारूपों की सूची:

• AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) - उन्नत ऑडियो कोडिंग (अक्सर MPEG-4 कंटेनर में)
• एमपी2 (एमपीईजी परत 2)
• एमपी3 (एमपीईजी परत 3)
• एमपीसी (म्यूजपैक के नाम से जाना जाता है, पहले एमपीईजीप्लस या एमपी+ के नाम से जाना जाता था)
• ऑग वॉर्बिस
• WMA (विंडोज मीडिया ऑडियो)

दोषरहित - दोषरहित संपीड़न के साथ ऑडियो प्रारूप, इनमें शामिल हैं:

• FLAC (निःशुल्क दोषरहित ऑडियो कोडेक)
• एपीई (बंदर का ऑडियो)
• डब्ल्यूवी (वेवपैक)

ये प्रारूप गुणवत्ता बनाए रखते हुए सीडी को डिजिटल प्रारूप में परिवर्तित करने में सक्षम हैं। उदाहरण के तौर पर, आप एक सीडी ले सकते हैं, इसे WAV में बदल सकते हैं, फिर WAV फॉर्मेट को FLAC में बदल सकते हैं, फिर FLAC से WAV में वापस ला सकते हैं, फिर इसे एक खाली सीडी में जला सकते हैं और आपके पास अपने स्रोत की बिल्कुल समान प्रतिलिपि होगी।

संगीत किस प्रारूप में सबसे अच्छा लगता है?

दोषरहित एफएलएसी प्रारूप सबसे लोकप्रिय है, और सीडी को एफएलएसी प्रारूप में परिवर्तित करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कार्यक्रमों में से एक ईएसी (सटीक ऑडियो कॉपी) है।

डिजिटल ऑडियो के सभी मापदंडों में से, आपको मुख्य रूप से निम्नलिखित संकेतकों पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

नमूनाकरण आवृत्ति (समय के साथ एनालॉग सिग्नल को डिजिटाइज़ करने की सटीकता),
बिटरेट (प्रति सेकंड के संदर्भ में फ़ाइल में मौजूद जानकारी की मात्रा)।

नमूना दर वह आवृत्ति है जिस पर डिजिटल ऑडियो संसाधित किया जाता है। गुणवत्ता वाले ऑडियो प्रारूपों में सबसे आम नमूना दर 44.1 किलोहर्ट्ज़ है

यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि उच्च बिटरेट गारंटी देता है अच्छी गुणवत्ता- यह सच है, लेकिन केवल तभी जब स्रोत फ़ाइल उच्च गुणवत्ता वाली हो। एक उच्च गुणवत्ता वाले एमपी3 की बिटरेट 320 केबीपीएस होनी चाहिए, लेकिन उच्च गुणवत्ता वाले एफएलएसी प्रारूप की बिटरेट आमतौर पर 900 केबीपीएस या इससे अधिक होती है।

गुणवत्ता की दृष्टि से सबसे अच्छा संगीत प्रारूप कौन सा है?

ऑडियो प्रारूपों के अलावा, उच्च-गुणवत्ता वाले संगीत ध्वनि के लिए, आपको उच्च-गुणवत्ता वाले प्लेबैक उपकरण की भी आवश्यकता होती है: स्पीकर, एम्पलीफायर, हेडफ़ोन। दूसरे शब्दों में, डेस्कटॉप पीसी स्पीकर और बजट हेडफ़ोन का उपयोग करके, आप पूरी तरह से उच्च-गुणवत्ता वाली ध्वनि का आनंद नहीं ले पाएंगे और दोषरहित प्रारूपों की पूरी क्षमता को अनलॉक नहीं कर पाएंगे।

तकनीकी विवरण में गहराई से गए बिना, हम निम्नलिखित प्रारूपों की अनुशंसा कर सकते हैं:

घर पर सुनने के लिए, मेरी राय में, सबसे अच्छा प्रारूप FLAC है। ऑडियो प्लेयर के लिए अच्छा निर्णयकम से कम 320 केबीपीएस की बिटरेट वाला एक एमपी3 प्रारूप होगा। व्यक्तिगत रूप से, मैं सभी उपकरणों पर केवल FLAC प्रारूप का उपयोग करता हूं, सौभाग्य से वॉल्यूम माइक्रोएसडी कार्डआपको प्लेयर में पर्याप्त मात्रा में डेटा संग्रहीत करने की अनुमति देता है।

जहां तक ​​उच्च गुणवत्ता वाले संगीत प्लेबैक के लिए उपकरण का सवाल है, मैं आपको निम्नलिखित ब्रांडों पर ध्यान देने की सलाह देता हूं:

अगर बजट ध्वनिकीआप संतुष्ट नहीं हैं और आप उच्च-गुणवत्ता वाले ध्वनि (हाई-फाई या हाई-एंड) उपकरण के प्रशंसक हैं, तो सब कुछ आपके हाथ में है और केवल आपके बजट तक सीमित है, मैं सिफारिशें नहीं दूंगा।

ऑडियो जानकारी की कोडिंग।

कार्यों के प्रकार:

1. डिजिटल ऑडियो फ़ाइल आकार (मोनो और स्टीरियो)।

समस्याओं को हल करते समय, छात्र निम्नलिखित अवधारणाओं पर भरोसा करते हैं:

समय का नमूना -एक प्रक्रिया जिसमें, एक सतत ऑडियो सिग्नल के एन्कोडिंग के दौरान, ध्वनि तरंग को अलग-अलग छोटे समय खंडों में विभाजित किया जाता है, और ऐसे प्रत्येक खंड के लिए एक निश्चित आयाम मान निर्धारित किया जाता है। सिग्नल का आयाम जितना अधिक होगा, ध्वनि उतनी ही तेज़ होगी।

ऑडियो गहराई (एन्कोडिंग गहराई) -प्रति ऑडियो एन्कोडिंग बिट्स की संख्या।

वॉल्यूम स्तर (सिग्नल स्तर)- ध्वनि के अलग-अलग वॉल्यूम स्तर हो सकते हैं। विभिन्न वॉल्यूम स्तरों की संख्या की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है एन= 2 मैं कहाँमैं– ध्वनि की गहराई.

नमूनाचयन आवृत्ति -समय की प्रति इकाई (प्रति 1 सेकंड) इनपुट सिग्नल स्तर की माप की संख्या। नमूना दर जितनी अधिक होगी, बाइनरी एन्कोडिंग प्रक्रिया उतनी ही सटीक होगी। आवृत्ति को हर्ट्ज़ (Hz) में मापा जाता है। 1 माप प्रति 1 सेकंड -1 हर्ट्ज़।

1 सेकंड 1 kHz में 1000 माप। आइए नमूनाकरण दर को अक्षर से निरूपित करेंडी. एन्कोडिंग के लिए, तीन आवृत्तियों में से एक चुनें:44.1 किलोहर्ट्ज़, 22.05 किलोहर्ट्ज़, 11.025 किलोहर्ट्ज़।

ऐसा माना जाता है कि एक व्यक्ति जिस आवृत्ति की सीमा से सुनता है 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़.

बाइनरी एन्कोडिंग गुणवत्ता -एक मान जो कोडिंग गहराई और नमूनाकरण आवृत्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है।

ऑडियो एडाप्टर (साउंड कार्ड) –एक उपकरण जो ध्वनि इनपुट करते समय ध्वनि आवृत्ति के विद्युत कंपन को संख्यात्मक बाइनरी कोड में परिवर्तित करता है और ध्वनि बजाते समय इसके विपरीत (संख्यात्मक कोड से विद्युत कंपन में)।

ऑडियो एडाप्टर विशिष्टताएँ:नमूनाकरण आवृत्ति और रजिस्टर बिट गहराई।)

रजिस्टर का आकार -ऑडियो एडाप्टर रजिस्टर में बिट्स की संख्या। अंक क्षमता जितनी बड़ी होगी, विद्युत धारा के परिमाण को एक संख्या में बदलने में प्रत्येक व्यक्ति की त्रुटि उतनी ही कम होगी और इसके विपरीत। यदि बिट गहराई है मैं, तो इनपुट सिग्नल 2 को मापने पर प्राप्त किया जा सकता हैमैं = एन विभिन्न अर्थ।

डिजिटल मोनो ऑडियो फ़ाइल आकार (ए) सूत्र द्वारा मापा जाता है:

ए= डी* टी* मैं/8 , कहाँडी – नमूना आवृत्ति (हर्ट्ज),टी- ध्वनि बजाने या रिकॉर्डिंग का समय,मैंरजिस्टर चौड़ाई (रिज़ॉल्यूशन)। इस सूत्र के अनुसार, आकार बाइट्स में मापा जाता है।

डिजिटल स्टीरियो ऑडियो फ़ाइल का आकार (ए) सूत्र द्वारा मापा जाता है:

ए=2* डी* टी* मैं/8 , सिग्नल दो स्पीकर के लिए रिकॉर्ड किया गया है, क्योंकि बाएं और दाएं ध्वनि चैनल अलग-अलग एन्कोड किए गए हैं।

विद्यार्थियों के लिए तालिका 1 देना उपयोगी है, यह दर्शाता है कि अलग-अलग नमूना दरों पर एन्कोडेड एक मिनट की ऑडियो जानकारी कितने एमबी पर कब्जा कर लेगी:

1. डिजिटल फ़ाइल आकार

स्तर 3"

1. एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल का आकार (बाइट्स में) निर्धारित करें जिसका प्लेबैक समय 22.05 किलोहर्ट्ज़ की नमूना दर और 8 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन पर 10 सेकंड है। फ़ाइल संपीड़ित नहीं है. (, पृष्ठ 156, उदाहरण 1)

समाधान:

आकार की गणना के लिए सूत्र (बाइट्स में)डिजिटल ऑडियो फ़ाइल: ए= डी* टी* मैं/8.

बाइट्स में कनवर्ट करने के लिए, परिणामी मान को 8 बिट्स से विभाजित किया जाना चाहिए।

22.05 किलोहर्ट्ज़ =22.05 * 1000 हर्ट्ज़ =22050 हर्ट्ज़

ए= डी* टी* मैं/8 = 22050 x 10 x 8/8 = 220500 बाइट्स।

उत्तर: फ़ाइल का आकार 220500 बाइट्स है।

2. एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को संग्रहीत करने के लिए मेमोरी की मात्रा निर्धारित करें, जिसका प्लेटाइम 44.1 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति और 16 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन पर दो मिनट है। (, पृ. 157, क्रमांक 88)

समाधान:

ए= डी* टी* मैं/8. - डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को संग्रहीत करने के लिए मेमोरी की मात्रा।

44100 (हर्ट्ज) x 120 (एस) x 16 (बिट्स) / 8 (बिट्स) = बाइट = 10335.9375 केबी = 10.094 एमबी।

उत्तर: ≈ 10 एमबी

स्तर "4"

3. उपयोगकर्ता की मेमोरी क्षमता 2.6 एमबी है। 1 मिनट की ध्वनि अवधि वाली डिजिटल ऑडियो फ़ाइल रिकॉर्ड करना आवश्यक है। नमूनाकरण आवृत्ति और बिट गहराई क्या होनी चाहिए? (, पृ. 157, क्रमांक 89)

समाधान:

नमूना आवृत्ति और बिट गहराई की गणना के लिए सूत्र: डी* आई =ए/टी

(मेमोरी क्षमता बाइट्स में) : (ध्वनि समय सेकंड में):

2.6 एमबी = 26 बाइट्स

डी* आई =ए/टी= 26 बाइट्स: 60 = 45438.3 बाइट्स

डी=45438.3 बाइट्स: I

एडॉप्टर की चौड़ाई 8 या 16 बिट हो सकती है। (1 बाइट या 2 बाइट्स). इसलिए नमूना आवृत्ति या तो 45438.3 हर्ट्ज = 45.4 किलोहर्ट्ज़ ≈ हो सकती है 44.1 किलोहर्ट्ज़-मानक विशेषता नमूनाकरण आवृत्ति, या 22719.15 हर्ट्ज = 22.7 किलोहर्ट्ज़ ≈ 22.05 किलोहर्ट्ज़- मानक विशेषता नमूनाकरण दर

उत्तर:

4. डिस्क पर मुफ्त मेमोरी की मात्रा 5.25 एमबी है, साउंड कार्ड की बिट गहराई 16 है। 22.05 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति के साथ रिकॉर्ड की गई डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की ध्वनि की अवधि क्या है? (, पृ. 157, क्रमांक 90)

समाधान:

ध्वनि अवधि की गणना के लिए सूत्र: T=A/D/I

(मेमोरी क्षमता बाइट्स में) : (सैंपलिंग आवृत्ति हर्ट्ज़ में) : (साउंड कार्ड क्षमता बाइट्स में):

5.25 एमबी = 5505024 बाइट्स

5505024 बाइट्स: 22050 हर्ट्ज: 2 बाइट्स = 124.8 सेकंड
उत्तर: 124.8 सेकंड

5. एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को रिकॉर्ड करने में एक मिनट में 1.3 एमबी डिस्क स्थान लगता है, साउंड कार्ड की बिट गहराई 8 है। ध्वनि किस नमूना दर पर रिकॉर्ड की जाती है? (, पृ. 157, क्रमांक 91)

समाधान:

नमूना दर की गणना के लिए सूत्र: डी = ए/टी/आई

(मेमोरी क्षमता बाइट्स में) : (रिकॉर्डिंग समय सेकंड में) : (साउंड कार्ड क्षमता बाइट्स में)

1.3 एमबी = 18 बाइट्स

18 बाइट्स: 60:1 = 22719.1 हर्ट्ज़

उत्तर: 22.05 kHz

6. एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की दो मिनट की रिकॉर्डिंग में 5.1 एमबी डिस्क स्थान लगता है। नमूनाकरण आवृत्ति - 22050 हर्ट्ज। ऑडियो एडाप्टर की बिट गहराई क्या है? (, पृ. 157, क्रमांक 94)

समाधान:

बिट गहराई की गणना के लिए सूत्र: (बाइट्स में मेमोरी क्षमता): (सेकंड में ध्वनि समय): (नमूना आवृत्ति):

5.1 एमबी = 56 बाइट्स

56 बाइट्स: 120 सेकंड: 22050 हर्ट्ज = 2.02 बाइट्स = 16 बिट्स

उत्तर: 16 बिट

7. डिस्क पर मुफ्त मेमोरी की मात्रा 0.01 जीबी है, साउंड कार्ड की बिट गहराई 16 है। 44100 हर्ट्ज की नमूना आवृत्ति के साथ रिकॉर्ड की गई डिजिटल ऑडियो फ़ाइल की ध्वनि की अवधि क्या है? (, पृ. 157, क्रमांक 95)

समाधान:

ध्वनि अवधि की गणना के लिए सूत्र T=A/D/I

(मेमोरी क्षमता बाइट्स में) : (सैंपलिंग आवृत्ति हर्ट्ज़ में) : (साउंड कार्ड क्षमता बाइट्स में)

0.01 जीबी = .24 बाइट्स

24 बाइट्स: 44100: 2 = 121.74 सेकंड = 2.03 मिनट
उत्तर: 20.3 मिनट

8. 1 मिनट की ध्वनि अवधि वाली मोनो ऑडियो फ़ाइल की सूचना मात्रा का अनुमान लगाएं। यदि एन्कोडिंग "गहराई" और ऑडियो सिग्नल नमूना आवृत्ति क्रमशः बराबर है:
ए) 16 बिट्स और 8 किलोहर्ट्ज़;
बी) 16 बिट और 24 किलोहर्ट्ज़।

(, पृ. 76, क्रमांक 2.82)

समाधान:

ए)।
16 बिट्स x 8,000 = 128,000 बिट्स = 16,000 बाइट्स = 15.625 KB/s
15.625 केबी/सेकेंड x 60 सेकेंड = 937.5 केबी

बी)।
1) 1 सेकंड तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:
16 बिट्स x = 384000 बिट्स = 48000 बाइट्स = 46.875 KB/s
2) 1 मिनट तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:
46.875 KB/s x 60 s = 2812.5 KB = 2.8 MB

उत्तर: ए) 937.5 केबी; बी) 2.8 एमबी

स्तर "5"

तालिका 1 का उपयोग किया जाता है

9. उच्च गुणवत्ता वाली ध्वनि रिकॉर्डिंग के साथ एक डिजिटल ऑडियो फ़ाइल को संग्रहीत करने के लिए कितनी मेमोरी की आवश्यकता होती है, बशर्ते कि बजाने का समय 3 मिनट हो? (, पृ. 157, क्रमांक 92)

समाधान:

उच्च ध्वनि गुणवत्ता 44.1 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति और 16 की ऑडियो एडाप्टर बिट गहराई पर प्राप्त की जाती है।
मेमोरी क्षमता की गणना के लिए सूत्र: (सेकंड में रिकॉर्डिंग समय) x (बाइट्स में साउंड कार्ड क्षमता) x (नमूना आवृत्ति):
180 एस x 2 x 44100 हर्ट्ज = बाइट = 15.1 एमबी
उत्तर: 15.1 एमबी

10. डिजिटल ऑडियो फ़ाइल में निम्न-गुणवत्ता वाली ऑडियो रिकॉर्डिंग है (ध्वनि गहरी और धीमी है)। यदि किसी फ़ाइल का आकार 650 KB है तो उसकी अवधि क्या होगी? (, पृ. 157, क्रमांक 93)

समाधान:

उदास और दबी हुई ध्वनि के लिए निम्नलिखित पैरामीटर विशिष्ट हैं: नमूना आवृत्ति - 11.025 KHz, ऑडियो एडाप्टर बिट गहराई - 8 बिट्स (तालिका 1 देखें)। फिर T=A/D/I. आइए वॉल्यूम को बाइट्स में बदलें: 650 KB = 665600 बाइट्स

Т=665600 बाइट्स/11025 हर्ट्ज/1 बाइट ≈60.4 एस

उत्तर: ध्वनि की अवधि 60.5 सेकेंड है

समाधान:

1 सेकंड तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:
16 बिट xx 2 = 1 बिट = 187.5 केबी (2 से गुणा किया गया, क्योंकि यह स्टीरियो है)।

1 मिनट तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:
187.5 केबी/एस x 60 एस ≈ 11 एमबी

उत्तर: 11 एमबी

उत्तर: ए) 940 केबी; बी) 2.8 एमबी.

12. एक मोनो ऑडियो फ़ाइल के चलने के समय की गणना करें, यदि 16-बिट एन्कोडिंग और 32 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति के साथ, इसकी मात्रा बराबर है:
ए) 700 केबी;
बी) 6300 केबी

(, पृ. 76, क्रमांक 2.84)

समाधान:

ए)।
1) 1 सेकंड तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:

700 केबी: 62.5 केबी/सेकेंड = 11.2 सेकेंड

बी)।
1) 1 सेकंड तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर होती है:
16 बिट्स x = 512000 बिट्स = 64000 बाइट्स = 62.5 KB/s
2) 700 केबी मोनो ऑडियो फ़ाइल का प्लेइंग टाइम है:
6300 KB: 62.5 KB/s = 100.8 s = 1.68 मिनट

उत्तर: ए) 10 सेकंड; बी) 1.5 मिनट.

13. गणना करें कि एक सीडी पर स्टीरियो रिकॉर्डिंग का एक सेकंड कितनी बाइट्स की जानकारी घेरता है (आवृत्ति 44032 हर्ट्ज, 16 बिट प्रति मान)। एक मिनट में कितना समय लगता है? अधिकतम डिस्क क्षमता (80 मिनट की अधिकतम अवधि मानकर) क्या है? (, पृष्ठ 34, अभ्यास संख्या 34)

समाधान:

स्मृति आकार की गणना के लिए सूत्र ए= डी* टी* मैं:
(रिकॉर्डिंग समय सेकंड में) * (साउंड कार्ड की क्षमता बाइट्स में) * (नमूना आवृत्ति)। 16 बिट -2 बाइट्स.
1) 1s x 2 x 44032 Hz = 88064 बाइट्स (1 सेकंड स्टीरियो सीडी रिकॉर्डिंग)
2) 60s x 2 x 44032 हर्ट्ज = 5283840 बाइट्स (स्टीरियो सीडी रिकॉर्डिंग का 1 मिनट)
3) 4800s x 2 x 44032 हर्ट्ज = बाइट = 412800 केबी = 403.125 एमबी (80 मिनट)

उत्तर: 88064 बाइट्स (1 सेकंड), 5283840 बाइट्स (1 मिनट), 403.125 एमबी (80 मिनट)

2. ध्वनि की गुणवत्ता का निर्धारण.

ध्वनि की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए, आपको नमूना आवृत्ति ढूंढनी होगी और तालिका संख्या 1 का उपयोग करना होगा

सिग्नल तीव्रता स्तर - रेडियो प्रसारण ध्वनि गुणवत्ता, 65 सिग्नल तीव्रता स्तर का उपयोग करते हुए - ऑडियो सीडी ध्वनि गुणवत्ता। उच्चतम गुणवत्ता वाली आवृत्ति सीडी पर रिकॉर्ड किए गए संगीत से मेल खाती है। इस मामले में एनालॉग सिग्नल का परिमाण प्रति सेकंड 44,100 बार मापा जाता है।

स्तर "5"

13. ध्वनि की गुणवत्ता (रेडियो प्रसारण गुणवत्ता, औसत गुणवत्ता, ऑडियो सीडी गुणवत्ता) निर्धारित करें यदि यह ज्ञात हो कि 10 सेकंड की ध्वनि अवधि वाली मोनो ऑडियो फ़ाइल की मात्रा। के बराबर:
ए) 940 केबी;
बी) 157 केबी।

(, पृ. 76, क्रमांक 2.83)

समाधान:

ए)।
1) 940 केबी = 962560 बाइट्स = 7700480 बिट्स
2) 7700480 बिट्स: 10 सेकंड = 770048 बिट्स/सेकेंड
3) 770048 बीपीएस: 16 बिट = 48128 हर्ट्ज - नमूना दर - उच्चतम 44.1 किलोहर्ट्ज़ के करीब
उत्तर: ऑडियो सीडी गुणवत्ता

बी)।
1) 157 केबी = 160768 बाइट्स = 1286144 बिट्स
2) 1286144 बिट्स: 10 सेकंड = 4 बीपीएस
3) 4 बीपीएस: 16 बिट्स = 8038.4 हर्ट्ज़
उत्तर: प्रसारण गुणवत्ता

उत्तर: ए) सीडी गुणवत्ता; बी) रेडियो प्रसारण की गुणवत्ता।

14. उस ऑडियो फ़ाइल की लंबाई निर्धारित करें जो 3.5” फ्लॉपी डिस्क पर फिट होगी। कृपया ध्यान दें कि ऐसी फ़्लॉपी डिस्क पर डेटा संग्रहीत करने के लिए 512 बाइट्स के 2847 सेक्टर आवंटित किए जाते हैं।
ए) कम ध्वनि गुणवत्ता के साथ: मोनो, 8 बिट, 8 किलोहर्ट्ज़;
बी) उच्च ध्वनि गुणवत्ता के साथ: स्टीरियो, 16 बिट, 48 किलोहर्ट्ज़।

(, पृ. 77, क्रमांक 2.85)

समाधान:

ए)।

8 बिट्स x 8,000 = बिट्स = 8000 बाइट्स = 7.8 KB/s
3) 1423.5 केबी की मात्रा वाली मोनो ऑडियो फ़ाइल का प्लेइंग समय बराबर है:
1423.5 KB: 7.8 KB/s = 182.5 s ≈ 3 मिनट

बी)।
1) फ्लॉपी डिस्क की सूचना मात्रा बराबर होती है:
2847 सेक्टर x 512 बाइट्स = 1457664 बाइट्स = 1423.5 केबी
2) 1 सेकंड तक चलने वाली ध्वनि फ़ाइल की सूचना मात्रा बराबर है:
16 बिट xx 2= 1 बिट = बाइट = 187.5 KB/s
3) 1423.5 केबी वॉल्यूम वाली स्टीरियो ऑडियो फ़ाइल का प्लेइंग समय बराबर है:
1423.5 KB: 187.5 KB/s = 7.6 s

उत्तर: ए) 3 मिनट; बी) 7.6 सेकंड।

3. बाइनरी ऑडियो कोडिंग।

समस्याओं को हल करते समय, वह निम्नलिखित सैद्धांतिक सामग्री का उपयोग करता है:

ऑडियो को एन्कोड करने के लिए, चित्र में दिखाया गया एनालॉग सिग्नल

समतल को ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज रेखाओं में विभाजित किया गया है। ऊर्ध्वाधर विभाजन एनालॉग सिग्नल (सिग्नल माप आवृत्ति) का नमूना है, क्षैतिज विभाजन है परिमाणीकरणस्तर से. यानी, ग्रिड जितना महीन होगा, संख्याओं का उपयोग करके एनालॉग ध्वनि का अनुमान उतना ही बेहतर होगा। साधारण भाषण को डिजिटाइज़ करने के लिए आठ-बिट परिमाणीकरण का उपयोग किया जाता है ( दूरभाष वार्तालाप) और लघु तरंगों पर रेडियो प्रसारण। सोलह-बिट - संगीत और वीएचएफ (अल्ट्रा-शॉर्ट वेव) रेडियो प्रसारण को डिजिटाइज़ करने के लिए।

स्तर 3"

15. एनालॉग ऑडियो सिग्नल का नमूना पहले 256 सिग्नल तीव्रता (प्रसारण ध्वनि गुणवत्ता) का उपयोग करके और फिर 65,536 सिग्नल तीव्रता (ऑडियो सीडी ध्वनि गुणवत्ता) का उपयोग करके किया गया था। डिजीटल ध्वनि की सूचना मात्रा कितनी बार भिन्न होती है? (, पृ. 77, क्रमांक 2.86)

समाधान:

256 सिग्नल तीव्रता स्तरों का उपयोग करते हुए एक एनालॉग सिग्नल की कोड लंबाई 8 बिट है, और 65536 सिग्नल तीव्रता स्तरों का उपयोग करते हुए 16 बिट्स है। चूँकि एक सिग्नल की कोड लंबाई दोगुनी हो गई है, डिजीटल ध्वनि की सूचना मात्रा में 2 के कारक का अंतर है।

उत्तर: 2 बार.

स्तर "4"

16. नाइक्विस्ट-कोटेलनिकोव प्रमेय के अनुसार, एक एनालॉग सिग्नल को उसके से सटीक रूप से पुनर्निर्माण करने के लिए पृथक प्रतिनिधित्व(इसके नमूनों के अनुसार), नमूना आवृत्ति इस सिग्नल की अधिकतम ऑडियो आवृत्ति से कम से कम दोगुनी होनी चाहिए।

· मानव-बोधगम्य ध्वनि की नमूनाकरण दर क्या होनी चाहिए?

· कौन अधिक होना चाहिए: भाषण की नमूना दर या सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा की नमूना दर?

लक्ष्य: छात्रों को ध्वनि के साथ काम करने के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर की विशेषताओं से परिचित कराना। गतिविधियों के प्रकार: भौतिकी पाठ्यक्रम से ज्ञान आकर्षित करना (या संदर्भ पुस्तकों के साथ काम करना)। (, पी. ??, कार्य 2)

समाधान:

ऐसा माना जाता है कि मनुष्य द्वारा सुनी जाने वाली आवृत्तियों की सीमा 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ तक होती है। इस प्रकार, न्यक्विस्ट-कोटेलनिकोव प्रमेय के अनुसार, एक एनालॉग सिग्नल को उसके असतत प्रतिनिधित्व (उसके नमूनों से) से सटीक रूप से पुनर्निर्माण करने के लिए, नमूना दर उस सिग्नल की अधिकतम ऑडियो आवृत्ति से कम से कम दोगुनी होनी चाहिए। एक व्यक्ति द्वारा सुनी जा सकने वाली अधिकतम ध्वनि आवृत्ति 20 KHz है, जिसका अर्थ है कि उपकरणरा और सॉफ़्टवेयरकम से कम 40 किलोहर्ट्ज़, या अधिक सटीक रूप से 44.1 किलोहर्ट्ज़ की नमूना दर प्रदान करनी होगी। कंप्यूटर प्रोसेसिंगसिम्फनी ऑर्केस्ट्रा की ध्वनि के लिए वाक् प्रसंस्करण की तुलना में उच्च नमूनाकरण दर की आवश्यकता होती है, क्योंकि सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा के मामले में आवृत्ति रेंज बहुत बड़ी होती है।

उत्तर: 40 kHz से कम नहीं, सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा की नमूना आवृत्ति अधिक होती है।

स्तर "5"

17. यह चित्र एक रिकॉर्डर द्वारा रिकॉर्ड किए गए भाषण के 1 सेकंड की ध्वनि को दर्शाता है। इसे 10 हर्ट्ज की आवृत्ति और 3 बिट की कोड लंबाई के साथ बाइनरी डिजिटल कोड में एनकोड करें। (, पी. ??, कार्य 1)

समाधान:

10 हर्ट्ज़ पर एन्कोडिंग का मतलब है कि हमें पिच को प्रति सेकंड 10 बार मापना होगा। आइए समय के समदूरस्थ क्षणों को चुनें:

3 बिट्स की एक कोड लंबाई का मतलब 23 = 8 परिमाणीकरण स्तर है। अर्थात्, समय में प्रत्येक चयनित क्षण में ध्वनि की पिच के लिए एक संख्यात्मक कोड के रूप में, हम निम्नलिखित संयोजनों में से एक सेट कर सकते हैं: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111। इनमें से केवल 8 हैं इसलिए, ध्वनि की पिच को 8 "स्तरों" पर मापा जा सकता है:

हम पिच मानों को निकटतम निचले स्तर पर "राउंड" करेंगे:

का उपयोग करते हुए यह विधिकोडिंग, हमें निम्नलिखित परिणाम मिलते हैं (धारणा में आसानी के लिए रिक्त स्थान शामिल किए गए हैं):

टिप्पणी। यह सलाह दी जाती है कि छात्रों का ध्यान इस ओर आकर्षित किया जाए कि कोड आयाम में परिवर्तन को कितनी गलत तरीके से बताता है। अर्थात्, 10 हर्ट्ज की नमूना आवृत्ति और बिट परिमाणीकरण स्तर) बहुत छोटा है। आमतौर पर, ध्वनि (आवाज़) के लिए, 8 किलोहर्ट्ज़ की नमूना आवृत्ति चुनी जाती है, यानी प्रति सेकंड 8000 बार, और 28 का परिमाणीकरण स्तर (8-बिट कोड)।

उत्तर:

18. बताएं कि नमूनाकरण आवृत्ति के साथ-साथ परिमाणीकरण स्तर, कंप्यूटर में ध्वनि प्रतिनिधित्व की मुख्य विशेषता क्यों है। लक्ष्य:"डेटा प्रतिनिधित्व की सटीकता", "माप त्रुटि", "प्रतिनिधित्व त्रुटि" की अवधारणाओं के बारे में छात्रों की समझ को समेकित करना; छात्रों के साथ बाइनरी कोडिंग और कोड लंबाई की समीक्षा करें। गतिविधि का प्रकार: अवधारणाओं की परिभाषाओं के साथ काम करना। (, पी. ??, कार्य 3)

समाधान:

ज्यामिति, भौतिकी और प्रौद्योगिकी में, "माप सटीकता" की अवधारणा है, जो "माप त्रुटि" की अवधारणा से निकटता से संबंधित है। लेकिन एक अवधारणा भी है "प्रतिनिधित्व की सटीकता"।उदाहरण के लिए, किसी व्यक्ति की ऊंचाई के बारे में हम कह सकते हैं कि वह: a) के बारे में है। 2 मीटर, बी) 1.7 मीटर से थोड़ा अधिक, सी) 1 मीटर 72 सेमी के बराबर, डी) 1 मीटर 71 सेमी 8 मिमी के बराबर। अर्थात्, मापी गई ऊंचाई को इंगित करने के लिए 1, 2, 3 या 4 अंकों का उपयोग किया जा सकता है।
बाइनरी एन्कोडिंग के लिए भी यही बात लागू होती है। यदि किसी विशेष क्षण में ध्वनि की पिच को रिकॉर्ड करने के लिए केवल 2 बिट्स का उपयोग किया जाता है, तो, भले ही माप सटीक हों, केवल 4 स्तर प्रसारित किए जा सकते हैं: निम्न (00), औसत से नीचे (01), औसत से ऊपर ( 10), ऊँचा (11)। यदि आप 1 बाइट का उपयोग करते हैं, तो आप 256 स्तर स्थानांतरित कर सकते हैं। कैसे उच्च परिमाणीकरण स्तर, या, जो समान है मापे गए मान को रिकॉर्ड करने के लिए जितने अधिक बिट्स आवंटित किए जाते हैं, यह मान उतना ही अधिक सटीक रूप से प्रसारित होता है।

टिप्पणी। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मापने वाले उपकरण को चयनित परिमाणीकरण स्तर का भी समर्थन करना चाहिए (एक मिलीमीटर की सटीकता के साथ डेसीमीटर विभाजन वाले शासक के साथ मापी गई लंबाई का प्रतिनिधित्व करने का कोई मतलब नहीं है)।

उत्तर: परिमाणीकरण स्तर जितना अधिक होगा, ध्वनि उतनी ही अधिक सटीकता से प्रसारित होगी।

साहित्य:

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