Elektroakustika asoslari

Misol. (ege.yandex.ru, 1-variant).
Ikki kanalli (stereo) audio 16 kHz va 32 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Yozish 12 daqiqa davom etadi, uning natijalari faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri olingan fayl hajmiga yaqinroq?
1) 30 MB 2) 60 MB 3) 75 MB 4) 90 MB
Yechim. Bitlardagi rekord o'lcham
2*16*1000*32*12*60
1000 ni 1024=2 10 ga va 60 ni 64=2 6 ga almashtirishni hisobga olsak:
2 1 *2 4 *2 10 *2 5 *3*2 2 *2 6 =3*2 28
Ma'lumki, 1 MB = 2 20 bayt = 2 23 bit. Shunday qilib, 3*2 28 bit = 3*32 = 96 MB. Bu raqamni 10% ga kamaytirsak, biz 86,4 MB olamiz. Ikkala holatda ham eng yaqin qiymat 90 MB ni tashkil qiladi.
To'g'ri javob: 4
1. Muammoning holatini o'qing. Noma'lum parametrni ma'lum bo'lganlar bilan ifodalang. Ma'lum parametrlarning o'lchamiga alohida e'tibor bering. Bu bo'lishi kerak - bit-sekund-gerts (esda tutingki, 1 Hz = s -1). Agar kerak bo'lsa, fizika muammolarida bo'lgani kabi, parametrlarning qiymatlarini kerakli o'lchamga keltiring.
2. Ikkining kuchini tanlashga harakat qilib, hisob-kitoblarni amalga oshiring.
3. E'tibor bering, eng to'g'ri javobni tanlash sharti bilan, shuning uchun o'nli kasrgacha bo'lgan hisob-kitoblarning yuqori aniqligi talab qilinmaydi. Javob variantlaridan qaysi biri hisoblangan qiymatga yaqinroq ekanligi aniq bo'lgach, hisob-kitoblarni to'xtatish kerak. Agar barcha javob variantlari bilan nomuvofiqlik juda katta bo'lsa (bir necha marta yoki kattalik tartibida), u holda hisob-kitoblarni qayta tekshirish kerak.
4. Mustaqil yechish uchun topshiriqlar
4.1. 2012-A8-1 topshiriqlarining klonlari.
Quyida 2012-A8-1 topshirig'i uchun yana to'rtta variant mavjud.
A) Bir kanalli (mono) tovush 32 kHz va 24 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Yozish 15 soniya davom etadi, uning natijalari faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri olingan fayl hajmiga yaqinroq?
B) Ikki kanalli (stereo) tovush namuna olish chastotasi 32 kHz va 24 bitli ruxsat bilan yoziladi. Yozish 30 soniya davom etadi, uning natijalari faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri olingan fayl hajmiga yaqinroq?
1) 1,5 MB 2) 3 MB 3) 6 MB 4) 12 MB
C) Bir kanalli (mono) audio 16 kHz va 32 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Yozish 2 daqiqa davom etadi, uning natijalari faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri olingan fayl hajmiga yaqinroq?
D) Bir kanalli (mono) tovush 16 kHz va 32 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Yozish 4 daqiqa davom etadi, uning natijalari faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri olingan fayl hajmiga yaqinroq?
1) 2 MB 2) 4 MB 3) 8 MB 4) 16 MB
To'g'ri javoblar:
A: 1; B:3; AT 3; D: 4.
4.2. Muammo 2012-A8-2 (oldingisiga teskari).
A) Bir kanalli (mono) audio 16 kHz va 24 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Natijalar hajmi 8 MB dan oshmasligi kerak bo'lgan faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri yozib olingan audioklipning mumkin bo'lgan maksimal uzunligiga yaqinroq?
B) Ikki kanalli (stereo) tovush namuna olish chastotasi 16 kHz va 24 bitli ruxsat bilan yoziladi. Natijalar hajmi 8 MB dan oshmasligi kerak bo'lgan faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri yozib olingan audioklipning mumkin bo'lgan maksimal uzunligiga yaqinroq?
1) 1 daqiqa 2) 30 soniya 3) 3 daqiqa 4) 90 soniya
C) Bir kanalli (mono) tovush 48 kHz va 8 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Natijalar faylga yoziladi, uning hajmi 2,5 MB dan oshmasligi kerak, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri yozib olingan audioklipning mumkin bo'lgan maksimal uzunligiga yaqinroq?
1) 1 daqiqa 2) 30 soniya 3) 3 daqiqa 4) 90 soniya
D) Bir kanalli (mono) tovush 48 kHz va 16 bitli ruxsatda namuna olish chastotasida yoziladi. Natijalar hajmi 5 MB dan oshmasligi kerak bo'lgan faylga yoziladi, ma'lumotlarni siqish amalga oshirilmaydi. Quyidagi qiymatlardan qaysi biri yozib olingan audioklipning mumkin bo'lgan maksimal uzunligiga yaqinroq?
1) 1 daqiqa 2) 30 soniya 3) 3 daqiqa 4) 90 soniya
To'g'ri javoblar:
A:3; B: 4; IN 1; G:1.
5.Qo'shimcha. Raqamli ovoz yozish haqida ba'zi ma'lumotlar.
Ovozning havoda tarqalishini bosim o'zgarishining tarqalishi deb hisoblash mumkin. Mikrofon bosim tebranishlarini tebranishlarga aylantiradi elektr toki. Bu analog uzluksiz signaldir. Ovoz kartasi mikrofondan kirish signalidan namuna olishni ta'minlaydi. Bu quyidagicha amalga oshiriladi - uzluksiz signal ma'lum bir aniqlik bilan o'lchangan qiymatlar ketma-ketligi bilan almashtiriladi.
Analog signal grafigi:
Xuddi shu signalning diskret ko'rinishi (41 o'lchangan qiymat):

Xuddi shu signalning diskret ko'rinishi (161 o'lchov qiymati, yuqori namuna olish tezligi):

Ko'rinib turibdiki, namuna olish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, taxminiy (diskret) signalning sifati shunchalik yuqori bo'ladi. Namuna olish tezligiga qo'shimcha ravishda, raqamlashtirilgan signalning sifati har bir signal qiymatini yozish uchun ajratilgan bitlar soniga ta'sir qiladi. Har bir qiymat uchun qancha ko'p bit ajratilsa, signalni aniqroq raqamlashtirish mumkin.
Xuddi shu signalning 2-bitli tasviriga misol (ikki bit faqat 4 ta mumkin bo'lgan signal darajasini sanab berishi mumkin):

Endi siz raqamli ovoz bilan fayl hajmiga bog'liqlikni yozishingiz mumkin

fayl_hajmi = (1_sekundda olingan_qiymatlar_soni)*
*(yozuv_bitta_qiymatga_ikkilik_raqamlar_soni)*
*(rekordlar_soniyalari_soni).
Ijro paytida reallikni oshirish uchun amalga oshiriladigan bir nechta mikrofonlardan (stereo, to'rtta yozish va boshqalar) bir vaqtning o'zida ovoz yozish imkoniyatini hisobga olgan holda, biz (1) formulani olamiz.
Ovozni o'ynatishda raqamli qiymatlar analog qiymatlarga aylantiriladi. Karnaylarga uzatiladigan elektr tebranishlari ular tomonidan yana havo bosimining o'zgarishiga aylanadi.
Diskretizatsiya nima ekanligini bugungi kunda raqamli fotografiya sohasidagi har qanday mutaxassis biladi. Biroq, bu soha bilan endigina tanishishni boshlagan ko'pchilik uning asosiy xususiyatlarini bilishmaydi, buning natijasida ular ma'lum xatolarga yo'l qo'yishlari mumkin.