Məzmuna keç
Educora
AZ
AzərbaycancaEnglishРусскийTürkçe
Mənim səhifəmEducora StudioParametrlər
Orta9–10-cu sinif22 dəq13 / 59

Səs və video informasiyasının kodlaşdırılması

Səs necə rəqəmsal koda çevrilir: diskretləşdirmə tezliyi, kodlaşdırma dərinliyi, mono və stereo, səs faylının həcmi V = f · i · t · k; video — kadrlar ardıcıllığı; itkili və itkisiz sıxma, səs və video formatları — həll olunmuş məsələlərlə.

Özünü yoxla
Bu dərsdə öyrənəcəksən
  • Analoq səsin diskretləşdirilməsini və kvantlanmasını izah etmək
  • V = f · i · t · k düsturu ilə səs faylının həcmini, müddətini, tezliyini və ya dərinliyini tapmaq
  • Sıxılmamış videonun həcmini hesablamaq və itkili sıxmanın niyə lazım olduğunu izah etmək

4 dəqiqəlik mahnı CD keyfiyyətində (WAV) təxminən 40 Mbayt, 128 kbit/san-lıq MP3 formatında isə cəmi 3,7 Mbayta yaxın yer tutur, amma qulaq fərqi çətin hiss edir. Telefonla çəkilmiş 1 dəqiqəlik video isə onlarla, hətta yüzlərlə meqabayt ola bilər. Səs və video necə ədədlərə çevrilir və bu ədədlərin sayı nədən asılıdır? Bu dərsdə səs və video fayllarının həcmini hesablamağı öyrənəcəyik.

Səs və videonun kodlaşdırılması qəbul imtahanının proqramındadır. 2025–2026-cı illərin dörd qəbul imtahanında bu mövzuya ayrıca tapşırıq düşməyib, amma hesablama qaydası tanışdır: «Kompüter qrafikası: rastr və vektor təsvirlərin kodlaşdırılması» dərsində olduğu kimi, hər ölçmə i bitlə yazılır və həcm = ölçmələrin sayı · i. Video isə elə həmin rastr təsvirlərin ardıcıllığıdır.

Analoq səsdən rəqəmsal səsə

Səs havanın titrəyişidir — dalğadır. Mikrofon bu titrəyişi zamanla fasiləsiz dəyişən elektrik siqnalına çevirir: bu, analoq siqnaldır. Kompüter isə yalnız ədədləri saxlaya bilir, ona görə siqnal bərabər fasilələrlə ölçülür və hər ölçmənin qiyməti ədəd kimi yazılır.

Tərif
Diskretləşdirmə tezliyi

Bir saniyədə siqnalın neçə dəfə ölçüldüyü (f). Hers (Hs) ilə ölçülür: 44,1 kHs saniyədə 44 100 ölçmə deməkdir. Siqnalın ayrı-ayrı anlarda ölçülməsinə diskretləşdirmə deyilir.

Tərif
Kodlaşdırma dərinliyi

Bir ölçmənin qiymətini yazmaq üçün istifadə olunan bitlərin sayı (i). Ölçülmüş qiymət 2ⁱ səviyyədən ən yaxınına yuvarlaqlaşdırılır — buna kvantlama deyilir: 8 bitdə 256, 16 bitdə 65 536 səviyyə var.

01234567tanaloq siqnalrəqəmsal qiymətlər: 3 bit, 8 səviyyə
Diskretləşdirmə (vaxt üzrə nöqtələr) və kvantlama (səviyyələrə yuvarlaqlaşdırma). Tezlik və dərinlik artdıqca pillələr siqnala daha yaxın olur.

Səs bir və ya bir neçə kanalla yazıla bilər: mono — bir kanal, stereo — iki kanal (sol və sağ), ev kinoteatrlarının 5.1 sistemi — 6 kanal. Hər kanal ayrıca yazıldığı üçün stereo fayl eyni yazının mono variantından 2 dəfə böyükdür.

Keyfiyyətfik1 saniyəlik səs
Telefon8 kHs8 bit1 (mono)64 000 bit = 8000 bayt
Audio CD44,1 kHs16 bit2 (stereo)1 411 200 bit = 176 400 bayt
Studiya yazısı (bir variant)96 kHs24 bit2 (stereo)4 608 000 bit = 576 000 bayt
Sonuncu sütun: f · i · k — bir saniyədə neçə bit yazılır.

Səs faylının həcmi: V = f · i · t · k

V = f · i · t · k
burada:
  • Vsəs faylının həcmi (bit)
  • fdiskretləşdirmə tezliyi (Hs)
  • ikodlaşdırma dərinliyi (bit)
  • tyazının müddəti (san)
  • kkanalların sayı: mono 1, stereo 2

Əslində bu, «ölçmələrin sayı × bir ölçmənin bitləri» düsturudur: f · t · k ölçmə, hər biri i bit.

  1. 1
    kHs-i Hs-ə çevir

    44,1 kHs = 44 100 Hs, 22,05 kHs = 22 050 Hs: tezlikdə «kilo» 1000 deməkdir, 1024 yox.

  2. 2
    Vaxtı saniyəyə çevir

    2 dəq = 120 san, 1 saat = 3600 san.

  3. 3
    Vur

    V = f · i · t · k bit. Stereo üçün 2-yə vurmağı unutma.

  4. 4
    Vahidə keç

    bit : 8 = bayt; bayt : 1024 = Kbayt; Kbayt : 1024 = Mbayt.

Səs faylının həcmi

1) CD keyfiyyətində (44,1 kHs, 16 bit, stereo) 1 dəqiqəlik səs neçə bayt tutur?
2) Telefon keyfiyyətində (8 kHs, 8 bit, mono) 10 saniyəlik yazının həcmi neçə Kbaytdır?
3) Stereo səs 32 kHs tezliklə və 16 bit dərinliklə 64 saniyə yazılıb. Faylın həcmi neçə Kbaytdır?
A) 4000 B) 8000 C) 1000 D) 16 000 E) 8192

Həllini göstər
1) V = 44 100 · 16 · 60 · 2 = 84 672 000 bit = 84 672 000 : 8 = 10 584 000 bayt ≈ 10,1 Mbayt.
2) V = 8000 · 8 · 10 · 1 = 640 000 bit = 80 000 bayt = 80 000 : 1024 ≈ 78,1 Kbayt.
3) V = 32 000 · 16 · 64 · 2 = 65 536 000 bit = 8 192 000 bayt = 8 192 000 : 1024 = 8000 Kbayt (B). E (8192) kHs-i 1024-ə vuranların səhvidir.
Tərs məsələlər

1) Mono səs 48 kHs tezliklə və 16 bit dərinliklə yazılıb, fayl 1875 Kbayt tutur. Yazı neçə saniyə davam edir?
2) Stereo, 8 bitlik, 10 saniyəlik səs faylı 312,5 Kbaytdır. Diskretləşdirmə tezliyi neçə Hs-dir?
3) 8 kHs tezliklə yazılmış 5 saniyəlik mono səs 60 000 bayt tutur. Kodlaşdırma dərinliyi neçə bitdir? Neçə səviyyə ayırd edilir?

Həllini göstər
1) t = V : (f · i · k) = 1875 · 8192 : (48 000 · 16 · 1) = 15 360 000 : 768 000 = 20 san.
2) f = V : (i · t · k) = 312,5 · 8192 : (8 · 10 · 2) = 2 560 000 : 160 = 16 000 Hs = 16 kHs.
3) i = 60 000 · 8 : (8000 · 5 · 1) = 480 000 : 40 000 = 12 bit; səviyyələr: 2¹² = 4096.
Nisbət: keyfiyyət dəyişir

1) Səs 44,1 kHs, 16 bit, stereo rejimində yazılıb. Sonra o, 22,05 kHs, 8 bit, mono rejimində yenidən yazıldı (müddət eynidir). Fayl neçə dəfə kiçilər?
A) 2 B) 4 C) 8 D) 16 E) 6
2) Diskretləşdirmə tezliyi 2 dəfə artırıldı, stereo isə monoya dəyişdirildi. Həcm necə dəyişər?
3) Səviyyələrin sayı 256-dan 65 536-ya çatdırıldı. Həcm neçə dəfə artar?

Həllini göstər
1) Hər vuruq 2 dəfə azalıb: f (44 100 → 22 050), i (16 → 8), k (2 → 1). V₁ / V₂ = 2 · 2 · 2 = 8 (C).
2) f · k = (2f) · (k / 2): hasil dəyişmir ⇒ həcm dəyişmir.
3) 256 = 2⁸ ⇒ 8 bit, 65 536 = 2¹⁶ ⇒ 16 bit; həcm 2 dəfə artar (256 dəfə yox!).
Səsin kanalla ötürülməsi

1) Stereo səs 16 kHs tezliklə, 16 bit dərinliklə 30 saniyə yazılıb. Onu 256 000 bit/san sürətli kanalla neçə saniyəyə göndərmək olar?
2) Telefon danışığını (8 kHs, 8 bit, mono) gecikmədən ötürmək üçün kanalın sürəti ən azı nə qədər olmalıdır? (I = v · t düsturu — «İnformasiyanın ölçülməsi: bit, bayt və vahidlər» dərsində.)

Həllini göstər
1) V = 16 000 · 16 · 30 · 2 = 15 360 000 bit; t = 15 360 000 : 256 000 = 60 san. Yəni yazını göndərmək onun özündən 2 dəfə uzun çəkir.
2) Bir saniyəlik danışıq: 8000 · 8 · 1 = 64 000 bit ⇒ kanal saniyədə ən azı 64 000 bit ötürməlidir.
Python
f, i, t, k = 44100, 16, 60, 2          # Hz, bits, seconds, channels
bits = f * i * t * k
print(bits, "bits")
print(bits // 8, "bytes")
print(round(bits / 8 / 2**20, 2), "MB")
▸ Gözlənilən nəticə
84672000 bits
10584000 bytes
10.09 MB
CD keyfiyyətində 1 dəqiqəlik səsin həcmi. f, i, t, k qiymətlərini dəyişib yuxarıdakı məsələləri yoxla.

Video: kadrlar ardıcıllığı

Video bir-birini sürətlə əvəz edən rastr təsvirlərdən — kadrlardan ibarətdir; göz onları hərəkət kimi qəbul edir. Kinoda saniyədə 24 kadr, televiziyada 25 və ya 30, oyunlarda və idman yayımlarında isə çox vaxt 60 kadr istifadə olunur. Videoya adətən səs yolu da əlavə olunur.

Tərif
Kadr tezliyi

Bir saniyədə göstərilən kadrların sayı (n). Kadr/san (ingiliscə fps — frames per second) ilə ölçülür.

V = W · H · i · n · t
burada:
  • W · H · ibir kadrın həcmi (bit), rastr təsvirdəki kimi
  • nkadr tezliyi (kadr/san)
  • tvideonun müddəti (san)

Səs yolu varsa, onun f · i · t · k həcmi də əlavə olunur. Bu düstur sıxılmamış videonu verir.

Videonun həcmi

1) 256 × 128 ölçülü, 256 rəngli, saniyədə 16 kadrlıq, 8 saniyəlik səssiz animasiya neçə Mbaytdır?
2) 640 × 480 ölçülü, True Color, 25 kadr/san olan 10 saniyəlik video sıxılmadan neçə bayt tutar?
3) Full HD (1920 × 1080), True Color, 30 kadr/san olan 1 dəqiqəlik video sıxılmadan təxminən neçə Gbayt olar?

Həllini göstər
1) Bir kadr: 2⁸ · 2⁷ · 8 bit = 2¹⁸ bit = 32 Kbayt. Kadrların sayı: 16 · 8 = 128.
V = 128 · 32 = 4096 Kbayt = 4 Mbayt.
2) Bir kadr: 640 · 480 · 3 = 921 600 bayt; V = 921 600 · 25 · 10 = 230 400 000 bayt ≈ 219,7 Mbayt.
3) V = 1920 · 1080 · 3 · 30 · 60 = 11 197 440 000 bayt ≈ 10,4 Gbayt — cəmi bir dəqiqə üçün! Ona görə videonu sıxmadan saxlamırlar.

Sıxma və formatlar

Sıxılmamış səs və video çox yer tutur, ona görə onları sıxırlar. İki yol var: itkisiz sıxma zamanı fayl açılanda əvvəlki verilənlər dəqiq bərpa olunur (ZIP arxivi, PNG, FLAC); itkili sıxma isə qulağın və gözün az hiss etdiyi detalları atır və faylı daha çox kiçildir (MP3, AAC, JPEG, H.264 və H.265 kodekləri ilə sıxılmış video).

k = V₀ / Vk = V₀ / V
burada:
  • ksıxma əmsalı — fayl neçə dəfə kiçildi
  • V₀sıxmadan əvvəlki həcm
  • Vsıxılmış faylın həcmi

Axınla ötürülən səs və video üçün həcmlərin yerinə bit/san-la sürətləri də müqayisə etmək olar.

Sıxma əmsalı

1) CD səsi saniyədə 1 411 200 bit tutur, MP3 isə 128 kbit/san (128 000 bit/san). Sıxma əmsalı təxminən nə qədərdir?
2) 4 dəqiqəlik mahnı WAV (CD keyfiyyəti) və 128 kbit/san-lıq MP3 formatında neçə Mbayt tutur?
3) 1 dəqiqəlik Full HD videonun sıxılmamış həcmi 11 197 440 000 baytdır. Video 5 Mbit/san (5 000 000 bit/san) axınla göndərilirsə, sıxma əmsalı təxminən nə qədərdir?

Həllini göstər
1) k = 1 411 200 : 128 000 ≈ 11 dəfə.
2) 4 dəq = 240 san. WAV: 176 400 · 240 = 42 336 000 bayt ≈ 40,4 Mbayt; MP3: 128 000 · 240 : 8 = 3 840 000 bayt ≈ 3,7 Mbayt.
3) Axın 1 dəqiqədə: 5 000 000 · 60 : 8 = 37 500 000 bayt. k = 11 197 440 000 : 37 500 000 ≈ 300 dəfə.
NövFormatlarSıxma
SəsWAVadətən sıxılmamış
SəsFLACitkisiz
SəsMP3, AAC, OGGitkili
VideoMP4, MKV, AVI, MOV, WebMkonteynerlər; içindəki video adətən itkili kodeklə (H.264, H.265) sıxılır

Bununla modul tamamlanır: mətn, şəkil, səs və video üçün eyni ideya işləyir — ölçmələrin (simvolların, piksellərin) sayı × bir ölçmənin bitləri. Bu qaydanı bilən şagird kodlaşdırmaya aid istənilən məsələni bir neçə sətirdə həll edir.

Əsas fikirlər

  • Səs diskretləşdirilir (saniyədə f dəfə ölçülür) və hər ölçmə i bitlə yazılır (2ⁱ səviyyə).
  • Səs faylının həcmi V = f · i · t · k; mono k = 1, stereo k = 2.
  • Tezlikdə 1 kHs = 1000 Hs; bitdən bayta keçmək üçün 8-ə, baytdan Kbayta keçmək üçün 1024-ə böl.
  • Video kadrlardan ibarətdir: V = W · H · i · n · t (üstəgəl səs yolu).
  • İtkisiz sıxma verilənləri dəqiq bərpa edir (FLAC, PNG, ZIP), itkili sıxma detalları atır (MP3, JPEG, H.264).
  • Sıxma əmsalı k = V₀ / V: CD səsindən 128 kbit/san-lıq MP3-ə keçəndə təxminən 11.

Özünü yoxla

12 sual. Hər düzgün cavab XP qazandırır.

1 / 12
Diskretləşdirmə tezliyi nəyi göstərir?