10 класс Кодирование звуковой и видеоинформации § 15. Кодирование звуковой и видеоинформации

ГДЗ по информатике, 10 класс, Поляков, номер 15.3: Кодирование звуковой и видеоинформации

Информатика (в 2 частях); углубленное обучение — Поляков К.Ю., Еремин Е.А.

Роман Жуков, методист по информатике Шпаргача обновлено 12 сентября 2026

← 15.2 15.4 →

Условие

Объяснить, от чего зависит выбор частоты дискретизации и почему значения выше 48 кГц применяются редко.

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть физические основы восприятия звука человеком и принципы цифровой обработки сигналов. Выбор частоты дискретизации — это компромисс между качеством записи и объёмом хранимых данных.

Шаг 1. Зависимость выбора частоты дискретизации от спектра сигнала

Согласно теореме Котельникова (Найквиста-Шеннона), для точного восстановления аналогового сигнала из его цифровых отсчётов частота дискретизации f_d должна быть как минимум в два раза выше максимальной частоты f_max, содержащейся в исходном сигнале:

f_d≥2·f_max

Человеческое ухо способно воспринимать звуки в диапазоне примерно от 20 Гц до 20 кГц. Следовательно, верхняя граница полезного спектра составляет f_max=20 кГц. Минимальная необходимая частота дискретизации для полного сохранения слышимой информации равна:

f_d=2·20 кГц =40 кГц

Таким образом, выбор частоты зависит от того, какие максимальные частоты мы хотим записать или воспроизвести без искажений (алиасинга).

Шаг 2. Почему значения выше 48 кГц применяются редко

Несмотря на то что стандарт CD-Audio использует частоту 44,1 кГц, а профессиональные студии часто работают с 48 кГц, более высокие значения (например, 96 кГц или 192 кГц) встречаются реже по следующим причинам:

Физиологические ограничения: Большинство людей старше подросткового возраста не способны различить разницу между звуком, оцифрованным с частотой 48 кГц, и звуком с частотой 96 кГц. Верхний предел слуха (20 кГц) уже полностью покрыт при 48 кГц с запасом.
Объём данных: Удвоение частоты дискретизации приводит к удвоению размера файла. Например, запись длительностью 1 минуту в стереоформате с разрядностью 16 бит занимает:

Частота дискретизации	Размер файла (примерный)
44,1 кГц	≈10 МБ
96 кГц	≈22 МБ

При потоковом видео или аудио стриминге такой рост объёма данных критичен для пропускной способности каналов связи.

Технические требования: Более высокая частота требует более мощных процессоров для обработки и фильтров более высокого порядка для корректного преобразования аналоговых сигналов, что увеличивает стоимость оборудования.

Шаг 3. Итоговый вывод

Выбор частоты дискретизации определяется верхней границей частотного диапазона передаваемого сигнала (для человека это 20 кГц). Частоты выше 48 кГц применяются редко, так как они не дают заметного улучшения качества для человеческого слуха, но значительно увеличивают объём файлов и нагрузку на вычислительные ресурсы.

Ответ

Выбор частоты дискретизации зависит от максимальной частоты в спектре сигнала (по теореме Котельникова f_d≥2f_max). Для человеческого слуха (f_max≈20 кГц) достаточно 40–48 кГц.

Значения выше 48 кГц применяются редко, так как они не улучшают воспринимаемое качество звука, но существенно увеличивают объём данных и требования к оборудованию.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер 15.3 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Информатика (в 2 частях); углубленное обучение», Поляков К.Ю., Еремин Е.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании 15.3?

Краткий ответ: Выбор частоты дискретизации зависит от максимальной частоты в спектре сигнала (по теореме Котельникова f_d 2 f_max). Для человеческого слуха (f_max 20 кГц) достаточно 40–48 кГц. Значения выше 48 кГц применяются редко, так как они не улучшают воспринимаемое качество звука, но существенно увеличивают объём данных и требования к оборудованию.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Информатика (в 2 частях); углубленное обучение», Поляков К.Ю., Еремин Е.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 15. Кодирование звуковой и видеоинформации.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.