L'atelier des apprentis




3
La compression

Calculer le taux de compression
Version experts (A) ici.



Vous disposez d’un fichier audio, en qualité CD, de 3 min (sous le format WAV par exemple, échantillonné à 44,1 kHz, sur 16 bits en stéréo). À l’aide d’un logiciel, vous compressez votre fichier en format MP3 (format avec perte d’information). Sa taille sur l’ordinateur est alors de 2 Mo.


Questions

1. Cette compression s’accompagne-t-elle d’un changement de fréquence d’échantillonnage ? De quantification ?


2. Quelle peut être l’utilité de compresser le fichier ?


3. Calculez le taux de compression.


Données

  • 1 octet == 8 bits
  • 1 Mo == 106 octets
  • 1 Go == 109 octets

1
L’échantillonnage

Lire et exploiter un graphique


Évolution du signal en fonction du temps
Évolution du signal en fonction du temps.
Voir les réponses

On prélève à intervalles de temps réguliers des valeurs du signal analogique ci-dessous.

Questions

1. Quelle est la fréquence du signal analogique ?


2. Rappelez la définition de la fréquence d’échantillonnage.


3. Calculez le nombre de points prélevés sur 6 ms et en déduire la fréquence d’échantillonnage.


4. Comment pourriez-vous améliorer l’échantillonnage pour rendre la numérisation plus fidèle au signal ?


5. Si la fréquence d’échantillonnage était de 2 000 Hz, combien de points seraient prélevés sur une période du signal analogique ?

B
Enregistrer le son d’un piano

Comparer les caractéristiques et les qualités de fichiers audio compressés
Version initiale (le repaire des initiés, exercice 5) ici.

Voir les réponses

On considère un signal sonore à numériser de fréquence 4 200 Hz émis par un piano. Vous souhaitez réaliser un enregistrement stéréo de 30 secondes.


Questions

1. Quelle fréquence d’échantillonnage devez-vous choisir au minimum pour que la reproduction du son soit fidèle ?


2. Si le pianiste joue d’autres notes plus graves, cette fréquence d’échantillonnage reste-t-elle adaptée ?


3. La numérisation du signal a été effectuée mais le fichier est trop grand pour la capacité de stockage. Quelle solution peut-être envisagée ?



Données

  • Taille du fichier (en bit) == fréquence d’échantillonnage (en hertz) ×\times quantification (en bit) ×\times durée du fichier (en seconde) ×\times nombre de voies.
  • 1 Mo == 106 octets
  • 1 octet == 8 bits

Émission d’un signal analogique : le piano
Émission d’un signal analogique : le piano.

2
Capacités de stockage des CD, DVD, clés USB

Estimer la taille d’un fichier audio


CD et clé USB : deux capacités différentes
CD et clé USB : deux capacités différentes.

On cherche à comparer les capacités de stockage d’un CD, d’un DVD et d’une clé USB. Sur le CD, le son est numérisé à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz sur 16 bits par canal. Pour le DVD, il est possible d’enregistrer jusqu’à huit heures de musique en stéréo, échantillonnés avec une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz sur 3 octets par canal. La clé USB possède une capacité de stockage de 32 Go. On précise que lorsque le son est stéréo, il est donc stocké sur deux canaux.


Questions

1. Calculez la taille du fichier nécessaire pour l’enregistrement d’un morceau de musique de 4 minutes en stéréo sur un CD.


2. La capacité d’un CD étant de 700 Mo, calculez la durée d’enregistrement possible de son en stéréo.


3. Donnez l’influence du changement des paramètres de numérisation entre un CD et un DVD : sur la qualité du son ? sur la taille du fichier ?


4. Combien de DVD pourriez-vous transférer sur la clé USB ?


Données

  • Taille du fichier (en bit) == fréquence d’échantillonnage (en hertz) ×\times quantification (en bit) ×\times durée du fichier (en seconde) ×\times nombre de voies.
  • 1 Mo == 106 octets
  • 1 octet == 8 bits
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