Бітрейт - це об'єм інформації, яка передається чи обробляється в одиницю часу

Стосовно відео (аудіо) файлів, бітрейт - це кількість біт або байт, яка витрачається на одну секунду запису. Звичайно бітрейти мають одиниці виміру - кілобіти в секунду (Kbps) і мегабіти в секунду (Mbps). Вони бувають: постійні, змінні й усереднені.

Постійний бітрейт визначається спочатку та не змінюється протягом всього файлу. Його головна перевага - можливість досить точно передбачити розмір кінцевого файлу. Проте варіант з постійним бітрейтом не дуже підходить для динамічних сцен у відео файлах (тобто коли в кадрі є багато об'єктів, що рухаються). В результаті картинка йде "квадратами". Постійний бітрейт зазвичай використовується у відеоконференціях.

Змінний бітрейт автоматично вибирається виходячи з параметрів (рівня бажаної якості), причому впродовж кодованого фрагмента бітрейт може змінюватися. Цей метод дає найкраще співвідношення якість/розмір вихідного файлу, проте точний його розмір виявляється дуже погано передбачуваний.

Усереднений бітрейт є гібридом постійного і змінного бітрейтів: бітрейт задається користувачем, а програма варіює його в деяких межах. Проте, на відміну від змінного бітрейту, максимально та мінімально можливі значення бітрейта використовуються обережно, щоб не вийти за задану користувачем середню величину. Використовується в основному при показі відео в мережі. Дозволяє поліпшити якість картинки в динамічних сценах, в порівнянні з постійним бітрейтом.

Фреймрейт - позначення кількості кадрів відеофайлу за одиницю часу, (одиницею виміру служить кількість кадрів в секунду, що означає fps (frames per second).

Співвідношення Бітрейт/Фреймрейт дає об'єм одного відеокадру.

Приклади.

1) Дано: Бітрейт = 1 Mbps, фреймрейт =25 fps.

Треба визначити обсяг одного відеокадра.

Обсяг відеокадра = 1 Mbps/25 fps = 40 Kb (40 кілобіт) = 40/8 = 5 КілоБайт.

2) Дано: Бітрейт = 1 Mbps, фреймрейт =25 fps.

Треба визначити обсяг 1 хвилини відеозапису.

Обсяг 1 хвилини відеозапису = 1 Mbps х 60 сек = 60 Мb (60 мегабіт) = 60/8 = 7,5 МегаБайт.

3) Дано: відеофайл тривалістю 20 хвилин. Обсяг пам’яті запам’ятовуючого пристрою = 1200 MB (МегаБайт).

Визначити бітрейт, при якому буде максимальна можлива якість відео та при цьому відео файл повинен поміститися на запам’ятовуючий пристрій.

Рішення. Максимально можлива якість буде при максимально можливому бітрейті. Тому для визначення цього бітрейту нам треба повний обсяг пам’яті поділити на тривалість відео у секундах (у 20 хвилинах = 20х60 = 1200 секунд):

Максимальний бітрейт = 1200 MB/1200 сек = 1 MB (МегаБайт).

Представлення в комп'ютері звукової інформації

З початку 90-х років персональні комп'ютери отримали можливість працювати зі звуковою інформацією. Кожний комп'ютер, що має звукову плату, мікрофон і колонки, може записувати, зберігати й відтворювати звукову інформацію. За допомогою спеціальних програмних засобів (редакторів аудіофайлів) відкриваються широкі можливості по створенню, редагуванню й прослуховуванню звукових файлів. Створюються програми розпізнавання мови, з'являється можливість керування комп'ютером за допомогою голосу.

Звукова хвиля - це безперервна хвиля з мінливою амплітудою й частотою. Чим більше амплітуда сигналу, тим він голосніше для людини, чим більше частота сигналу, тим вище тон (див. рис.3).

Рис.3. Подання звукової хвилі у часі

Для того щоб комп'ютер міг обробляти звук, безперервний звуковий сигнал повинен бути перетворений у послідовність імпульсів. Звукова хвиля розбивається на окремі маленькі тимчасові ділянки, причому для кожної ділянки встановлюється певна величина амплітуди. Кожній ділянці привласнюється певний код. Цей процес називається дискретизацією у часі. Природно, чим менше "розмір" ділянки, тим вище якість звукозапису. Сучасні звукові карти можуть забезпечити 16-24 бітну глибину кодування. Глибина кодування звуку - це кількість інформації, яка потрібна для кодування дискретних рівнів гучності цифрового звуку. Кількість вимірів рівня сигналу в одиницю часу називається частотою дискретизації. Якість двійкового кодування звуку визначається глибиною кодування й частотою дискретизації.

Приклад. Оцінити обсяг стереоаудіофайла тривалістю звучання одна секунда при глибині кодування 16 біт (2 Байти) і частоті дискретизації 48 кГц. Для рішення даного завдання потрібно помножити частоту дискретизації на глибину кодування й на число каналів звуку (стерео - 2 канали):

2 (Байт) х 48000 х 2 (стерео) = 192000 Байт або приблизно 188 КБайт.

Відповідно, щоб довідатися про інформаційний обсяг файлу, тривалістю 1 хвилину, результат потрібно помножити на 60.