Informatik Datenrate Sampling?

Guten Abend,

ich sitze hier an einer Aufgabe und komme nicht weiter..

Aufgabe :

Berechne die Datenrate des Videos in Bit/s mit Audiospur (Stereo) und kommentiere deinen Rechenweg.

• Bildgröße: 100x100 Pixel
• Farbtiefe: 2 Byte
• Bildwiederholungsrate: 10Hz
• Sammlung Audio: 10 KHz
• Quantisierung Audi: 8 Bit

Wie muss ich die Aufgabe angehen?

Die Bytes würde ich erstmal in Bit umrechnen wären dann 16 Bit.

Im Internet habe ich nichts richtiges dazu gefunden. Es muss doch eine Formel geben? Vielleicht kennt sich einer von euch in diesem Bereich aus und könnte mir erklären wie ich da ran gehen soll.

Lieben Dank für jegliche Hilfe.

Answer 1

[mihisu]

Da kommt man auch ohne eine Formel zu kennen mit etwas Denken weiter...

Für die Anzahl der Pixel pro Bild erhält man.

$100\cdot 100\,\text{Pixel} = 10\,000\,\text{Pixel}$

Für jeden dieser Pixel muss ein 2 Byte großer Farbwert gespeichert werden. Für die entsprechende Datenmenge eines einzelnen Bildes erhält man dementsprechend:

$10\,000\,\text{Pixel}\cdot 2\,\frac{\text{Byte}}{\text{Pixel}}=20\,000\,\text{Byte}$

Diesen Wert kann man noch in Bit umrechnen.

$20\,000\,\text{Byte}=20\,000\cdot 8 \,\text{Bit}=160\,000\,\text{Bit}$

Multipliziert man die Datenmenge pro Bild mit der Anzahl der Bilder pro Sekunde, so erhält man die Datenmenge pro Sekunde. [Also: Multipliziere die berechnete Datenmenge pro Bild mit der Bildwiederholungsrate, um die Datenrate für die Videospur zu erhalten.] Eine 10-Hz-Bildwiederholungsrate entspricht 10 Bildern pro Sekunde. Also:

$160\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{Bild}}\cdot 10\,\frac{\text{Bilder}}{\text{s}}=1\,600\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}$

Beim Audiosignal geht das analog dazu. Man muss die 8 Bit pro Abtastpunkt mit der Abtastfrequenz von 10 kHz = 10 000 Hz (also 10 000-mal pro Sekunde) multiplizieren, und erhält so für die Datenrate der Audiospur...

$8\,\frac{\text{Bit}}{\text{Abtastpunkt}}\cdot 10\,000\,\frac{\text{Abtastpunkte}}{\text{s}}=80\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}$

Wenn man nun die Datenraten von Videospur und Audiospur addiert, erhält man die gesuchte Gesamt-Datenrate:

$1\,600\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}+80\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}=1\,680\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}$

Bemerkung: Wahrscheinlich ist der Quantisierungswert von 8 Bit nur für ein Mono-Audiosignal, statt bereits für das Stereo-Audiosignal. Du musst dann dementsprechend die Audio-Datenrate verdoppeln, um die zweite Audiospur zu berücksichtigen und erhältst dann stattdessen...

$1\,600\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}+2\cdot 80\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}=\underline{\underline{1\,760\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}}}$

============

Zusammenfassend wurde also die folgende Rechnung durchgeführt...

$100\cdot 100\,\text{Pixel}\cdot 2\,\frac{\text{Byte}}{\text{Pixel}}\cdot 8\,\frac{\text{Bit}}{\text{Byte}}\cdot 10\,\text{Hz}+2\cdot 8\,\text{Bit}\cdot \overbrace{10\cdot {10}^{3}\,\text{Hz}}^{10\,\text{kHz}}=1\,760\,000\,\frac{\text{Bit}}{\text{s}}$

Tipp: Lerne nicht einfach irgendwelche Formeln auswendig, sondern lerne zu verstehen, was die Angaben bedeuten. Dann ergibt sich der Rest von allein mit nur ein klein wenig logischem Denken. [Wenn du stattdessen nur stumpfsinnig Formeln auswendiglernst, wirst du in der Regel auch mehr Fehler machen.] Außerdem sollst du ja auch deinen Rechenweg kommentieren. Der Aufgabensteller hat sich damit wohl das Gleiche gedacht, dass nicht einfach eine Formel angewendet werden soll, sondern das du die Rechnung verstehen sollst.

Comments

[Jon3199]

Vielen lieben Dank für deine ausführliche Antwort und Mühe! Die Antwort wird natürlich ausgezeichnet.

Durch dich habe ich es verstanden, einen schönen Abend noch!