Công cụ tính dung lượng file âm thanh là gì?
Công cụ này ước tính dung lượng của một file âm thanh không nén (PCM/WAV) dựa trên bốn thông số ghi âm cơ bản: tần số lấy mẫu, độ sâu bit, số kênh và thời lượng. Vì âm thanh không nén lưu một số bit cố định cho mỗi mẫu nên dung lượng của nó hoàn toàn có thể tính trước — khác với các định dạng nén như MP3, AAC hay FLAC, vốn phụ thuộc vào codec và nội dung âm thanh.
Cách sử dụng
Nhập tần số lấy mẫu theo Hz (chất lượng CD là 44.100 Hz; âm thanh chuyên nghiệp thường dùng 48.000 hoặc 96.000 Hz), chọn độ sâu bit (16-bit cho CD, 24-bit cho thu âm phòng studio), chọn số kênh (1 mono, 2 stereo, 6 cho 5.1, 8 cho 7.1) và điền thời lượng tính bằng giây. Kết quả hiển thị dung lượng theo megabyte, kèm theo số byte, kilobyte và bitrate gốc bên dưới.
Giải thích công thức
Tốc độ dữ liệu mỗi giây bằng tần số lấy mẫu × độ sâu bit × số kênh. Nhân với thời lượng để ra tổng số bit, rồi chia cho 8 để đổi bit sang byte:
$$\text{Size (MB)} = \frac{\text{Sample Rate} \times \text{Bit Depth} \times \text{Channels} \times \text{Duration}}{8 \times 1024 \times 1024}$$
Chia cho 1024 sẽ ra kilobyte, và chia cho 1024² sẽ ra megabyte.
Ví dụ minh họa
Một bản nhạc stereo chất lượng CD dài 3 phút (180 giây): $$44\,100 \times 16 \times 2 \times 180 \div 8 = 31\,752\,000 \text{ byte} \approx 30{,}28 \text{ MB}$$ Bitrate của nó là \(44\,100 \times 16 \times 2 \div 1000 = 1\,411{,}2 \text{ kbps}\) — chính là con số "1411 kbps" kinh điển của âm thanh CD.
Các Thuật Ngữ Âm Thanh Chính Được Giải Thích
- Tần Số Lấy Mẫu (Hz)
- Số lượng phép đo biên độ (mẫu) được lấy trên giây khi chuyển đổi tín hiệu tương tự liên tục sang kỹ thuật số. Được đo bằng hertz (Hz) hoặc kilohertz (kHz). Theo định lý Nyquist, tần số lấy mẫu \(f_s\) có thể biểu diễn chính xác các tần số lên đến \(f_s/2\), vì vậy 44.1 kHz nắm bắt âm thanh lên đến khoảng 22.05 kHz.
- Độ Sâu Bit (bit/mẫu)
- Số lượng bit được sử dụng để mã hóa mỗi mẫu riêng lẻ. Độ sâu bit cao hơn có nghĩa là độ phân giải biên độ tốt hơn và phạm vi động lực lớn hơn — khoảng \(6.02 \times n\) dB cho \(n\) bit. 16-bit cho ~96 dB; 24-bit cho ~144 dB.
- Kênh
- Số lượng các luồng âm thanh độc lập được lưu trữ. Mono là 1 kênh, stereo là 2, và các định dạng xung quanh sử dụng 6 (5.1) hoặc 8 (7.1). Kích thước tệp tỷ lệ tuyến tính với số lượng kênh vì mỗi kênh lưu trữ các mẫu của nó.
- PCM (Điều Chế Mã Xung)
- Phương pháp tiêu chuẩn của việc biểu diễn kỹ thuật số âm thanh không nén bằng cách ghi lại biên độ của tín hiệu ở các khoảng thời gian đều. PCM là dữ liệu âm thanh thô mà các định dạng không nén lưu trữ trực tiếp.
- WAV (Định Dạng Tệp Âm Thanh Sóng)
- Một định dạng thùng chứa phổ biến thường chứa âm thanh PCM không nén cùng với siêu dữ liệu tiêu đề mô tả tần số lấy mẫu, độ sâu bit và kênh. Vì nó lưu trữ các mẫu thô, kích thước WAV hoàn toàn có thể dự đoán được từ các tham số của nó.
- Bitrate (kbps)
- Lượng dữ liệu trên mỗi giây âm thanh, tính bằng kilobit trên giây. Đối với PCM không nén, nó bằng \(\text{tần số lấy mẫu} \times \text{độ sâu bit} \times \text{kênh}\). Ví dụ, âm thanh CD là \(44100 \times 16 \times 2 = 1{,}411{,}200\) bit/s, hoặc 1,411 kbps.
- Byte so với Bit
- Một bit là đơn vị nhỏ nhất của dữ liệu kỹ thuật số (0 hoặc 1); một byte là 8 bit. Bitrate thường được trích dẫn theo bit trên giây, trong khi kích thước tệp được trích dẫn theo byte — đó là lý do công thức kích thước chia tổng số bit cho 8.
- Không Nén so với Mất Dữ Liệu
- Âm thanh không nén (PCM/WAV) lưu trữ mỗi mẫu chính xác, mang lại độ trung thực đầy đủ nhưng tệp lớn. Các định dạng mất dữ liệu (MP3, AAC) loại bỏ dữ liệu không nghe được hoặc ít quan trọng hơn để giảm tệp, trao đổi một số chất lượng để đổi lấy kích thước nhỏ hơn nhiều. Nén không mất dữ liệu (FLAC, ALAC) giảm kích thước mà không mất chất lượng nhưng không tuân theo công thức kích thước PCM cố định này.
Câu hỏi thường gặp
Công cụ này có dùng được cho MP3 hay AAC không? Không. Những định dạng đó dùng nén mất dữ liệu (lossy); dung lượng của chúng phụ thuộc vào bitrate mục tiêu của bộ mã hóa chứ không phải phép tính từ mẫu gốc. Công cụ này chỉ tính cho PCM không nén (WAV/AIFF).
Tại sao phải chia cho 8? Độ sâu bit được đo bằng bit, nhưng dung lượng file lại tính bằng byte, mà 1 byte = 8 bit.
File WAV thực tế có lớn hơn một chút không? Có — phần header của WAV thêm khoảng 44 byte, gần như không đáng kể với bất kỳ file có độ dài thông thường nào.
