Кодирование звуковой информации Информатика и ИКТ 8 класс Гимназия 1 г. Новокуйбышевска Учитель информатики: Красакова О.Н.

Что такое звук Звук представляет собой распространяющуюся чаще всего в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно изменяющейся интенсивностью и частотой. Человек может воспринимать звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различая при этом громкость и тон. Чем больше интенсивность звуковой волны, тем громче звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука.

Способы представления звука Аналоговый Дискретный физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем они изменяются непрерывно. физическая величина принимает конечное множество значений, причем они изменяются скачкообразно.

Звуковая информация Характерный звук Громкость, измеренная в децибелах Нижний предел чувствительности человеческого уха 0 Шорох листьев 10 Разговор 60 Гудок автомобиля 90 Реактивный двигатель 120 Болевой порог 140 Чтобы измерять громкость звука применяют специальную единицу "децибел" (дБ)

Временная дискретизация звука Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал (аналоговый) должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Временная дискретизация звука Временная дискретизация – это разбиение непрерывной звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого участка устанавливается определенная величина амплитуды. t A(t)

Дискретизация Для оцифровки звука (из аналоговой формы в цифровую) используются специальные устройства: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП).

АЦП и ЦАП находятся в звуковой плате компьютера. Именно звуковая плата (аудиоадаптер) преобразует аналоговый сигнал в дискретную фонограмму и наоборот, «оцифрованный» звук – в аналоговый (непрерывный) сигнал, который поступает на вход динамика. Звуковая плата

Частота дискретизации Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука в одну секунду. Параметры оцифровки звука Частота дискретизации (Гц) Глубина кодирования звука (бит) 1 Гц = 1/с 1 к Гц = 1000 /с

Глубина кодирования звука Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Если глубина кодирования звука составляет 16 битов, то количество уровней громкости звука равно N = 2 i = 2 16 = В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается 16-битовый двоичный код, наименьший уровень звука наибольший уровень звука.

Формула дискретизации V = M * i * t M – частота дискретизации (в Гц) i – глубина кодирования (в бит) t – время звучания (в сек) V – объем файла (режим стерео – умножить на 2, квадро – на 4)

Задача Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из возможных уровней интенсивности сигнала? 1) 2 байта 2) 256 бит 3) 16 байт 4) 8 бит

Задача M = 22,05*1000 = Гц i = 8 бит t = 10 секунд V = ? V = M * i * t V = 22050*10*8 = бит = байт = 215,3 Кбайт (если стереозвук – умножить на 2) Звук воспроизводится 10 секунд при частоте 22,05 к Гц и глубине звука 8 бит. Определить его размер (в байтах)

Задача Объем звукового файла 5,25 Мбайт, разрядность звуковой платы – 16. Какова длительность звучания этого файла (примерно), записанного с частотой дискретизации 22,05 к Гц? V = M * i * t t = 5,25 * 8 * 1024 *1024 / ( 22,05 * 1000 * 16 ) = 125 сек V = 5,25 Мбайт М = 22,05 к Гц i = 16 бит t = V / (M * i)

Задача Определить размер (в Кбайтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 44,1 к Гц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.

Задача Две минуты записи цифрового аудиофайла (стерео) занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?