Кодирование звуковой информации

Схема кодирования звука звуковая волна микрофон переменный ток звуковая плата двоичный код память ЭВМ к о д и р о в а н и е

Звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся интенсивностью (громкостью ) и частотой (высотой ). Чем больше интенсивность звуковой волны, тем громче звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука.

Чтобы измерять громкость звука применяют специальную единицу "децибел" (дБ) 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

Временная дискретизация звука Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую форму с помощью временной дискретизации. Звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. количество уровней громкости количество информации будет нести значение каждого уровня качество звучания

N = 2 i N - число уровней громкости i – глубина кодирования звука (в битах) Количество различных уровней громкости при данном кодировании можно рассчитать по формуле

Глубина кодирования звука Глубина кодирования звука i - это количество информации, которое необходимо для кодирования отдельных уровней громкости цифрового звука.

Частота дискретизации Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду тем выше качество звука. Частота дискретизации звука ν - это количество измерений громкости звука за одну секунду. Измеряется в Герцах (Гц)

Объём звукового файла Объём памяти, необходимый для хранения звукового файла равен: глубина кодирования умножить на частоту дискретизации (число измерений в секунду) умножить на время I = i ν t

Объём звукового файла В случае, если звуковой файл – стерео, нужно умножить объём на 2. I = i ν t × 2

Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до , то есть частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 к Гц. При частоте 8 к Гц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции. При частоте 48 к Гц качеству звучания аудио-CD. Также возможны моно- (1 канал), и стерео- (2 канала) режимы.

Задачи 1. Оцените информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 20 с, если глубина кодирования и частота дискретизации звукового сигнала равны соответственно 8 бит и 8 к Гц. 2. Рассчитайте время звучания моноаудиофайла, если при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 32 к Гц его объем равен 700 Кбайт.

Задачи 1. Оцените информационный объем моноаудиофайла длительностью звучания 1 мин, если «глубина» кодирования и частота дискретизации звукового сигнала равны соответственно: а) 16 бит и 8 к Гц; б) 16 бит и 24 к Гц. 2. Аналоговый звуковой сигнал был дискретизирован сначала с использованием 256 уровней интенсивности сигнала (качество звучания радиотрансляции), а затем с использованием уровней интенсивности сигнала (качество звучания аудио-CD). Во сколько раз различаются информационные объемы оцифрованного звука?

Задачи 1. Определите качество звука (качество радиотрансляции, среднее качество, качество аудио-CD), если известно, что объем моноаудиофайла длительностью звучания в 10 сек. равен: а) 940 Кбайт; б) 157 Кбайт. 2. Рассчитайте время звучания моноаудиофайла, если при 16-битном кодировании и частоте дискретизации 32 к Гц его объем равен 6300 Кбайт.

Домашнее задание 1. Определите качество звука, если известно, что объем стерео аудио файла длительностью звучания в 10 секунд при частоте дискретизации 8 к Гц равен 940 Кбайт. 2. Оцените информационный объем стерео аудио файла длительностью звучания 30 с, если глубина кодирования и частота дискретизации звукового сигнала равны соответственно 8 бит и 8 к Гц.