Кодирование звуковой информации. Звук Звук представляет собой распространяющуюся чаще всего в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно изменяющейся. - презентация

1 Кодирование звуковой информации

2 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.

3 Зависимость громкости, а также высоты тона звука от интенсивности и частоты звуковой волны.

4 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

5 Преобразование непрерывного звукового сигнала в цифровую дискретную форму.

6 Качество оцифрованного звука Частота дискретизации звука, гц - это количество измерений громкости звука за одну секунду. Герц (обозначается Гц или Hz) единица измерения частоты периодических процессов (например колебаний). 1 Гц означает одно исполнение такого процесса за одну секунду: 1 Гц= 1/с. Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитывать по общей формуле N = 2 I.

7 Качество оцифрованного звука. Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука и тем лучше можно приблизить оцифрованный звук к оригинальному звучанию. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно"). Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео"). Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.

8 Алгоритм вычисления информационного объема звукового файла. 1) выяснить, сколько всего значений считывается в память за время звучания файла; 2) выяснить разрядность кода (сколько бит в памяти занимает каждое измеренное значение); 3) перемножить результаты; 4) перевести результат в байты; 5) перевести результат в К байты; 6) перевести результат в М байты; Задача 1 Подсчитать объем файла с 10 минутной речью записанного с частотой дискретизации Гц и разрядностью кода 4 бита на 1 измерение. (Ответ = 3, Мбайт)

9 Алгоритм вычисления времени звучания файла. 1) Информационный объем файла перевести в К байты. 2) Информационный объем файла перевести в байты. 3) Информационный объем файла перевести в биты. 4) Выяснить, сколько значений всего измерялось (Информационный объем в битах поделить на разрядность кода). 5) Вычислить количество секунд звучания. (Предыдущий результат поделить на частоту дискретизации.) Задача 2 Подсчитать время звучания звукового файла объемом 3.5 Мбайт, содержащего стереозапись с частотой дискретизации Гц и разрядностью кода 16 бит на 1 измерение. (Ответ= 20,805 сек)

10 Практическая часть. Разбор и решение задачи. Задача 1. Оцените информационный объём цифрового звукового стерео файла длительностью 20 секунд при глубине кодирования 16 бит и частоте дискретизации 10 ГГц? Результат представить в Кбайтах, округлить до сотых. Дано: I = 16 бит t = 20 сек η =10 ГГц = 10000Гц I - разрядность звуковой карты, t - время звучания аудиофайла, η - частота дискретизации Решение: V =2· I · η ·t V = 2* 16 * 10000*20 = бит /8 = байт /1024 = 781,25 Кбайт Ответ:V(Инфор.) = 781,25 Кбайт Найти: V(информационный объём)-? N=2^i V =i · η ·t При решении таких задач надо не забывать следующее: Что моно - 1 канал, стерео - 2 канала

11 Источники 2. Задание с развернутым ответом. Оценить информационный объем цифровых звуковых файлов длительностью 10 секунд при глубине кодирования и частоте дискретизации звукового сигнала, обеспечивающих минимальное и максимальное качество звука: а) моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду; б) стерео, 16 битов, измерений в секунду. 3. Задание с развернутым ответом. Определить длительность звукового файла, который уместится на дискете 3,5" (учтите, что для хранения данных на такой дискете выделяется 2847 секторов объемом 512 байтов каждый): а) при низком качестве звука: моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду; б) при высоком качестве звука: стерео, 16 битов, измерений в секунду.

12 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. Оцените информационный объем стерео аудиофайла длительностью звучания 30 с, если "глубина" кодирования и частота дискретизации звукового сигнала равны соответственно 8 бит и 8 к Гц;