Кодирование звуковой информации

Звук — распространяющаяся в воздухе, воде, или другой упругой среде волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.

Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук. Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука.

Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20Гц до 20000Гц. Человек воспринимает звук в огромном диапазоне амплитуд, максимальная амплитуда больше минимальной в 10¹⁴

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму.

Процесс преобразования аналогового сигнала в дискретный называется временная дискретизация

Частота дискретизации- это количество измерений громкости звука за одну секунду. Чем больше эта частота, тем точнее  цифровой звуковой сигнала повторяет кривую аналогового сигнала. Частота дискретизации может быть от 8000Гц до 48000Гц

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 рассчитать по формуле:

N = 2^I

На практике применяется глубина кодирования 8 бит  и 16 бит

8 бит соответствует 2⁸ = 256 уровням громкости.

16 бит соответствует 2¹⁶ = 65536 уровням громкости.

Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука.

Звуковые редакторы позволяют записывать,  воспроизводить,  редактировать звук, а также микшировать звуки и применять различные акустические эффекты.

Кодирование и обработка звуковой информации.

• Звук — распространяющаяся в воздухе, воде, или другой упругой среде волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.

• Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук.
• Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука.

• Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20Гц до 20000Гц.
• Человек воспринимает звук в огромном диапазоне амплитуд, максимальная амплитуда больше минимальной в 10 14

Звук

Нижний предел чувствительности человеческого уха

Громкость в децибелах

Шорох листьев

0

10

Разговор

Гудок автомобиля

60

Реактивный двигатель

90

Болевой порог

120

140

• Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму.
• Процесс преобразования аналогового сигнала в дискретный называется временная дискретизация

8000Гц

44100Гц

Частота дискретизации- это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Чем больше эта частота, тем точнее цифровой звуковой сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Частота дискретизации может быть от 8000Гц до 48000Гц

• 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 рассчитать по формуле:
• N = 2 I
• На практике применяется глубина кодирования 8 бит и 16 бит
• 8 бит соответствует 2 8 = 256 уровням громкости.
• 16 бит соответствует 2 16 = 65536 уровням громкости.

• Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука .

16 бит 48000Гц

8 бит 8000Гц

8бит*8000*2 = 128000бит=125Кбит=

= 15,6 Кбайт

16бит*48000*2 = 1536000бит= =1500Кбит = 187 Кбайт

• Звуковые редакторы позволяют записывать, воспроизводить, редактировать звук, а также микшировать звуки и применять различные акустические эффекты.

Обработка звука с помощью компьютера

• Звуковые редакторы позволяют изменять качество звука и его объём путём изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Очень популярны форматы звуковых файлов, использующие сжатие при необратимой потери качества( mp3, ogg, ac3,wma, flac и т.п.)

Файл

Nu_pog.wav

Время звучания,с

53c.

Nu_pog1.wav

Частота дискретизации

Глубина кодирования

44100

53c.

Nu_pog2.wav

16

53c.

Качество

Nu_pog3.wav

44100

звука

53c.

44100

8

Размер

Nu_pogodi.mp3

stereo

8

53c.

8,95Mb

stereo

8000

44100

4,47Mb

8

mono

2,25Mb

16

stereo

832Kb

Stereo(128Kbit/c)

1,23Mb

Задание 1

• Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала?
• 265 уровней?

Задание 2

• Оценить информационный объём цифровых звуковых файлов длительностью 1 минута при следующих значениях глубины кодирования и частоты дискретизации звукового сигнала:
• а) 8 бит, 16000Гц;
• б) 16 бит, 48000Гц.

Задание 3

• Определить длительность звукового файла, который уместится на дискете 3,5’’ (Объём дискеты 1,44 Mb ) при самом низком качестве звука.

Домашнее задание:

• П.1.5 , стр 40 -44,
• Задание 1.11 (б)