Кодирование и обработка звуковой информации 1

Кодирование и
обработка звуковой
информации
1
2
Звук – это волновые колебания в
упругой среде.
Частота (определяет тон)
Измеряется в Гц.
1Гц = 1 колебание/сек
Амплитуда
Человеческое ухо
воспринимает звук с частотой
от 20 колебаний в секунду
(низкий звук)
до 20 000 колебаний в секунду
(высокий звук).
(сила звука, звуковое давление)
Измеряется в Па (Паскалях).
Воспринимаемая человеком громкость звука от 20 мкПа
(едва различимый звук) до 200 Па (болевой порог).
3
Чем больше амплитуда, тем
громче звук
Чем больше частота, тем
больше тон
4
5
Для измерения громкости звука
применяется специальная единица
"децибел" (дбл)
Человек способен уловить различие
в громкости, если звуки отличаются
более, чем на 10%, т.е. на 1 дБ – это
используется а алгоритмах сжатия
звука для удаления маловажной
информации.
6
Звук
Громкость в
децибелах
Нижний предел
чувствительности
человеческого уха
0
Шорох листьев
10
Разговор
60
Гудок автомобиля
90
Реактивный двигатель
120
Болевой порог
140
7
Способы хранения звука
Звукозапись – процесс сохранения информации о
параметрах звуковых волн
Способы хранения
Аналоговый
Цифровой
грампластинка
временная
дискретизация
магнитная лента
квантование
8
Для того чтобы компьютер мог
обрабатывать звук,
непрерывный звуковой сигнал
должен быть преобразован в
цифровую дискретную форму
с помощью временной
дискретизации.
9
Непрерывная звуковая волна разбивается на маленькие
временные участки, для каждого из которых
устанавливается определенная величина интенсивности
звука
10
Искажение информации при
оцифровке
11
Для записи аналогового звука и его
преобразования в цифровую форму
используется микрофон, подключенный к
звуковой плате. 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 (чем больше частота
дискретизации), тем точнее "лесенка"
цифрового звукового сигнала повторяет кривую
диалогового сигнала.
12
Характеристика цифрового
звука:
1. Частота
2. Глубина
13
Частота дискретизации
звука - это количество
измерений громкости звука
за одну секунду
14
Частота дискретизации звука
может лежать в диапазоне от
8000 до 48 000 измерений
громкости звука за одну
секунду. (Гц)
15
Глубина кодирования звука
- это количество
информации, которое
необходимо для кодирования
дискретных уровней
громкости цифрового звука.
16
Если известна глубина
кодирования, то количество
уровней громкости цифрового
звука можно рассчитать по
формуле N = 2I. Пусть глубина
кодирования звука составляет 16
битов, тогда количество уровней
громкости звука равно:
N = 2I = 216 = 65 536.
17
Режимы
18
19
Качество оцифрованного
звука
20
Чем больше частота и
глубина дискретизации звука,
тем более качественным
будет звучание
оцифрованного звука.
21
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 48 000
раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов
и записи двух звуковых дорожек (режим
"стерео").
22
Объем файла (бит) =
частота (Гц) *
глубина (бит) *
время (сек) *
режим (моно = 1, стерео = 2)
23
24
Звуковые редакторы
позволяют не только
записывать и воспроизводить
звук, но и редактировать его
25
Звуковые редакторы позволяют
изменять качество цифрового
звука и объем звукового файла
путем изменения частоты
дискретизации и глубины
кодирования. Оцифрованный звук
можно сохранять без сжатия в
звуковых файлах в
универсальном формате WAV
или в формате со сжатием МР3.
26
Задания для самостоятельного выполнения:
1. Звуковая плата производит двоичное
кодирование аналогового звукового сигнала.
Какое количество информации необходимо для
кодирования каждого из 65536 возможных
уровней интенсивности сигнала?
A.16 битов
B.256 битов
C.1 бит
D.8 битов
27
Задания для самостоятельного выполнения:
2. Оценить информационный объем цифровых
звуковых файлов длительностью 10 секунд
при глубине кодирования и частоте
дискретизации звукового сигнала,
обеспечивающих максимальное качество
звука?
A.Моно, 8 битов, 8000 измерений в секунду;
B.Стерео, 16 битов, 48000 измерений в секунду
28
Задания для самостоятельного выполнения:
3. Определить длительность звукового файла,
который уместится на дискету емкостью 1,4
Мб?
A. при низком качестве звука: моно, 8 битов, 8000
измерений в секунду;
B. при высоком качестве звука: стерео, 16 битов,
48000 измерений в секунду
29
Практическая работа
Задание. Создать звуковой
файл
30