Двоичное кодирование звуковой информации Выполнил: ученик 8 А класса Харитонов Валерий

Звук – это волновые колебания в упругой среде. Частота Измеряется в Гц. 1Гц = 1 колебание/сек Человек воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 к Гц Амплитуда (сила звука, звуковое давление) Измеряется в Па (Паскалях). Воспринимаемая человеком громкость звука от 20 мк Па (едва различимый звук) до 200 Па (болевой порог).

Логарифмическая шкала децибелов. Амплитуда Из-за широкого диапазона амплитуд чаще используется логарифмическая шкала децибелов (дБ): Тогда весь диапазон слышимости 0 – 140 дБ. L(дБ) – уровень звука; Р пч - порог чувствительности (2*10 -5 Па) Р зв - звуковое давление измеряемого звука

Некоторые значения уровней шума Порог слышимости 0 дБ Шорох листьев, шум слабого ветра дБ Шепот (на задней парте)20-30 дБ Разговор средней громкости (в кабинете директора) дБ Автомагистраль с интенсивным движением дБ Авиадвигатели дБ Болевой порог 140 дБ

Способы хранения звука Звукозапись – процесс сохранения информации о параметрах звуковых волн Способы хранения Аналоговый Цифровой грампластинка магнитная лента временная дискретизация квантование

Искажение информации при оцифровке

Импульсно-кодовая модуляция (РСМ) Звук хранится в виде значений амплитуды, взятых в определенные моменты времени, т.е. измерение производится «импульсами» При записи звука в компьютер амплитуда измеряется через равные промежутки времени с высокой частотой. При восстановлении звука сохраненные значения используются для восстановления непрерывной формы выходного сигнала.

Оцифровка звука. Процесс получения цифровой формы звука называется оцифровкой. Устройство, выполняющее оцифровку звука называется АЦП - аналого- цифровой преобразователь (ACD); Устройство, выполняющее обратное преобразование – ЦАП – цифро- аналоговый преобразователь (DAC);

Звуковая карта Состав: АЦП; ЦАП; сигнальный процессор (DSP) - специальная микросхема для обработки оцифрованного звука, выполняющий значительную часть рутинных расчетов при обработке звука: смешение звуков; наложение спецэффектов; расчет формы выходного сигнала; микросхема с набором «сэмплов» - образцов звуков для синтеза звуковых файлов формата MIDI

Принципы компьютерного воспроизведения звука

Параметры оцифровки звука Частота, с которой производят измерение сигнала, называется частотой дискретизации 8-11 к Гц – автоответчик, сотовый телефон; 22,05 к Гц – радио; 44,1 к Гц - AudioCD При квантовании диапазон значений амплитуды разбивается на подуровни и сохраняется номер подуровня, в который попадает значение. отсчеты подуровни Количество бит, используемых для записи номера поддиапазона (одного отсчета) называется глубиной кодирования. 8 бит – автоответчик, сотовый телефон; 16 бит – AudioCD, звуковая карта среднего качества

Размер звукового файла форматов *.cda, *.wav I(бит)=f(Гц)*R(бит)*N(каналов)*t(сек) f – частота дискретизации (Гц); R – глубина кодирования (разрядность звуковой карты); N – количество каналов (1 – моно, 2 – стерео); t – время звучания в сек. Увеличивая частоту дискретизации и глубину кодирования, можно более точно сохранить (и впоследствии восстановить) форму звукового сигнала, но при этом увеличивается объем сохраненных данных