Кодирование и обработка звуковой информации 9 класс. Учитель: Бычкова О.В.

Кодирование звука Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики. Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Человек воспринимает звуковые волны с помощью слуха в форме звука различной громкости и тона. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон. Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Сложные непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени.

Временная дискретизация звука Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенный уровень громкости. Таким образом непрерывная зависимость громкости сигнала от времени А(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек».

Частота дискретизации. Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключённый к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений громкости звука в единицу времени, т.е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за одну секунду, тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала. Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени.

Глубина кодирования Каждой «ступеньке» присваивается определённый уровень громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор N возможных состояний, для кодирования которых необходимо определённое количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука. 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 Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2 I = 2 16 =

Качество оцифрованного звука Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет оцифрованный звук. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, будет при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки. Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио – CD, будет при частоте дискретизации р/с, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек. Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объём звукового файла. Можно рассчитать информационный объём: Например: глубина – 16 битов частота – р/с стереозвук – 2 дорожки 16 * * 2 = битов=96000 байтов=93,75 Кбайт.

Звуковые редакторы Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объём звукового файла путём изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых файлах в универсальном формате WAV, а также в формате со сжатием MP3.