Кодирование и обработка звуковой информации

2 Знаете ли вы … Что такое звук? Как раньше хранили звуковую информацию? Какие носители звуковой информации используются сейчас? Чем отличается «живой» звук от «цифрового»? От чего зависит качество звука?

3 Задачи урока понять различие между аналоговым и цифровым звуком; познакомиться с принципами кодерования звуковой информации; определить, от каких параметров зависит качество цифрового звука; научиться находить объем звуковой информации; сформировать навыки записи и сохранения звука с нужным качеством.

4 В каком виде должна быть представлена информация, чтобы её можно было обрабатывать при помощи компьютера? Что такое аналоговая и дискретная информация? Приведите примеры представления информации в непрерывной (аналоговой) и в дискретной форме. Что такое разрешение графического изображения? Что такое глубина цвета? Давайте вспомним…

5 При аналоговом представлении информации физическая величина изменяется плавно и непрерывно, принимая при этом бесконечное множество значений. Аналоговая и дискретная форма информации

6 При дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно, принимая при этом конечное множество значений. Дискретизация – это преобразование аналоговой формы информации в набор дискретных значений.

7 Немного физики Звук – это колебания воздуха или любой другой среды, в которой он распространяется. Звуковой сигнал характеризуется непрерывно меняющейся амплитудой (громкостью звука) и тоном (частотой колебаний).

8 Время Амплитуда Громкость звука

9 Частота звука Время Амплитуда

10 Время Амплитуда Тихо Громко Низкий тон Высокий тон Как измерить звук?* Частота Гц 20 Гц (децибел)

11 Схема кодерования и декодерования звука АЦП – аналого-цифровой преобразователь ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь Компьютер ОЗУ АЦПЦАП Звуковая карта

12 Временнáя дискретизация звука A (амплитуда) t (время) (0) 000 (1) 001 (2) 010 (3) 011 (4) 100 (5) 101 (6) 110 (7) 111 Аналоговый сигнал Дискретный сигнал Память От чего будет зависеть качество оцифрованного звука?

13 (0) 0000 (2) 0010 (4) 0100 (6) 0110 (8) 1000 (10) 1010 (12) 1100 (14) A (амплитуда) t (время) (1) 0001 (3) 0011 (5) 0101 (7) 0111 (9) 1001 (11) 1011 (13) Временнáя дискретизация звука Память Сколько различных уровней амплитуды звука можно закодеровать 4 битами?

14 Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за 1 секунду Гц (8 к Гц) – качество телефонной связи Гц (48 к Гц) – качество аудио-CD. (одно измерение в секунду)

15 Глубина кодерования звука (разрядность дискретизации) – это длина двоичного кода, используемого для кодерования каждого измеренного дискретного уровня громкости звука. N – количество дискретных уровней звука i – глубина кодерования звука (бит) 8 бит: 2 8 = 256 уровней 16 бит: 2 16 = уровней

16 Качество цифрового звука Примеры записи звука с различными параметрами: i = 8 бит, F = 8 к Гц i = 8 бит, F = 24 к Гц i = 8 бит, F = 48 к Гц i = 16 бит, F = 8 к Гц i = 16 бит, F = 24 к Гц i = 16 бит, F = 48 к Гц (39 Кбайт) (117 Кбайт) (234 Кбайт) (78 Кбайт) (234 Кбайт) (468 Кбайт)

17 Расчёт объёма звукового файла I – объем звукового файла (бит); F – частота дискретизации (Гц); i – глубина кодерования звука (бит); t – время звучания (сек); k – количество каналов в записи ( k = 1 – моно, k = 2 – стерео). Чем выше качество звука, тем больше объём файла!

18 Задача 1 Определить объём высококачественного звукового файла со следующими параметрами: частота дискретизации 48 к Гц, глубина кодерования 16 бит, время звучания 10 секунд, стерео. Решение: F = 48 к Гц = Гц I = Гц 16 бит 10 сек 2 = = бит = байт 1875 Кбайт 1,83 Мбайт Ответ: I 1,83 Мбайт Дано: F = 48 к Гц i = 16 бит t = 10 сек k = 2 Найти: I

19 Форматы звуковых файлов WAV (Waveform audio format) – без сжатия, можно выбрать частоту дискретизации и глубину кодерования для уменьшения размера файла. MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) – сжатие с потерей информации. WMA (Windows Media Audio) – потоковый звук, сжатие с потерей информации.

20 Задача 2 Сколько минут высококачественного звука можно записать на CD диск (частота дискретизации 44,1 к Гц, глубина кодерования 16 бит, стерео). Решение: F = 44,1 к Гц = Гц V = 700 Мбайт = байт i = 16 бит = 2 байта t = V / (F i k) t = байт / (44100 Гц 2 байт 2) 4160 сек 70 мин Ответ: t 70 мин. Дано: F = 44,1 к Гц i = 16 бит k = 2 V = 700 Мбайт Найти: t Почему на диске MP3 в несколько раз больше?

21 Знаете ли вы теперь … Что такое звук? Как раньше хранили звуковую информацию? Какие носители звуковой информации используются сейчас? Чем отличается «живой» звук от «цифрового»? От чего зависит качество звука?

22 Практическая работа Запись Стоп 1. Откройте приложение Звукозапись (Пуск – Программы – Стандартные – Развлечения – Звукозапись) Воспроизведение

23 Практическая работа 2. Откройте звуковой файл (Файл – Открыть… – Мои документы – Моя музыка – Высоцкий.wav)

24 Практическая работа 3. Посмотрите свойства этого файла (Файл – Свойства – Формат аудио: PCM 48 к Гц; 16 бит; Стерео).

25 Практическая работа 4. Сохраните файл в той же папке с новым именем и характеристиками, заданными в таблице на рабочем листе (Файл – Сохранить как… – Изменить… – Атрибуты). 5. Снова откройте исходный файл и повторите пункт 4 нужное количество раз. Нажмите Ок, введите имя файла, нажмите Сохранить. Посмотрите свойства файла и запишите их в таблицу (Файл – Свойства – Формат аудио)

26 Практическая работа Имя файла Частота дискр., к Гц Глубина кодер., бит Дли- тель- ность, с Режим (моно- стерео) Объем файла, байт Рассчитанный объем файла, байт Высоцкий стерео Высоцкий 48-8-с стерео Высоцкий 24-8-м моно Высоцкий 8-8-м 8810 моно

27 Домашнее задание 1) учебник Угриновича Н.Д. § 1.3.

28 Решены ли поставленные задачи? понять различие между аналоговым и цифровым звуком; познакомиться с принципами кодерования звуковой информации; определить, от каких параметров зависит качество цифрового звука; научиться находить объем звуковой информации; сформировать навыки записи и сохранения звука с нужным качеством.

29

30 Использованные источники Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ : учебник для 10 класса jpg - ноты jpg jpg - ноты jpg jpg - ноты jpg jpg - ноты jpg - двоичный код палитра gif - пластинка gif - проигрыватель кассета jpg - магнитофон jpg jpg - лазерный диск jpg gif - лазерный диск gif - DVD плеер jpg - громкоговоритель jpg - громкоговоритель анимация камертон анимация jpg - дудочка jpg jpeg - барабан jpeg - труба jpg - ударная установка jpg - скрипка контрабас jpg - туба jpg - анимации певцов шкала децибел уши jpg - микрофон jpg - колонки jpg - модуль памяти jpg jpg - звуковая плата jpg jpg - телефон jpg jpg - музыкальный центр