© И.В.Муравьева, 2012-2014 Звуковая информация 1. ЗВУК представляет собой распространяющуюся волну в воздухе, воде или другой среде с непрерывно меняющейся. - презентация

1

2 © И.В.Муравьева,

3 Звуковая информация 1. ЗВУК представляет собой распространяющуюся волну в воздухе, воде или другой среде с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.

4 Примеры непрерывного звука

5 Человек воспринимает звуковые волны в форме звука различной громкости и тона. Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук. Время Амплитуда Низкий тихий звук Высокий громкий звук

6 Чтобы обрабатывать звук на компьютере, его надо дискретизировать Это значит, что звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенный уровень громкости.

7 Дискретный сигнал в компьютере с помощью звуковой карты превращается в последовательность нулей и единиц

8 Примеры дискретного звука:

9 . Звуковой файл – это файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.

10 Схема 1: Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера: Звуковая волна МИКРОФОН Переменный электрический ток АУДИОадаптер (звуковая плата) Двоичный код ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА

11 Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти компьютера Звуковая волна ДИНАМИК Переменный электрический ток АУДИОадаптер (звуковая плата) Двоичный код ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА

12 АУДИОадаптер (звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное: для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении непрерывного звука

13 ЧАСТОТА ДИСКРЕТИЗАЦИИ ( h ) – это количество измерений входного сигнала (громкости звука) за 1 секунду. Частота измеряется в герцах ( Гц). Одно измерение за 1 секунду соответствует частоте 1 Гц измерений за 1 секунду - 1 килогерц (к Гц). Характерные частоты дискретизации аудио адаптеров: 11 к Гц; 22 к Гц и 44,1 к Гц.

14 Глубина кодирования звука (i) ( или разрядность регистра адаптера) – это количество бит, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

15 Самое низкое качество оцифрованного звука равно частоте = 11 к Гц и глубине кодирования 8 битов.

16 Высокое качество соответствует частоте 44,1 к Гц и глубине кодирования 16 битов.

17 Если известна глубина кодирования звука (i), то количество уровней громкости (N) цифрового звука можно рассчитать по формуле: N = 2 i (1)

18 При глубине кодирования звука i = 8 бит количество уровней громкости N = 2 8 = 256;

19 При глубине кодирования звука i = 16 бит количество уровней громкости N = 2 16 =

20 Форматы сохранения звуковых файлов (расширение) Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых файлах в универсальном формате WAF, а также в формате со сжатием МР3.

21 Определение объема звукового файла (V) – (бит, байт, Кб, Мб…) Объем звукового файла определяется по формуле: V = t · h · I (2) Гдеt – время звучания файла, (сек, мин.) h - частота дискретизации, (Гц, к Гц); i - глубина кодирования звука, бит.

22 Из формулы (2) можно определить время, частоту и глубину кодирования звука: t = V/( h · i ) (3) h = V/( t · i )(4) i = V/( t · h) (5)

23 Размер цифрового моноаудиофайла ( V ) измеряется по формуле: V = t · h · I (бит) Размер цифрового стерео аудио файла, сигнал которого записан для 2-х колонок (раздельно кодируются левый и правый каналы звучания), определяется по формуле: V = 2 · t · h · I (бит)

24 Пример задачи Определить размер в байтах цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 к Гц и разрешении 8 бит. Решение: Формула для расчета размера в байтах : V = t · h · I /8, (для перевода в байты полученную величину надо разделить на 8 бит). 22,05 к Гц = 22,05 * 1000 Гц = Гц. V = t · h · I /8 = * 10 * 8/8= байт. Ответ: размер файла байт.

25 Решите самостоятельно Определить объем памяти для цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 2 минуты при частоте дискретизации 44,1 к Гц и разрешении 16 бит.