Презентация по теме Кодирование и обработка звуковой информации

Кодирование и обработка звуковой информации Звуковая информация Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну (колебания воздуха или другой среды) с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Человек воспринимает звуковые волны с помощью слуха в форме звука различной громкости и тона. Звуковая информация Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук, чем больше частота колебаний, тем выше тон звука. Громкость звука Звук Громкость, дБ Нижний предел чувствительности человеческого уха 0 Шорох листьев 10 Разговор 60 Гудок автомобиля 90 Реактивный двигатель 120 Болевой порог 140 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 звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенный уровень громкости. Временная дискретизация звука Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A(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, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Частота дискретизации Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за одну секунду. Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48 000 измерений громкости звука за одну секунду. Глубина кодирования Каждой «ступеньке» присваивается определенный уровень громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор N возможных состояний, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука. Глубина кодирования Глубина кодирования звука – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Глубина кодирования 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. Глубина кодирования В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код. Наименьшему уровню громкости будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему – 1111111111111111. Качество оцифрованного звука Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет оцифрованный звук.Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла. Качество оцифрованного звука Можно оценить информационный объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания одна секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24 000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в одну секунду и умножить на 2 (стереозвук):16 битов • 24 000 • 2 = 768 000 битов = 96 000 байтов = 93,75 Кбайт. Звуковые редакторы Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши. Звуковые редакторы Кроме того, можно накладывать звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки) и применять различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном направлении и др.). Звуковые редакторы 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, а также в формате со сжатием MP3. Звуковой редактор Audacity (Free)