Выполнила: Фарахутдинова Карина Проверила: Моисеева Екатерина Александровна Оглавление - 1. Введение
- 2. Непрерывные и дискретные звуковые сигналы
- 3. Частота дискретизации звука
- 4. Информационный объем звукового файла
- 5. Основные методы кодирования звуковой информации
- 6. Примеры форматов звуковых файлов
- 7. Список литературы
Введение - С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возможность работать со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию.
- Звук представляет собой непрерывный сигнал, а именно звуковую волну с меняющейся амплитудой и частотой. Чем выше амплитуда сигнала, тем он громче воспринимается человеком. Чем больше частота сигнала, тем выше его тон.
- Частота звуковой волны определяется количеством колебаний в одну секунду. Данная величина измеряется в герцах (Гц, Hz). Ухо человека воспринимает звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, данный диапазон называют звуковым. Количество бит, которое при этом отводится на один звуковой сигнал, называют глубиной кодирования звука. В современных звуковых картах обеспечивается 16−, 32− или 64−битная глубина кодирования звука. В процессе кодирования звуковой информации непрерывный сигнал заменяется дискретным, то есть преобразуется в последовательность электрических импульсов, состоящих из двоичных нулей и единиц.
Частота дискретизации звука - Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду.
- Одной из важных характеристик процесса кодирования звука является частота дискретизации, которая представляет собой количество измерений уровня сигнала за 1 секунду.
- Чем выше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественно будет звучать оцифрованный звук. Самое низкое качество оцифрованного звука, которое соответствует качеству телефонной связи, получается, когда частота дискретизации равна 8000 раз в секунду, глубина дискретизации 8 битов, что соответствует записи одной звуковой дорожки (режим «моно»). Самое высокое качество оцифрованного звука, которое соответствует качеству аудио-CD, достигается, когда частота дискретизации равна 48000 раз в секунду, глубина дискретизации 16 битов, что соответствует записи двух звуковых дорожек (режим «стерео»).
- Следует отметить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.
- Оценим информационный объём моноаудиофайла (V), это можно сделать, используя формулу:
- V=N⋅f⋅k, где N — общая длительность звучания, выражаемая в секундах, f — частота дискретизации (Гц), k — глубина кодирования (бит).
- При кодировании стереозвука процесс дискретизации производится отдельно и независимо для левого и правого каналов, что, соответственно, увеличивает объём звукового файла в два раза по сравнению с монозвуком.
- Существуют различные методы кодирования звуковой информации двоичным кодом, среди которых выделяют два основных направления: метод FM и метод Wave-Table.
- Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых будет представлять собой правильную синусоиду, а это значит, что его можно описать кодом. Процесс разложения звуковых сигналов в гармонические ряды и их представление в виде дискретных цифровых сигналов происходит в специальных устройствах, которые называют «аналогово-цифровые преобразователи» (АЦП).
- На рисунке 2а изображен звуковой сигнал на входе АЦП, а на рисунке 2б изображен уже преобразованный дискретный сигнал на выходе АЦП.
- Для обратного преобразования при воспроизведении звука, который представлен в виде числового кода, используют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Процесс преобразования звука изображен на рис. 3.
- Данный метод кодирования не даёт хорошего качества звучания, но обеспечивает компактный код.
- На рисунке 3а представлен дискретный сигнал, который мы имеем на входе ЦАП, а на рисунке 3б представлен звуковой сигнал на выходе ЦАП.
- Таблично-волновой метод (Wave-Table) основан на том, что в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков окружающего мира, музыкальных инструментов и т. д. Числовые коды выражают высоту тона, продолжительность и интенсивность звука и прочие параметры, характеризующие особенности звука. Поскольку в качестве образцов используются «реальные» звуки, качество звука, полученного в результате синтеза, получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.
- Звуковые файлы имеют несколько форматов. Наиболее популярные из них MIDI, WAV, МРЗ. Формат MIDI (Musical Instrument Digital Interface) изначально был предназначен для управления музыкальными инструментами. В настоящее время используется в области электронных музыкальных инструментов и компьютерных модулей синтеза. Формат аудиофайла WAV (waveform) представляет произвольный звук в виде цифрового представления исходного звукового колебания или звуковой волны. Все стандартные звуки Windows имеют расширение WAV. Формат МРЗ (MPEG-1 Audio Layer 3) — один из цифровых форматов хранения звуковой информации. Он обеспечивает более высокое качество кодирования.
Список литературы - 1. https://spravochnick.ru/informatika/kodirovanie_informacii/kodirovanie_zvukovoy_informacii/
- 2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Кодирование_звуковой_информации
- 3. https://www.sites.google.com/site/ivanovsinform/teoreticeskij-material/kodirovanie-informacii/kodirovanie-zvukovoj
- 4. https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2012/01/13/kodirovanie-zvukovoy-informatsii
- 5. https://urok.1sept.ru/articles/533964
|
Скачать 181.05 Kb.