Презентация на тему: Двоичное кодирование звуковой информации (10 класс)

Двоичное кодирование звуковой информации 10 классгимназия 22город Майкоп

Звук – это волновые колебания в упругой среде. ЧастотаИзмеряется в Гц.1Гц = 1 колебание/секЧеловек воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 кГцАмплитуда(сила звука, звуковое давление)Измеряется в Па (Паскалях).Воспринимаемая человеком громкость звука от 20 мкПа (едва различимый звук) до 200 Па (болевой порог).

Логарифмическая шкала децибелов. АмплитудаИз-за широкого диапазона амплитуд чаще используется логарифмическая шкала децибелов (дБ): L(дБ) – уровень звука;Рпч- порог чувствительности (2*10-5 Па)Рзв- звуковое давление измеряемого звукаТогда весь диапазон слышимости 0 – 140 дБ. Человек способен уловить различие в громкости, если звуки отличаются более, чем на 10%, т.е. на 1 дБ – это используется а алгоритмах сжатия звука для удаления маловажной информации.

Некоторые значения уровней шума

Способы хранения звука Звукозапись – процесс сохранения информации о параметрах звуковых волн

Способы хранения звука Звукозапись – процесс сохранения информации о параметрах звуковых волнПараметры звукового сигнала измеряются не непрерывно, а через определенные промежутки времениРезультаты измерений записываются в цифровом виде с ограниченной точностью

Искажение информации при оцифровке

Импульсно-кодовая модуляция (РСМ) Звук хранится в виде значений амплитуды, взятых в определенные моменты времени, т.е. измерение производится «импульсами» При записи звука в компьютер амплитуда измеряется через равные промежутки времени с высокой частотой. При восстановлении звука сохраненные значения используются для восстановления непрерывной формы выходного сигнала.

Оцифровка звука. Процесс получения цифровой формы звука называется оцифровкой.Устройство, выполняющее оцифровку звука называется АЦП - аналого-цифровой преобразователь (ACD);Устройство, выполняющее обратное преобразование – ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь (DAC);

Звуковая карта Состав:АЦП;ЦАП;сигнальный процессор (DSP)- специальная микросхема для обработки оцифрованного звука, выполняющий значительную часть рутинных расчетов при обработке звука:смешение звуков;наложение спецэффектов;расчет формы выходного сигнала;микросхема с набором «самплов»-образцов звуков для синтеза звуковых файлов формата MIDI

Принципы компьютерного воспроизведения звука

Параметры оцифровки звука Частота, с которой производят измерение сигнала, называется частотой дискретизацииПри квантовании диапазон значений амплитуды разбивается на подуровни и сохраняется номер подуровня, в который попадает значение. Количество бит, используемых для записи номера поддиапазона (одного отсчета) называется глубиной кодирования.

Размер звукового файла форматов *.cda, *.wav I(бит)=f(Гц)*R(бит)*N(каналов)*t(сек)f – частота дискретизации (Гц);R – глубина кодирования (разрядность звуковой карты);N – количество каналов (1 – моно, 2 – стерео);t – время звучания в сек.Увеличивая частоту дискретизации и глубину кодирования, можно более точно сохранить (и впоследствии восстановить) форму звукового сигнала, но при этом увеличивается объем сохраненных данных

Форматы звуковых файлов MIDI - запись музыкальных произведений в виде команд синтезатору, компактны, голос человека не воспроизводят, (соответствуют векторному представлению в графике)WAV – универсальный звуковой формат, в нем хранится полная информация об оцифрованном звуке (соответствует формату bmp в графике). Занимает очень большой объем памяти (15 Мбайт на 1 минуту звучания).MP3 – формат сжатия аудиоинформации с регулируемой потерей информации, позволяет сжимать файлы в несколько раз в зависимости от заданного битрейта (в среднем в 11 раз). Даже при самом высоком битрейте – 320 кбит/сек – обеспечивает 4-кратное сжатие по сравнению с компакт-дисками.APE – формат сжатия аудиоинформации без потери информации (а следовательно – качества) , коэффициент сжатия около 2.

Опорные термины по теме «Двоичное кодирование звука»

Кодирование звуковой информации характеристики звуковой волны;логарифмическая шкала децибелов;микрофон, динамики, колонкиАЦПЦАПзвуковая картаимпульсно-кодовая модуляцияоцифровка звука и воспроизведение оцифрованного звукачастота дискретизацииквантование разрядность регистрамоно/ стереопотеря информацииобъем звукового файла

Кодирование звуковой информации форматы звуковых файловWAVMIDCDAMP3битрейтформаты видеофайлов (сжатие по алгоритмам MPEG)MPEG-2MPEG-4divX, XvidAVI