Презентация на тему: Двоичное кодирование звуковой информации

Двоичное кодирование звуковой информации МОУ Видновская гимназия Составила: Антонова Е.П.По учебнику Н.Угриновича «Информатика и ИТ» 2008г.

Звук - волна Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Временная дискретизация звука Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени A(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность «ступенек»

Глубина звукаКаждой «ступеньке» присваивается значение уровня громкости звука, его код (1, 2, 3 и так далее). Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний, соответственно, чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровня и тем более качественным будет звучание.Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. Количество различных уровней сигнала (состояний при данном кодировании) можно рассчитать по формуле:N = 2I = 216 = 65536,где I — глубина звука.

Качество кодирования звукаТаким образом, современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 уровней сигнала. Каждому значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, то есть частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Качество звукового сигналаКоличество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48 000, то есть частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. При частоте 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц — качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стереорежимы.

Средства Windows для записи звукаСтандартное приложение Звукозапись играет роль цифрового магнитофона и позволяет записывать звук, то есть дискретизировать звуковые сигналы, и сохранять их в звуковых файлах в формате WAV. Эта программа позволяет редактировать звуковые файлы, микшировать их (накладывать друг на друга), а также воспроизводить.

Запись звукового файлаЗапустить Звукозапись. Для установки параметров дискретизации звука ввести команду [Файл-Свойства]. На панели Свойства объекта «Звук» щелкнуть по кнопке Преобразовать.На панели Выбор звука из раскрывающегося списка выбрать режим кодирования звука (глубина кодирования, частота дискретизации, моно/стерео).

Информационный объём звукового файлаМожно оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука (16 битов, 48 кГц). Для этого количество битов, приходящихся на одну выборку, необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду и умножить на 2 (стерео):16 бит • 48 000 • 2 = 1 536 000 бит = 192 000 байт = = 187,5 Кбайт.

Практическое заданиеПри помощи программы «Звукозапись» создан моноаудиофайл, который звучал 10 секунд. Использовалось 16-ти битное кодирование и частота дискретизации 44 кГц. Оцените информационный объём полученного файлаСоздайте файл и сравните реальный объём файла с вычисленным

задачиВариант1Оцените инф. объемцифрового звукового файла длительностью 20 сек. При качестве:моно, 8 битов – глубина кодирования, 8000 – измерений в секунду.Ответ дайте в КилобайтахВариант2Оцените инф. объемцифрового звукового файла длительностью 20 сек. При качестве:стерео, 16 битов – глубина кодирования, 48000 – измерений в секунду. Ответ дайте в Мегабайтах

задачиВариант1Ответ: 156 КБВариант2Ответ: 3.6 Мб