Кодирование звуковой информации

1. Кодирование звуковой информации

2. Звук

Звук представляет собой
распространяющуюся чаще всего в
воздухе, воде или другой среде
волну с непрерывно изменяющейся
интенсивностью и частотой.

3. Зависимость громкости, высоты тона звука от интенсивности и частоты звуковой волны

Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук,
чем больше частота волны, тем выше тон звука.

4. Частота звука, воспринимаемого человеком

20 колебаний в
секунду
20000 колебаний в
секунду

5. Примеры громкости звука в дБ (децибелах)

Характерный звук
Громкость,
измеренная в
децибелах
Нижний предел чувствительности
человеческого уха
0
Шорох листьев
10
Разговор
60
Гудок автомобиля
90
Реактивный двигатель
120
Болевой порог
140

6. Преобразование непрерывного звукового сигнала в цифровую дискретную форму

Аналоговый звук
Амплитуда, A(t)
Амплитуда, A(t)
Непрерывная зависимость громкости звука от времени A(t) заменяется
на дискретную последовательность уровней громкости
Время, t
Цифровой звук
Время, t

7. Качество оцифрованного звука

Частота дискретизации звука (Гц) - это
количество измерений громкости звука за
одну секунду.
Глубина кодирования звука - это
количество информации, которое
необходимо для кодирования дискретных
уровней громкости цифрового звука.

8. Глубина кодирования звука

N = 2I , где
i – глубина кодирования звука, N – количество
уровней громкости.
Пример:
i=16 битов
N=?
Решение
N = 2I = 216 = 65 536.
Это значит, что в процессе кодирования каждому
уровню громкости звука присваивается свой 16битовый двоичный код.

9. Качество оцифрованного звука

Чем больше частота и глубина дискретизации звука,
тем более качественным будет звучание
оцифрованного звука.
Качество
Частота
дискретизации
Глубина
дискретизации
Режим
Телефонная связь,
радиотрансляция
(низкое)
8 КГц
8 битов
«моно»
Аудио-CD
(высокое)
48 КГц
16 битов
«стерео»
Чем выше качество цифрового звука, тем больше
информационный объем звукового файла.

10. Определение объема цифрового аудиофайла

Объем моноаудиофайла:
V=f*t*i,
где f –частота дискретизации (Гц), t – время
звучания или записи звука, i - разрядность
регистра (разрешение).
Объем стереоаудиофайла :
V=2*f*t*i

11. Задача

Оценить информационный объем цифрового
стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда
при среднем качестве звука (16 битов, 24 000 измерений в
секунду).
Решение
16 бит × 24 000 × 2 = 768 000 бит = 96 000 байт = 93,75 Кбайт.
Ответ: 93,75 Кбайт

12. Задачи на закрепление

1.Подсчитать объем файла с 10 минутной речью,
записанного с частотой дискретизации 11025 Гц и
разрядностью кода 4 бита на 1 измерение. (Ответ = 3,154277 Мбайт)
2.Подсчитать время звучания звукового файла объемом
3.5 Мбайт, содержащего стереозапись с частотой
дискретизации 44 100 Гц и разрядностью кода 16 бит на 1
измерение. (Ответ= 20,805 сек)

13. Домашнее задание

Записи в тетради
§ 2.13