Представление звуковой информации в компьютере

1.

2.

• 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. 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
участки,
причем
для
каждого
такого
участка
устанавливается определенная величина амплитуды.
Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды
сигнала от времени заменяется на дискретную
последовательность уровней громкости.

3.

• Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину
кодирования звука. В таком случае количество уровней сигнала будет
равно 65536.
• При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он
заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала.
Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала
в единицу времени, т.е. от частоты дискретизации. Чем больше
количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота
дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.

4.

Звуковая волна
МИКРОФОН
Переменный электрический ток
АУДИОАДАПТЕР
Двоичный код
ПАМЯТЬ ЭВМ

5.

Звуковая волна
ДИНАМИК
Переменный электрический ток
АУДИОАДАПТЕР
Двоичный код
ПАМЯТЬ ЭВМ

6.

Звуковая волна
Звуковая волна
ДИНАМИК
МИКРОФОН
Переменный электрический ток
АУДИОАДАПТЕР
Двоичный код
ПАМЯТЬ ЭВМ

7. Кодирование и декодирование звуковой информации

• Непрерывная звуковая волна разбивается на
отдельные маленькие временные участки, для
каждого такого участка устанавливается
определённая величина интенсивности звука.

8. Временная дискретизация звука

• Непрерывная зависимость громкости звука
от времени A(t) заменяется на дискретную
последовательность уровней громкости.

9.

Временная дискретизация – это разбиение
непрерывной звуковой волны на отдельные маленькие
временные участки, причем для каждого участка
устанавливается определенная величина амплитуды.
A(t)
t

10.

Параметры качества звукового сигнала:
1. Частота дискретизации – количество измерений
уровня сигнала в единицу времени.
2. Глубина звука – количество бит, используемых для
кодирования различных уровней сигнала.
N=
i
2
N – количество различных уровней сигнала
i – количество бит для кодирования одного уровня
сигнала

11. Задача

Рассчитать объем стереоаудиофайла
длительностью звучания 1 секунду при
высоком качестве звука (16 бит – глубина
звука, 48 кГц – частота дискретизации).

12.

Обозначим D – частота дискретизации.
К – количество дорожек.
i – глубина звука.
t – длительность звучания.
Из условия задачи известно:
D = 48 кГц = 48000 Гц
К = 2 дорожки (стереоаудиофайл)
i = 16 бит
t = 1 сек
Объем стереоаудиофайла V равен произведению
частоты дискретизации на глубину звука, на время
звучания и на количество дорожек. V = D . i . t . K
V = 48000 . 16 . 1 . 2 = 1536000 (бит) =
= 192000 (байт) = 187,5 (Кбайт)