Презентация «Кодирование звуковой информации»

Тема урока: Кодирование звуковой информации

Тема: кодирование звуковой информации Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики. Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда - тем он громче для человека Чем больше частота - тем выше тон.

Свойства звука: звук - продольная волна; распространяется в упругих средах (воздух, вода, различные металлы и т.д.); имеет конечную скорость (например, 331 м/сек в воздухе и около 1500 м/сек в воде) Звуковые колебания (волны) – механические колебания, частота которых лежит в пределах от 20 до 20 000 Гц. Звуковые колебания, слышимые человеком 20 Гц 20 000 Гц Инфразвук Ультразвук

Audio CD, DVD, Blu-Ray (звуковая дорожка имеет ступенчатую дискретную форму) СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗВУКА Аналоговый (непрерывный) Дискретный (цифровой) физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем они изменяются непрерывно. физическая величина принимает конечное множество значений, причем они изменяются скачкообразно. Виниловая пластинка, магнитная лента (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно, плавно)

ВРЕМЕННАЯ ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ЗВУКА t A(t) Временная дискретизация – это разбиение непрерывной звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.

КВАНТОВАНИЕ - процесс замены реальных значений сигнала приближенными с определенной точностью. БИТРЕЙТ (bitrate) - объем информации требуемый для кодирования 1 секунды записи (bits per second). То есть, какое количество информации о каждой секунде записи мы можем потратить. Измеряется в битах (bit). РАЗЛИЧАЮТ: CBR (Constant bitrate) — с постоянным битрейтом; VBR (Variable bitrate) — с переменным битрейтом; ABR (Average bitrate) — с усреднённым битрейтом.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени. Измеряется в Герцах (Гц) Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. (Измеряется в битах) Современные звуковые карты обеспечивают 16, 24, 32 и более бит. Цифровой звук — это аналоговый звуковой сигнал, представленный посредством дискретных численных значений его амплитуды Оцифровка звука — технология поделенным временным шагом и последующей записи полученных значений в численном виде.

ОЦИФРОВКА ЗВУКА Аналого-цифровой преобразователь (АЦП,  Analog-to-digital converter, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) DAC digital to analog converter — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в аналоговый сигнал (ток, напряжение или заряд). Цифро-аналоговые преобразователи являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми сигналами. Звуковой ЦАП обычно получает на вход цифровой сигнал в импульсно-кодовой модуляции (PCM, pulse-code modulation). Задача преобразования различных сжатых форматов в PCM выполняется соответствующими кодеками.

N = 2i где: N – количество уровней громкости I – глубина кодирования Количество отсчётов в 1 сек. оцифрованного звука можно рассчитать по формуле:

КАЧЕСТВО ОЦИФРОВАННОГО ЗВУКА Чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла. ! Параметр Глубина кодирования Частота дискретизации Телефонная связь 8 бит до 8 кГц Среднее качество 8 бит или 16 бит 8-48 кГц Звучание CD-диска 16 бит до 48 кГц