Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“ема: ѕредставление звуковой информации

Ћ≈ ÷»я

 

ѕлан:

1. јналоговый и дискретный способы представлени€ изображений и звука

2. ƒвоичное кодирование звуковой информации

1. јналоговый и дискретный способы представлени€ изображений и звука

„еловек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, ос€зательных, вкусовых и обон€тельных). «рительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые Ч зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.

»нформаци€, в том числе графическа€ и звукова€, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. ѕри аналоговом представлении физическа€ величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значени€ измен€ютс€ непрерывно. ѕри дискретном представлении физическа€ величина принимает конечное множество значений, причем ее величина измен€етс€ скачкообразно.

ѕриведем пример аналогового и дискретного представлени€ информации. ѕоложение тела на наклонной плоскости и на лестнице задаетс€ значени€ми координат X и Y. ѕри движении тела по наклонной плоскости его координаты могут принимать бесконечное множество непрерывно измен€ющихс€ значений из определенного диапазона, а при движении по лестнице Ч только определенный набор значений, причем мен€ющихс€ скачкообразно.

–ис.1. јналоговое и дискретное кодирование

ѕримером аналогового представлени€ графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого измен€етс€ непрерывно, а дискретного Ч изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состо€щее из отдельных точек разного цвета. ѕримером аналогового хранени€ звуковой информации €вл€етс€ винилова€ пластинка (звукова€ дорожка измен€ет свою форму непрерывно), а дискретного Ч аудиокомпакт-диск (звукова€ дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).

ѕреобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производитс€ путем дискретизации, то есть разбиени€ непрерывного графического изображени€ и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. ¬ процессе дискретизации произ≠водитс€ кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значени€ в форме кода.

ƒискретизаци€ Ч это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

2. ƒвоичное кодирование звуковой информации

¬ременна€ дискретизаци€ звука. «вук представл€ет собой звуковую волну с непрерывно мен€ющейс€ амплитудой и частотой. „ем больше амплитуда сигнала, тем он громче дл€ человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. ƒл€ того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

¬ процессе кодировани€ непрерывного звукового сигнала производитс€ его временна€ дискретизаци€. Ќепрерывна€ звукова€ волна разбиваетс€ на отдельные маленькие временные участки, причем дл€ каждого такого участка устанавливаетс€ определенна€ величина амплитуды.

“аким образом, непрерывна€ зависимость амплитуды сигнала от времени A(t) замен€етс€ на дискретную последовательность уровней громкости. Ќа графике это выгл€дит как замена гладкой кривой на последовательность Ђступенекї Ч рис. 2.

 

–ис. 2 ¬ременна€ дискретизаци€ звука

 аждой Ђступенькеї присваиваетс€ значение уровн€ громкости звука, его код (1, 2, 3 и так далее). ”ровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состо€ний, соответственно, чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодировани€, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровн€ и тем более качественным будет звучание.

ѕроцесс преобразовани€ звуковых волн в двоичный код в пам€ти компьютера:

звукова€ волна Ч> ћ» –ќ‘ќЌ Ч> переменный электрический ток Ч> ј”ƒ»ќјƒјѕ“≈– Ч> Ч> двоичный код Ч> ѕјћя“№  ќћѕ№ё“≈–ј

ѕроцесс воспроизведени€ звуковой информации, сохранЄнной в пам€ти компьютера:

ѕјћя“№  ќћѕ№ё“≈–ј Ч> двоичный код Ч>ј”ƒ»ќјƒјѕ“≈– Ч> переменный электрический ток Ч> ƒ»Ќјћ»  Ч> звукова€ волна

јудиоадаптер (звукова€ плата) Ч специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное дл€ преобразовани€ электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и дл€ обратного преобразовани€ (из числового кода в электрические колебани€) при воспроизведении звука.

¬ процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измер€ет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. «атем полученный код из регистра переписываетс€ в оперативную пам€ть компьютера.  ачество компьютерного звука определ€етс€ характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разр€дностью

„астота дискретизации Ч это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. „астота измер€етс€ в герцах (√ц). ќдно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 √ц. 1000 измерений за 1 секунду Ч 1 килогерц (к√ц). ’арактерные частоты дискретизации аудиоадаптеров: 11 к√ц, 22 к√ц, 44,1 к√ц и др.

–азр€дность регистра Ч число битов в регистре аудиоадаптера. –азр€дность определ€ет точность измерени€ входного сигнала. „ем больше разр€дность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразовани€ величины электрического сигнала в число и обратно. ≈сли разр€дность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 28 = 256 (216 = 65 536) различных значений. ќчевидно, 16-разр€дный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разр€дный.

«вуковой файл Ч файл, хран€щий звуковую информацию в числовой двоичной форме.  ак правило, информаци€ в звуковых файлах подвергаетс€ сжатию.

—овременные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодировани€ звука.  оличество различных уровней сигнала (состо€ний при данном кодировании) можно рассчитать по формуле:

N = 2I = 216 = 65536,

где I Ч глубина звука.

“аким образом, современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 уровней сигнала.  аждому значению амплитуды звукового сигнала присваиваетс€ 16-битный код.

ѕри двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он замен€етс€ последовательностью дискретных уровней сигнала.  ачество кодировани€ зависит от количества измерений уровн€ сигнала в единицу времени, то есть частоты, дискретизации. „ем большее количество измерений производитс€ за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодировани€.

 ачество двоичного кодировани€ звука определ€етс€ глубиной кодировани€ и частотой дискретизации.

 оличество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, то есть частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значени€ от 8 до 48 к√ц. ѕри частоте 8к√ц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансл€ции, а при частоте 48 к√ц Ц качеству звучани€ аудио-CD. —ледует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.

ћожно оценить информационный объЄм стереоаудиофайла длительностью звучани€ 1 секунда при высоком качестве звука (16 битов, 48к√ц). ƒл€ этого количество битов, приход€щихс€ на одну выборку, необходимо умножить на 2 (стерео):

16 бит ∙ 48000 ∙ 2 = 1 536 000 бит = 192 000 байт = 187,5  байт.

—тандартное приложение «вукозапись играет роль цифрового магнитофона и позвол€ет записывать звук, то есть дискретизировать звуковые сигналы, и сохран€ть их в звуковых файлах в формате WAV. Ёта программа позвол€ет редактировать звуковые файлы, микшировать их (накладывать их друг на друга), а также воспроизводить.

 

«апись звукового файла

1. «апустить «вукозапись [ ѕуск - ѕрограммы - —тандартные - –азвлечени€ - «вукозапись ]. ƒл€ установки параметров дискретизации звука ввести команду [ ‘айл - —войства ]. Ќа панели —войства объекта Ђ«вукї щЄлкнуть по кнопке ѕреобразовать.

2. Ќа панели ¬ыбор звука из раскрывающегос€ списка выбрать режим кодировани€ звука (глубина кодировани€, частота дискретизации, моно/стерео).

«Ќј“№

»нформаци€, в том числе графическа€ и звукова€, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме.

ѕреобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производитс€ путем дискретизации, то есть разбиени€ непрерывного графического изображени€ и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. ¬ процессе дискретизации произ≠водитс€ кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значени€ в форме кода.

ƒискретизаци€ Ч это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

ѕроцесс преобразовани€ звуковых волн в двоичный код в пам€ти компьютера:

звукова€ волна Ч> ћ» –ќ‘ќЌ Ч> переменный электрический ток Ч> ј”ƒ»ќјƒјѕ“≈– Ч> Ч> двоичный код Ч> ѕјћя“№  ќћѕ№ё“≈–ј

ѕроцесс воспроизведени€ звуковой информации, сохранЄнной в пам€ти компьютера:

ѕјћя“№  ќћѕ№ё“≈–ј Ч> двоичный код Ч>ј”ƒ»ќјƒјѕ“≈– Ч> переменный электрический ток Ч> ƒ»Ќјћ»  Ч> звукова€ волна

јудиоадаптер (звукова€ плата) Ч специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное дл€ преобразовани€ электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и дл€ обратного преобразовани€ (из числового кода в электрические колебани€) при воспроизведении звука.

„астота дискретизации Ч это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. „астота измер€етс€ в герцах (√ц). ќдно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 √ц. 1000 измерений за 1 секунду Ч 1 килогерц (к√ц). ’арактерные частоты дискретизации аудиоадаптеров: 11 к√ц, 22 к√ц, 44,1 к√ц и др.

–азр€дность регистра Ч число битов в регистре аудиоадаптера. –азр€дность определ€ет точность измерени€ входного сигнала. „ем больше разр€дность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразовани€ величины электрического сигнала в число и обратно. ≈сли разр€дность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 28 = 256 (216 = 65 536) различных значений. ќчевидно, 16-разр€дный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разр€дный.

«вуковой файл Ч файл, хран€щий звуковую информацию в числовой двоичной форме.  ак правило, информаци€ в звуковых файлах подвергаетс€ сжатию.

 ачество двоичного кодировани€ звука определ€етс€ глубиной кодировани€ и частотой дискретизации.

 онтрольные вопросы и задани€

1. ѕриведите примеры аналогового и дискретного способов представлени€ графической и звуковой информации.

2. ¬ чем состоит суть процесса дискретизации?

3. ¬ чЄм состоит принцип двоичного кодировани€ звука?

4. ќт каких параметров зависит качество двоичного кодировани€ звука?



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
электрических машин | Ћети€ со дн€ рождени€ штабс-капитана ƒроздовского стрелкового полка ћихаила √еоргиевича јмброжевича
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-06; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2024 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћучша€ месть Ц огромный успех. © ‘рэнк —инатра
==> читать все изречени€...

2033 - | 1913 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.02 с.