Кодирование звуковой информации
Для обработки в ЭВМ звуковая (аналоговая) инф-я кодируется в виде последовательности цифровых импульсов в процессе дискретизации звука.
Временная дискретизация – процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Чем больше амплитуда сигнала, тем громче звук.
Глубина звука (глубина кодирования или разрядность регистра) - количество бит на кодировку звука или число бит в регистре аудио адаптера (карты, платы).
Уровни громкости (уровни сигнала) - звук может иметь различные уровни громкости. Количество различных уровней громкости рассчитываем по формуле N= 2I где I – глубина звука.
Частота дискретизации – количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1 сек). Чем больше частота дискретизации, тем точнее процедура двоичного кодирования. Частота измеряется в герцах (Гц).
1 измерение за 1 секунду -1 Гц.
1000 измерений за 1 секунду 1 кГц. Обозначим частоту дискретизации буквой f. Для кодировки выбирают одну из трех частот: 44,1 КГц, 22,05 КГц, 11,025 КГц.
Считается, что диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20 кГц.
Качество двоичного кодирования – величина, которая определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.
Размер цифрового моноаудиофайла (V) измеряется по формуле:
V= m *t* I,
где m –частота дискретизации (Гц),
t – время звучания или записи звука,
I- разрядность регистра (разрешение).
По этой формуле размер измеряется в битах.
Размер цифрового стереоаудиофайла (V) измеряется по формуле:
V=2* m *t* I,
сигнал записан для двух колонок, так как раздельно кодируются левый и правый каналы звучания.
Разбор и решение задачи.
Задача 1. Оцените информационный объём цифрового звукового стерео файла длительностью 20 секунд при глубине кодирования 16 бит и частоте дискретизации 10000 Гц? Результат представить в Кбайтах, округлить до сотых.
При решении таких задач надо не забывать следующее:
Что моно - 1 канал, стерео - 2 канала
| Дано: I = 16 бит t = 20 сек m =10000 Гц | I - разрядность звуковой карты, t - время звучания аудиофайла, m - частота дискретизации | Решение: V =2· I · f ·t V = 2* 16 * 10000*20 = 6400000 бит 6400000/8 = 800000 байт 800000/1024 = 781,25 Кбайт Ответ:V(Инфор.) = 781,25 Кбайт |
| Найти: V(информационный объём)-? | ||
Задача 2. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит.
| Дано: I = 8 бит=1 байт t = 10 сек m= 22,05 кГц = 22,05 * 1000 Гц = 22050 Гц | I - разрядность звуковой карты, t - время звучания аудиофайла, f - частота дискретизации | Решение: V(Инфор.) = I · m ·t V(Инфор.) = 22050 *10 *1 = 220500 байт Ответ: V(Инфор.) = 220500 байт |
| Найти: V(информационный объём)-? | ||
Задача 3. Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16 бит. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?
| Дано: I = 16 бит = 2 байт V(Инфор.) = 5,25Мб = 5505024 байт f = 22,05 кГц =22,05 * 1000 Гц =22050 Гц | Решение: V(Инфор.) = I · f ·t t = V(Инфор.)/( f · I) t = 5505024/( 22050 *2 = 124,8 сек Ответ: t = 124,8 секунды | |
| Найти: t-? |
Домашнее задание