Кодирование и обработка звуковой информации

Звуковая информация

Человек воспринимает звуковые волны в форме звука различной громкости и тона.

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

громкость

Низкий звук

Высокий звук

Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 (низкий звук) до 20 000 (высокий звук) колебаний в секунду.

Для измерения громкости звука применяется специальная единица « децибел ».

Звук

Шорох листьев

Громкость в децибелах

Разговор

10

60

Гудок автомобиля

Реактивный двигатель

90

Болевой порог

120

140

Оцифровка ( перевод в цифровую форму )

цифровой сигнал

1011010110101010011

аналоговый сигнал

аналоговый сигнал

4

Временная дискретизация звука

Для того чтобы ПК мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации (непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие участки, для каждого такого участка устанавливается величина интенсивности звука)

На графике это выглядит так:

А, громкость

t, время

Дискретизация по времени

6

Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48000 изменений громкости звука за одну секунду.

Глубина кодирования звука- это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука .

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле

N- количество уровней громкости звука

I- глубина кодирования

N= 2 I

Качество оцифрованного звука

Зависит от:

• частоты дискретизации;
• глубины дискретизации.

Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука.

Чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.

Звуковые редакторы

Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Они позволяют изменять качество звука и объем звукового файла.

Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в универсальном формате wav или в формате со сжатием mp3 .

• WAV ( Waveform audio format), часто без сжатия (размер!) MP3 ( MPEG-1 Audio Layer 3 , сжатие с потерями ) WMA ( Windows Media Audio, потоковый звук, сжатие )
• WAV ( Waveform audio format), часто без сжатия (размер!)
• MP3 ( MPEG-1 Audio Layer 3 , сжатие с потерями )
• WMA ( Windows Media Audio, потоковый звук, сжатие )

Пример решения задачи:

Оценим объем звукового стерео-файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24000 измерений в секунду).

V= 16* 24000*2 (т.к. стерео- 2 дорожки)= 768000 бит=

96000 байт=94 Кбайт