Кодирование звуковой информации

Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой .

Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различных громкости и тона .

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

Звук

Громкость в децибелах

Нижний предел чувствительности человеческого уха

0

Шорох листьев

10

Разговор

60

Гудок автомобиля

90

Реактивный двигатель

120

Болевой порог

140

Для измерения громкости звука применяется специальная единица децибел (дБ)

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации .

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

!!! - это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука измеряется в герцах (Гц) и может лежать в диапазоне от 8000 до 48000 измерений громкости звука за одну секунду.

!!!! - 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 = 2 I

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16 – битовый двоичный код (0000000000000000 - 1111111111111111)

Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет оцифрованный звук.

Самое низкое качест во оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи , получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим «моно»).

Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио- CD , достигается при частоте дискретизации 48000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим «стерео»).

Информационный объём цифрового звукового файла (16 бит, 24000 измерений /c , «стерео»):

16 бит*24000*2 = 768000 бит =

= 96000 байт = 93,75 Кбайт.

Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала?

РЕШЕНИЕ:

Оценить информационный объём цифровых звуковых файлов длительностью 10 секунд при глубине кодирования и частоте дискретизации звукового сигнала, обеспечивающих минимальное и максимальное качество звука.

РЕШЕНИЕ:

Определить длительность звукового файла, который уместится на дискете 3,5 ’’ (учтите, что для хранения данных на такой дискете выделяется 2847 секторов объёмом 512 байтов каждый): при высоком и низком качестве звука.

РЕШЕНИЕ: