Представление звука в компьютере
Звук - это звуковая волна с непрерывно изменяющейся частотой и амплитудой.
Программное обеспечение ПК позволяет непрерывный звуковой сигнал преобразовывать в последовательность электрических импульсов, которые затем представляются в двоичной форме.
Процесс преобразования звуковых волн в двоичной форме: звуковая волна - микрофон - аудиоадаптер - двоичный код - память ПК.
Процесс воспроизведения звуковой информации, записанной в памяти ПК: звуковая волна - динамик - аудиоадаптер - двоичный код - память ПК.
Качество кодирования звуковой информации зависит от :
- частоты дискретизации - количества измерений уровня сигнала во времени (например, в 1 сек);
Одно измерение за 1 секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду - 1 кГц.
Наиболее используемые частоты для аудиоадаптеров: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц.
- глубины кодирования звука - количества уровней звука.
Глубина звука определяет точность измерения входного сигнала.
Чем выше значение разрядности, тем меньше погрешность отдельного преобразования электрического сигнала в число.
Аналогово-цифровое преобразование (АЦП) - процесс преобразования звука из аналоговой формы в дискретную.
Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) - это процесс преобразования звука в дискретной форме в аналоговую.
Уровни громкости звука - набор возможных состояний звуковой информации.
Чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования звуковой информации, тем качественнее будет значение.
N – количество уровней громкости
b – глубина кодирования, разрядность квантования (бит)
H– частота дискретизации (кГц)
I – информационный объем звукового файла (бит)
Решение задач:
- Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22, 05 кГц и разрешении 8 битов. Файл сжатию не подвержен.
- Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 битов.
- В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. какой должна быть частота дискретизации и разрядность?
- Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?
- Какой объем требуется для хранения цифрового аудиофайла с записью звука высокого качества при условии, что время звучания составляет 3 минуты?
- Цифровой аудиофайл содержит запись звука низкого качества (звук мрачный и приглушенный). Какова длительность звучания файла, если его объем составляет 650 Кб?
- Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,05Мб. Частота дискретизации - 22050Гц. Какова разрядность аудиоадаптера.
- Объем свободной памяти на диске - 0.1 Гб, разрядность звуковой платы - 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 44100 Гц?
Домашнее задание:
- записи в тетради,
- решить задачу: Объем свободной памяти на диске - 5,25 Мб, разрядность звуковой платы - 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05кГц?
|
