Кодирование звуковой информации

1. Звук и его дискретность
2. Частота дискретизации звуковой волны
3. Объем звуковой информации
4. Самые распространенные методы аудио кодирования
   • Таблично-волновой метод
   • Метод модуляции частоты
5. Распространенные форматы аудио файлов

Звук и его дискретность

Звук являет собой волну, имеющую изменяющуюся со временем частоту и амплитуду колебаний. Иными словами, это непрерывный сигнал. Чем тише звук, который слышит человеческое ухо, тем ниже его амплитуда, а чем ниже его тон, тем меньше частота звукового сигнала.

Чтобы обозначить частоту колебаний, используют единицу измерения частоты - герц, сокращенно Гц или Hz. ГЦ обозначает количество колебаний звуковой волны в секунду.

На сегодняшний день для производства звуковых карт используется глубина кодирования звуковой волны величиной 64, 32 и 16 бит. Для удобства использования непрерывность звукового колебания при кодировании заменяют на последовательные отдельные сигналы, являющие собой последовательный ряд электрических импульсов, записанных с помощью нулей и единиц системы двоичного исчисления.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Частота дискретизации звуковой волны

Это один из важнейших параметров, применяемых в процессе кодирования звуковых колебаний. Проще говоря, частотой дискретизации звуковой волны есть число замеров громкости звука в секунду. Так вот, например, 1 замер за 1 секунду равен частоте 1 ГГЦ (гигагерц), 1000 замеров за 1 секунду - 1 кГц (килогерц).

Так же на качество влияет глубина дискретизации, и чем она меньше, тем качество звука хуже. Примером самого низкого качества звука может быть передача радиоволны или звук во время телефонного разговора, при этом глубина дискретизации равна 8 бит, а ее частота - 8000 Гц за секунду, что представляет собой режим моно, то есть запись одной аудио дорожи. Примером самого высокого качества оцифрованной звуковой волны является аудио запись на звуковых музыкальных носителях, например, СD-дисках, с глубиной дискретизации 16 бит и ее частотой 48000 Гц в секунду, что представляет собой режим стерео, то есть запись двух аудио дорожек.

Объем звуковой информации

Чем больше по объему аудио файл, тем лучше будет качество его воспроизведения. Объем более качественного файла всегда меньше объема файла с низким качеством, при равной их продолжительности.

Для расчета объема информации, занимаемого аудио файлом с одной звуковой дорожкой, используют нижеприведенную формулу:

\(V = N * f * k\),

где \(N \) - общее время звучания аудио файла, сек,

\(f\) - частота дискретизации аудио файла, Гц,

\(k\) - глубина кодирования аудио файла, бит.

Рассмотрим пример, когда время звучания аудио файла 5 минут с высоким качеством воспроизведения с частотой дискретизации 48000 Гц и глубиной кодирования 64 бит, то объем такого файла будет составлять:

\(V = 5 * 60 * 48000 * 64 = 921600000 бит,\)

что составляет 115200000 байт, или 115200 Кбайт, или 115,2 Мбайт.

Для стереозвука расчет объема производится по той же формуле, лишь только с той разницей, что нужно еще умножить на два, так как файл со стереозвуком обычно занимает в два раза больше места из-за того, что процесс дискретизации во время кодирования стереозвука проводится для каждой дорожки отдельно.

Самые распространенные методы аудио кодирования

Аудио информация кодируется обычно с применением методов двоичного кода, из них самыми популярными являются таблично-волновой метод (Wave-Table) и метод модуляции частоты (FM).

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Таблично-волновой метод (англ. Wave-Table) базируется на использовании предварительно разработанной таблицы, которая состоит из ячеек, содержащих все возможные звуки окружающей среды (птиц, животных, природы, музыкальных инструментов и так далее). Они представлены в виде цифровых кодов, каждый из них имеет свою определенную частоту, высоту, глубину, длительность и другие звуковые параметры. Благодаря тому, что образцы представляют собой реальные существующие звуки, воспроизводимый звук будет достаточно высококачественным, и сильно напоминать звуки живых инструментов.

Метод модуляции частоты (англ. Frequency Modulation - FM), базируется на разложении сложных звуковых волн на последовательные ряды более простых разно частотных гармонических сигналов, при чем каждый из них будет описываться законом правильной синусоиды, что означает возможность его записи с помощью кода. Для процесса разложения сложных аудио сигналов и их трансформации в ряд дискретных оцифрованных сигналов используют особое устройство, именуемое АЦП - аналогово-цифровой преобразователь. Для процесса обратной трансформации, а именно для трансформации звука из цифровых сигналов, применяется устройство, именуемое ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь. Хотя этот метод не позволяет получить качественный звук при воспроизведении, но преимуществом его использования является компактность цифрового кода.

Распространенные форматы аудио файлов

Аудио файлы бывают различных форматов. Рассмотрим самые распространенные из них:

• MP3 - цифровой формат, позволяющий записывать и хранить аудио информацию, а также обеспечивающий довольно высокое качество ее воспроизведения.
• MIDI - этот формат поначалу использовался лишь в процессе управления музыкальными инструментами. На сегодняшний день его используют для электронных музыкальных инструментов и компьютерных модульных систем.
• WAV - этот формат произвольного звука, представленного в виде колебания или аудио волны. Он используется во всех стандартных звуках в системе Windows.