Кодирование звука информатика презентация. Кодирование звуковой информации

Выполнили учащиеся 9 класса

Руководитель Тарасова Ирина Николаевна

Звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой.

Человек воспринимает звуковые волны с помощью слуха в форме звука различной громкости и тона . Чем больше амплитуда звуковой волны,тем громче звук, чем больше частота колебаний, тем выше тон звука.

ЗВУКОВАЯ ВОЛНА

Амплитуда

Высокий громкий звук

Низкий тихий звук

Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний

в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук).

Человек может воспринимать звук в огромном диапазоне амплитуд, в котором максимальная амплитуда больше минимальной 10 раз

(в 100 тыс. млрд. раз). Для измерения громкости звука применяется специальная единица децибел (дБ). Уменьшение или увеличение громкости звука на 10 дБ соответствует уменьшению или увеличению амплитуды звука в 10 раз.

14

Звук

Громкость, дБ

Нижний предел чувствительности человеческого уха

0

Шорох листьев

10

Разговор

60

Гудок автомобиля

90

Реактивный двигатель

120

Болевой порог

140

Временная дискретизация- это ПРЕОБРАЗОВАНИЕ непрерывного звукового сигнала в цифровую дискретную форму

Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенный уровень громкости.

Частота дискретизации звука -

это количество измерений громкости

звука за одну секунду

Для записи аналогового звука и его преобразование в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате.

Качества полученного цифрового звука зависит от количества измерений громкости звука в единицу времени, т.е. частоты дискретизации. Чем больше количество измерений производится за одну секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала .

Глубина кодирования

Глубина кодирования звука- это количество информации, которое необходимо для

Кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если глубина кодирования равна 16 бит

N – количество уровней громкости

И тогда каждому уровню громкости присваивается свой 16-битовый двоичный код

Звуковы е редакторы .

Звуковые редакторы позволяют записывать, воспроизводить, редактировать звук.

Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операция копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши.

Звуковые редакторы позволяют изменять качества цифрового звука путём изменения частоты дискретизации и глубины кодирования.

Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых файлах в универсальном формате WAV, а так же в формате со сжатием MP3 .

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

1 слайд

2 слайд

С начала 90-х годов ПК получили возможность работать со звуковой информацией. Каждый ПК, имеющий звуковую плату, микрофон, наушники или колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию. * С графической информацией мы работаем посредством графических редакторов, то со звуковой информацией с помощью редакторов аудиофайлов. С графической информацией мы работаем посредством графических редакторов, то со звуковой информацией с помощью редакторов аудиофайлов.

3 слайд

Звуковая информация Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой. *

4 слайд

В процессе кодирования звуковой информации происходит временная дискретизация, когда звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки. Для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. По окончании процесса дискретизации, звуковая информация хранится в памяти компьютера в виде двоичных кодов. *

5 слайд

6 слайд

С помощью микрофона звук превращается в колебания электрического тока, которые имеют определённую амплитуду. Устройство для выполнения дискретизации (АЦП) измеряет электрическое напряжение в определённом диапазоне и переводит числовое значение напряжения в многоразрядное двоичное число. Обратный процесс: ЦАП преобразует двоичные числа в электрическое напряжение. Полученный на выходе ЦАП ступенчатый сигнал преобразуется в звук с помощью усилителя и динамика. * Устройства обработки звуковой информации

7 слайд

8 слайд

На качество воспроизведения звука влияют два параметра: частота дискретизации и глубина кодирования звука. Глубина кодирования звука – это размер ячейки, отводимый под запись значения амплитуды (громкости) в двоичном коде. Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65 536 различных уровней сигнала или состояний (65 536=2i, i=16 бит). Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука (глубина кодирования). При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16 битный код. * Параметры звуковой информации

9 слайд

Частота дискретизации – это количество измерений громкости звука, производимых прибором за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за одну секунду – 1 килогерц (кГц). Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8 000 до 48 000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. *

10 слайд

Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук). Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука. Самое низкое качество 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"). *

11 слайд

Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине кодирования 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео"). *

Слайд 1

КОДИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Слайд 2

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.

Низкий звук Высокий звук громкость

Слайд 3

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».

Слайд 4

Оцифровка (перевод в цифровую форму)

1011010110101010011

аналоговый сигнал

цифровой сигнал

Слайд 5

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

Слайд 6

Дискретизация по времени

Слайд 7

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.

Слайд 8

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

Слайд 9

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.

Слайд 10

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)

Слайд 11

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

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Кодирование и обработка звуковой информации Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"

Звук – это волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой Амплитуда Время Высокий громкий звук Низкий тихий звук Человек воспринимает звуковые волны с помощью слуха в форме звука различной громкости и тона. Чем больше амплитуда звуковой волны, тем громче звук. Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука. Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"

Для измерения громкости звука применяется специальная единица – децибел (дБ) Звук Громкость, дБ Нижний предел чувствительности человеческого уха 0 Шорох листьев 10 Разговор 60 Гудок автомобиля 90 Реактивный двигатель 120 Болевой порог 140 Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"

Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки. Для каждого участка устанавливается определенный уровень громкости. Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"

Характеристики оцифрованного звука Частота дискретизации (М) – это количество измерений громкости за одну секунду. Измеряется в Гц (Герц) и лежит в диапазоне от 8000 до 48000 Гц (8 КГц – 48КГц) Глубина кодирования (i) – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. Измеряется в битах. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"

Качество оцифрованного звука Качество зависит от частоты и глубины дискретизации. Низкое качество: телефонная связь (i = 8 бит, М = 8 КГц) Высокое качество: аудио- CD (i = 16 бит, М = 48 КГц) Чем выше качество, тем выше объем звукового файла Беляева Зоя Викторовна, учитель информатики МОУ " Новоуральская СОШ"