Кодирование звуковой информации.

Выполнила: Сердюк Даша,open.happiness.ds@gmail.com

• Звук – это волна, синусоида, с периодически чередующимися гребнями и впадинами. При этом меняется амплитуда (зависит от силы звука) и частота (зависит от высоты звука).

• Частота определяется числом периодов (период – один максимум и один минимум) волны в 1 сек.

• Амплитуда – это интенсивность.• Двоичное кодирование звуковой информации

заключается в том, чтобы такой волне поставить в соответствие последовательность нулей и единиц.

• Компьютерная звуковая система работает подобно человеческому уху.

• Микрофон преобразует сложную звуковую волну в непрерывный аналоговый сигнал. Затем он пропускается через аналогово-цифровой преобразователь.

• В компьютере хранится цифровая запись звука.

• Чтобы услышать звук, записанный на компьютере, производится обратное преобразование. С помощью специального математического метода, называемого преобразованием Фурье, строятся синусоиды, которые преобразуют поток цифр в электронную музыку.

• Чтобы представить аналоговый сигнал в цифровой форме, с него периодически снимаются показания, и измеренное в каждый момент напряжение преобразуется в двоичное число.

• Такое процесс называется дискретизацией, сигнал из непрерывного становится дискретным. Графически этот процесс можно представить как превращение гладкой синусоиды в ступенчатую.

• Можно измерить высоту каждой «ступеньки» и получить последовательную запись об уровне громкости в каждый момент времени. Записывается обычно не абсолютная высота, а поставленный ей в соответствие код. Для того, чтобы получить сведения о частоте, т.е. высоте звука, измерения надо проводить как можно чаще. От частоты зависит качество записи и звучания.

• В современных звуковых картах чаще всего используется 16-битная глубина кодирования звука, т.е.каждому измеренному значению амплитуда присваивается 16-битный код. При этом количество различных уровней сигнала N равно N= = =65536 кодов.

В настоящее время принята частота дискретизации (количество измерений в секунду) от 8 до 48 кГц . Качество при частоте 8кГц соответствует качеству радиотрансляции, 28 кГц – качеству звучания аудио-CD.

Результаты кодирования звуковой информации, как и все остальные компьютерные данные, сохраняются на

внешних носителях в виде файлов. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

Формат AU• Этот простой и распространенный

формат на системах Sun и NeXT (в последнем случае, правда, файл будет иметь расширение SND). Файл состоит из короткого служебного заголовка (минимум 28 байт), за которым непосредственно следуют звуковые данные. Широко используется в Unix-подобных системах и служит базовым для Java-машины.

Файлы с расширением MP3 (MPEG-1 Layer3)

• Это один из форматов хранения аудиосигнала, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео. Поскольку произвольные звуковые данные обратимыми методами сжимаются недостаточно хорошо, приходится переходить к методам необратимым: иными словами, базируясь на знаниях о свойствах человеческого слуха, звуковая информация “подправляется” так, чтобы возникшие искажения на слух были незаметны, но полученные данные лучше сжимались традиционными способами.

• Это называется адаптивным кодированием и позволяет экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия человека деталях звучания.

Успехи технологии MP3 привели к тому, что ее применяют сейчас и во многих бытовых звуковых устройствах, например, плеерах и сотовых телефонах.

Формат MIDI• Название MIDI есть сокращение от Musical Instrument Digital

Interface, т.е. цифровой интерфейс для музыкальных инструментов. Это довольно старый (1983 г.) стандарт, объединяющий разнообразное музыкальное оборудование (синтезаторы, ударные, освещение). MIDI базируется на пакетах данных, каждый из которых соответствует некоторому событию, в частности, нажатию клавиши или установке режима звучания.

• Главным преимуществом файлов MIDI является их очень небольшой размер, поскольку это не детальная запись звука, а фактически некоторый расширенный электронный эквивалент традиционной нотной записи. Но это же свойство одновременно является и недостатком: поскольку звук не детализирован, то разное оборудование будет воспроизводить его по-разному, что в принципе может даже заметно исказить авторский музыкальный замысел.

Сравните звуковые файлы:

Прослушать файл в формате

MIDI

Прослушать файл в формате

MIDI

Adam Lambert – Whatya Want From MeAdam Lambert – Whatya Want From Me

Прослушать файл в формате

MP3

Прослушать файл в формате

MP3

• Любые используемые файлы, даже сделанные специально для данного проекта, не всегда полностью соответствуют его потребностям. Для приведения звуковых материалов к необходимому виду используется процесс редактирования.

• В ходе редактирования можно подкорректировать небольшие дефекты записи (например, укоротить слишком длинную паузу или повысить уровень громкости фрагмента), перекомпоновать части звукового файла в нужном порядке или дополнить его из других файлов, сохранить данные в новом требуемом формате (скажем, преобразовать для экономии места в MP3). К примеру:

Прослушать

1.Panic! At The Dicso – Ready To Go;2. Shakira – Rabiosa;3. Bruno Mars – Runaway Baby.

1.Panic! At The Dicso – Ready To Go;2. Shakira – Rabiosa;3. Bruno Mars – Runaway Baby.

Данный файл отредактирован мной (повышен уровень громкости, сделано «попурри» из современных композиций).

Использованные материалы:

• Сайт http://www.metod-kopilka.ru/page-2-2-33.html;• Шипунова А.В.Информатика. – М.:Астрель, 2006. –

66с.