Документ описывает основные аспекты звуковой информации, включая способы ее хранения, оцифровку и качество звука, а также различные форматы звуковых файлов. Указаны параметры, такие как частота, амплитуда и уровни громкости, а также процессы, связанные с аналоговым и цифровым хранением звука. В заключение, документ перечисляет примеры форматов звуковых файлов и их характеристики.

2.  Звуковая информация
 Способы хранения звука
 Временная дискретизация
 Квантование
 Оцифровка звука
 Звуковая карта
 Качество оцифрованного звука
 Объем файла
 Форматы звуковых файлов
 Источники

3. • Звук представляет собой распространяющуюся в
воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно
меняющейся амплитудой и частотой.
Частота
Измеряется в Гц.
1Гц = 1 колебание/сек
Человек воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц
Амплитуда
Измеряется в Па (Паскалях).
Воспринимаемая человеком громкость звука от 20 мкПа (едва
различимый звук) до 200 Па (болевой порог).

4. Чем больше амплитуда, тем громче звук
Чем больше частота, тем больше тон

5. • Из-за широкого диапазона амплитуд чаще
используется логарифмическая шкала
децибелов (дБ):






⋅=
пч
зв
P
P
L lg20
L(дБ) – уровень звука;
Рпч- порог чувствительности (2*10-5
Па)
Рзв- звуковое давление измеряемого звука
Тогда весь диапазон слышимости 0 – 140 дБ.
Человек способен уловить различие в громкости, если звуки отличаются
более, чем на 10%, т.е. на 1 дБ – это используется а алгоритмах сжатия
звука для удаления маловажной информации.

6. Порог слышимости 0 дБ
Шорох листьев, шум слабого ветра 10-20 дБ
Шепот (на задней парте) 20-30 дБ
Разговор средней громкости
(в кабинете директора)
50-60 дБ
Автомагистраль с интенсивным
движением
80-90 дБ
Авиадвигатели 120-130 дБ
Болевой порог 140 дБ

7. Звукозапись – процесс сохранения информации о
параметрах звуковых волн.
Способы хранения
Аналоговый:
Грампластинка;
Магнитная лента.
Цифровой:
Временная
дискретизация;
Квантование.

8. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук,
непрерывный звуковой сигнал должен быть
преобразован в цифровую дискретную форму с
помощью временной дискретизации.
На графике это
выглядит как замена
гладкой кривой на
последовательность
« ».ступенек

9. Для записи аналогового звука и его преобразования
в цифровую форму используется микрофон,
подключенный к звуковой плате.
Качество полученного цифрового
звука зависит от количества
измерений уровня громкости
звука в единицу времени, т.е. от
частоты дискретизации.
Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости
звука за одну секунду.

10. Каждой «ступеньке» присваивается
определенное значение уровня
громкости звука.
Глубина кодирования звука - это
количество информации (I),
которое необходимо для
кодирования дискретных
уровней громкости цифрового
звука (N). Если известна глубина
кодирования, то количество
уровней громкости цифрового
звука равно N = 2 I
.

11. Результаты измерений записываются в цифровом виде с
ограниченной точностью.
При квантовании диапазон
значений амплитуды
разбивается на подуровни
и сохраняется номер
подуровня, в который
попадает значение.
Количество бит, используемых для записи номера поддиапазона (одного
отсчета) называется глубиной кодирования.

12. • Процесс получения цифровой формы звука
называется оцифровкой.
• Устройство, выполняющее оцифровку звука
называется АЦП - аналого-цифровой
преобразователь (ACD);
• Устройство, выполняющее обратное
преобразование – ЦАП – цифро-аналоговый
преобразователь (DAC);

13. Состав:
• АЦП;
• ЦАП;
• сигнальный процессор (DSP)- специальная микросхема
для обработки оцифрованного звука, выполняющий
значительную часть рутинных расчетов при обработке
звука:
• смешение звуков;
• наложение спецэффектов;
• расчет формы выходного сигнала;
• микросхема с набором «самплов»-образцов звуков для
синтеза звуковых файлов формата MIDI

14. Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем
более качественным будет звучание оцифрованного
звука.
Самое низкое качество оцифрованного звука получается
при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине 8
битов и записи одной звуковой дорожки («моно»).
Самое высокое – при частоте 48 000 раз в секунду,
глубине 16 битов и записи двух звуковых дорожек
(«стерео»).

16. Объем файла (бит) =
частота (Гц) *
глубина (бит) *
время (сек) *
режим (моно = 1, стерео = 2)

17.  MIDI - запись музыкальных произведений в виде команд
синтезатору, компактны, голос человека не воспроизводят,
(соответствуют векторному представлению в графике)
 WAV – универсальный звуковой формат, в нем хранится полная
информация об оцифрованном звуке (соответствует формату
bmp в графике). Занимает очень большой объем памяти (15
Мбайт на 1 минуту звучания).
 MP3 – формат сжатия аудиоинформации с регулируемой
потерей информации, позволяет сжимать файлы в несколько
раз в зависимости от заданного битрейта (в среднем в 11 раз).
Даже при самом высоком битрейте – 320 кбит/сек –
обеспечивает 4-кратное сжатие по сравнению с компакт-
дисками.
 APE – формат сжатия аудиоинформации без потери
информации (а следовательно – качества) , коэффициент
сжатия около 2.

18.  Информационная культура: Кодирование информации.
Информационные модели. 9–10-е классы. М.: Дрофа,
2000, 208 с.
 Угринович Н.Д. Информатика и информационные
технологии. Учебник для 10-11 классов Угринович Н.Д.
– М.Бином. Люборатория знаний, 2003. – 512 с.: - ил.
 http://www.5byte.ru/9/0009.php
 http://www.eruditus.name/teorija/kodir_izmeren.html
 http://ivanovff.narod.ru/support/teach_su/didakt/svojctva
.htm
 http://www.uneex.ru/static/AltDocs_informatika1/Book1/
1_intro/01_inform/07_exampl/index.html