Кодирование звуковой информации
В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую форму производится временная дискретизация, при которой в определенные моменты времени амплитуда звуковой волны измеряется и квантуется, то есть ей присваивается определенное значение из некоторого фиксированного набора. Данный метод называется еще импульсно-кодовой модуляцией РСМ (Pulse Code Modulation).
Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность звуковых импульсов различной амплитуды производится с помощью аналого-цифрового преобразователя, размещенного на звуковой плате. 16-битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости или 16-битную глубину кодирования. Качество кодирования звука зависит и от частоты дискретизации – количества измерений уровня сигнала в единицу времени. Эта величина может принимать значения от 8 до 48 кГц.
Пример 1: Оцените информационный объем высококачественного стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если «глубина» кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.
Решение: Информационный объем звукового файла длительностью в 1 секунду равен:
16 бит • 48000 • 2 = 1536000 бит = 187,5 Кбайт.
Информационный объем звукового файла длительностью 1 минута равен:
187,5 Кбайт /с • 60 с ≈ 11 Мбайт.
Пример 2: Запишите звуковой файл длительностью 1 минута с «глубиной» кодирования 16 бит и частотой дискретизации 48 кГц. Сравните его объем с вычисленным значением в предыдущем примере.
Решение: Запишем звуковой файл с помощью стандартного приложения Звукозапись:
Выполните команду Пуск → Программы → Стандартные → Развлечения → Звукозапись.
В появившемся окне приложения Звук – Звукозапись выполните команду Файл → Свойства.
На появившейся диалоговой панели Свойства объекта «Звук» щелкните по кнопке Преобразовать.
На появившемся диалоговом окне Выбор звука с помощью раскрывающегося списка Формат: выберите стандартный формат РСМ.
В раскрывающемся списке Атрибуты: выберите качество дискретизации, например, 48 кГц; 16 бит; Стерео.
Получаемое значение объема 1 секунды оцифрованного звука (187 Кбайт) приблизительно равно вычисленному (187,5 Кбайт).
Запишите звуковой файл с выбранным качеством, сохраните его на диске и сравните его объем с вычисленным.
Записанные звуковые файлы можно редактировать, то есть вырезать, копировать и вставлять фрагменты файла. Кроме того, можно увеличивать или уменьшать громкость, применять различные звуковые эффекты (эхо, уменьшение или увеличение скорости воспроизведения, воспроизведение в обратном направлении и др.), а также накладывать файлы друг на друга (микшировать). Можно также изменять качество звука путем уменьшения или увеличения глубины кодирования и частоты дискретизации. Для редактирования звуковых файлов применяются специальные программы – звуковые редакторы.
Задача № 1
Подсчитать объем файла с 10 минутной речью записанного с частотой дискретизации 11025 Гц и разрядностью кода 4 бита на 1 измерение. (Ответ = 3,154277 Мбайт)
Решение:
1) выяснить, сколько всего значений считывается в память за время звучания файла;
2) выяснить разрядность кода (сколько бит в памяти занимает каждое измеренное значение);
3) перемножить результаты;
4) перевести результат в байты;
5) перевести результат в К байты;
6) перевести результат в М байты;