Рассчитать объем звукового фрагмента длительностью звучания 2 с при частоте дискретизации 20 кГц и разрешении 16 бит

ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и акустическую систему, позволяет кодировать (оцифровывать), сохранять и воспроизводить звуковую информацию.

Программы для работы со звуком можно условно разделить на две группы: программы-секвенсоры и программы, ориентированные на цифровые технологии записи звука — звуковые редакторы. MIDI-секвенсоры предназначены для создания и аранжировки музыки. Кроме обычного сочинения музыки эффективное использование секвенсора требует от композитора-аранжировщика специальных инженерных знаний.

С помощью звуковых редакторов звуковые файлы можно редактировать: добавлять голоса или музыкальные инструменты, а также разнообразные эффекты.

Существуют программы распознавания речи, появляется возможность управления компьютером при помощи голоса.

Звук — это волна с изменяющейся амплитудой и частотой в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Чем больше амплитуда, тем громче звук, чем больше частота, тем выше тон.

Микрофон превращает звуковую волну в электрический сигнал, а звуковая плата кодирует его, превращая в последовательность нулей и единиц. Точность преобразования определяется разрешающей способностью преобразователя (8 бит — 256 уровней, 16 бит — 65 536 уровней, 24 бита — 16 777 216 уровней) и числом преобразований (выборок) за 1 с — частотой дискретизации. (рис.)

При частоте 8 кГц качество оцифрованного звука соответствует радиотрансляции, а при частоте 44,1 кГц — звучанию аудио-CD. Студийное качество достигается при 96 или 192 кГц.

Разрешение умножим на число выборок за 1 с и на время:

16 • 20 000 • 2 = 640 000 бит = 80 000 байт = 78 Кбайт.

Закодированный таким образом звуковой фрагмент может быть сохранен в формате .wav.

В таблице приведены размеры звуковых файлов длительностью звучания 1 с (в килобайтах) при различных разрешениях звуковой карты и частотах дискретизации. Для стереозвука размер файла удваивается.

Частота дискретизации, кГц	Разрешение
8 бит	16 бит	24 бит
	65 536	16 777 216
	7,813	15,625	23,438
	23,438	46,875	70,313
44,1	43,066	86,133	129,199
	46,875	93,750	140,625
	93,750	187,500	281,250

В формате .wav сохраняются звуки с помощью стандартного приложения Звукозапись. Размер такого файла исключительно велик (более 20 Мбайт для стереомузыки CD-качества длительностью 1 мин). Для уменьшения объема звукового файла его необходимо подвергнуть дальнейшему сжатию.

Разные кодеки используют свои определенные алгоритмы сжа­тия. Некоторые основаны на внутрикадровом сжатии, где просто сжимаются отдельные кадры, другие — на межкадровом, где исполь­зуется информация об изменениях кадров. В этом случае кадры фор­мируются на основе информации об изменении предыдущего кадра. Видеокодеки сжимают не только видеоизображение, но и звук. В данном варианте необходимо добиться синхрониза­ции потока видео- и аудиоданных. Чтобы видеоданные успевали выводиться на экран, необходимо также обеспечить их быстрое декодирование.

QuickTime — это стандарт фирмы Apple. Видеоинформация формата QuickTime хранится в файлах с расширением .mov.

В 1992 году группа экспертов по движущимся изображениям (Moving Pictures Experts Group) разработала новый стандарт видео­компрессии — MPEG. Стандарт MPEG-1 основан на сравнительно сложных алгоритмах. MPEG-2 — более совершенный стандарт для высококачественного видео. Он преду­сматривает сжатие видеоданных при потоке цифровой информации от 3 до 10 Мбит/с и обеспечивает разрешение 704 х 576. MPEG-2 в основном используется для трансляции телепрограмм через спут­ники связи. На основе этого стандарта принят международный стан­дарт цифрового вещания (DVB).

MPEG-4 — стандарт, описывающий правила кодирования циф­ровой мультимедийной информации. Данный стан­дарт дает возможность сжимать видеоданные значительно сильнее, чем MPEG-2. Это позволяет передавать данные на низких скоростях, например менее 1 Мбит/с. Такие скорости характерны для пользователей Ин­тернета и потребителей мобильных беспроводных устройств.

Хотя по качеству преобразования видеоинформации MPEG-4 и уступает стандар­ту MPEG-2, лежащему в основе кодирования видеоинформации на DVD, он получил широкое распространение. В первую очередь это связано с тем, что средства кодирования и расшифровки MPEG-4 много проще аналогичных устройств и программ, ориентированных на MPEG-2. Кроме того, записи MPEG-4 компактнее и значительно дешевле по сравнению с файлами мультимедийной информации, закодированными с по­мощью средств MPEG-2.

Наиболее популярным сжатым звуковым форматом является .mр3.

Дата добавления: 2015-05-10