Практическая работа по информатике "Дискретизация звука"

Дискретное представление звуковой и видеоинформации Практическая работа  Цель: познакомиться с процессом преобразования аналогово звукового сигнала в цифровой   звуковой   сигнал;   научиться   определять   информационный   объем оцифрованного звука. Содержание работы: Дискретно представление звука. Звуковой   сигнал  ­   это   непрерывная   волна   с   изменяющейся   амплитудой   и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала,   тем   выше   тон.   Для   того   чтобы   компьютер   мог   обрабатывать   непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дискретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Характеристики звука Тон звука  ­ определяется частотой звуковой волны (или, периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание. Громкость   звука  ­   определяется   интенсивностью   сигнала.   Чем   выше   интенсивностью звуковой волны, тем громче сигнал. сигнал Поэтому   для   перевода   в компьютер аналоговый звуковой сигнал необходимо   превратить   в   цифровой. Для   воспроизведения   же   ­   наоборот   ­ цифровой необходимо превратить   в   аналоговый.   Для   этого используются специальные устройства: аналого­цифровой преобразователь (АЦП) и цифро­аналоговый преобразователь (ЦАП). Оба эти устройства встроены в звуковую карту вашего компьютера.  Частота   дискретизации   звука  ­   это   количество   измерений   громкости   звука   за   одну секунду Глубина кодирования звука Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования   которых   необходимо   определенноеколичество   информации   I,   которое называется глубиной кодирования звука     N=2i N – Количество уровней громкости I – Глубина кодирования Пример. Глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно: N = 2I = 216 = 65 536 Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука ‒ Самое низкое качество: телефонная связь при частоте дискретизации 8000 раз в ‒ Самое высокое качество: аудио­CD при частоте дискретизации 48000 раз в секунду секунду глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (моно) глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (стерео) Стандартные форматы звуковых файлов ‒ WAV (WindowsWave) ‒ MP3 (MPEG I, layer 3) ‒ MIDI представление   видеоинформации.Преобразование Дискретное   оптического изображения в последовательность электрических сигналов осуществляется видеокамерой. Эти сигналы несут информацию о яркости и цвете отдельных участков изображения. Они сохраняются   на   носителе   в   виде   изменения   намагниченности   видеоленты   (аналоговая форма)   или   в   виде   последовательности   кодовых   комбинаций   электрических   импульсов (цифровая форма). Видеофайл  — это набор статичных изображений, меняющих друг друга с определенной частотой. Каждое статичное изображение является отдельным кадром видео. В   основном,   видео   хранят   в   видеофайлах,   в   которых   применены   различные алгоритмы сжатия информации. Благодаря этим технологиям видеофайл можно сжимать в десятки и сотни раз практически без потери качества картинки и звука. Задание 1. Запишите форматы видеофайлов и дайте характеристику. Ход и порядок выполнения работы: Формат видеофайла mp4 MPEG avi WMV Dv Характеристика Задание 2. Определить информационный объем оцифрованного звука. I=H*t*b H – Частота дискретизации t­ Время b­ Глубина кодирования звука Задача   1.В   течении   25   секунд   производилась   запись   звука   в   компьютер   при   частоте дискретизации   22,   050   кГц   и   разрядности   квантования   16   бит.   Определите информационный объем получившегося файла. (ответ записать в Мб) Задача   2.  В   течении   2   минут   производилась   запись   звука   в   компьютер   при   частоте дискретизации 22, 050 кГц и разрядности квантования 8 бит. Определите информационный объем получившегося файла. (ответ записать в Мб) Задача 3.  В   течении   1   секунды   производилась   запись   звука   в   компьютер   при   частоте дискретизации 48 кГц и разрядности квантования 16 бит. Определите информационный объем получившегося файла. (ответ записать в Мб) Контрольные вопросы: 1. От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука? 2. Опишите процесс преобразование аналогово звука в цифровой. 3. Каким же образом полнометражный фильм (а то и несколько) умещается на одном компакт­диске или флеш­накопителе?