Кодирование информации

Слайд 2

Оцифровка звука

Оцифровка – это преобразование аналогового сигнала в цифровой код (дискретизация).

Оцифровка звука Оцифровка – это преобразование аналогового сигнала в цифровой код (дискретизация).
интервал дискретизации (с)

– частота дискретизации (Гц, кГц)

8 кГц – минимальная частота для распознавания речи
11 кГц, 22 кГц,
44,1 кГц – качество CD-дисков
48 кГц – фильмы на DVD
96 кГц, 192 кГц

Человек слышит
16 Гц … 20 кГц

Слайд 3

Оцифровка звука: квантование

3-битное кодирование:

8 битов = 256 уровней
16 битов = 65536

Оцифровка звука: квантование 3-битное кодирование: 8 битов = 256 уровней 16 битов
уровней
24 бита = 224 уровней

АЦП = Аналого-Цифровой Преобразователь

Квантование (дискретизация по уровню) – это представление числа в виде цифрового кода конечной длины.

Разрядность кодирования — это число битов, используемое
для хранения одного отсчёта.

Слайд 4

Оцифровка звука

Задача. Определите информационный объем данных, полученных при оцифровке звука длительностью 1

Оцифровка звука Задача. Определите информационный объем данных, полученных при оцифровке звука длительностью
минута с частотой 44 кГц с помощью 16-битной звуковой карты. Запись выполнена в режиме «стерео».

За 1 сек каждый канал записывает 44000 значений, каждое занимает 16 битов = 2 байта
всего 44000 ⋅ 2 байта = 88000 байтов
С учётом «стерео»
всего 88000 ⋅ 2 = 176000 байтов
За 1 минуту
176000 ⋅ 60 = 10560000 байтов
≈ 10313 Кбайт ≈ 10 Мбайт

Слайд 5

Оцифровка звука

Как восстановить сигнал?

без сглаживания

после сглаживания

уменьшать T

↑ размер файла

аналоговые устройства!

ЦАП = Цифро-Аналоговый

Оцифровка звука Как восстановить сигнал? без сглаживания после сглаживания уменьшать T ↑
Преобразователь

было до оцифровки

Слайд 6

Оцифровка – итог

можно закодировать любой звук (в т.ч. голос, свист, шорох, …)

есть

Оцифровка – итог можно закодировать любой звук (в т.ч. голос, свист, шорох,
потеря информации
большой объем файлов

Форматы файлов:
WAV (Waveform audio format), часто без сжатия (размер!)
MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3, сжатие с учётом восприятия человеком)
AAC (Advanced Audio Coding, 48 каналов, сжатие)
WMA (Windows Media Audio, потоковый звук, сжатие)
OGG (Ogg Vorbis, открытый формат, сжатие)

Слайд 7

Инструментальное кодирование

MIDI (Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов).

в файле

Инструментальное кодирование MIDI (Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов).
.mid:
нота (высота, длительность)
музыкальный инструмент
параметры звука (громкость, тембр)
до 1024 каналов
в памяти звуковой карты:
образцы звуков (волновые таблицы)

MIDI-клавиатура:

нет потери информации при кодировании инструментальной музыки
небольшой размер файлов

невозможно закодировать
нестандартный звук, голос

программа для звуковой карты!

128 мелодических и 47 ударных