Звук – это звуковая волна с непрерывно меняющийся амплитудой и частотой. непрерывную звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. Информационный объём звукового файла зависит от: частоты дискретизации тактовой. Чтобы уменьшить проблему высокой несущей частоты, звуковой поток разбивается на несколько однобитных потоков, где каждый поток отвечает за свою группу разряда, что эквивалентно кратному увеличению несущей частоты от числа потоков.
Что такое временная дискретизация звука определение
Слайд 5 Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. Слайд 9Временная дискретизация звука Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки Частота. Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. Временная дискретизация звука Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определённая величина интенсивности звука. Непрерывная звуковая волна представляет собой последовательность сжатий и разрежений воздушных молекул, которые передаются в виде звука. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные участки по времени, для каждого устанавливается своя величина амплитуды.
Навигация по записям
- Сайт школы № 39
- Что включает в себя процесс оцифровки звука?
- Основные компоненты структуры звуковых волн
- Измерение количества информации: Звук. Информационный объем звукового файла
Хлопок при переходе самолета на сверхзвук — это миф. Причина «взрыва» совсем другая
Когда самолёт летит со скоростью, которая ниже скорости звука, то звуковые волны колеблются и распространяются позади и впереди самолёта. Поэтому когда над вами пролетает лайнер, вы слышите шум и грохот. В итоге они собираются и объединяются, образуя ударную волну. Эта волна движется за самолётом в форме буквы V.
Дисперсия может приводить к искажению формы и фазовой структуры звуковой волны. Резонанс, с другой стороны, возникает при совпадении частоты внешнего воздействия со собственной частотой колебаний некоторой системы. В этом случае возникает явление усиления колебаний и энергии.
Резонанс может проявляться в различных системах, включая акустические резонаторы, электрические контуры и механические системы. Дисперсия и резонанс являются важными феноменами, которые необходимо учитывать при анализе и проектировании звуковых систем. Дисперсия может привести к искажению звуковой волны, а резонанс — к усилению колебаний.
Изучение дисперсии и резонанса помогает понять принципы разделения компонентов звуковой волны и оптимизировать работу акустических систем. Оцените статью.
Дискретизация звука это в информатике. Формула дискретизации звука. Зависимость громкости звука от времени. Непрерывная зависимость громкости. Дискретизация звуковой информации презентация. Качество непрерывного звукового сигнала в дискреиный сигнал зав. На что разбивается непрерывная звуковая волна.
Разбиение звуковой волны на отдельные временные участки это. Амплитуда сигнала. Амплитуда сигнала на графике. Амплитудное значение сигнала. Кодирование сигнала. Кодирование звука. Амплитудное кодирование сигнала. Зависимость сигнала от времени. На что заменяется непрерывная амплитуда сигнала.
Амплитуда аналогового сигнала. Зависимость уровня сигнала от частоты. Дискретная последовательность. График зависимости громкости звука от времени. Дискретизация аналогового сигнала. Дискретизация звука. Временная дискретизация. Временная дискретизация звукового сигнала. Процесс кодирования звукового сигнала:.
Кодирование звуковой информации. Дискретизация звуковой информации. Зависимость коэффициента холла от температуры. Зависимость постоянной холла от температуры. График постоянной холла от температуры. Зависимость постоянной холла от температуры концентрация. Постоянные затраты на единицу продукции. Дискретные уровни громкости. Громкость звука Информатика.
Период дискретизации сигнала. Временная дискретизация аналоговый звуковой. Обусловленность это в математике. Число обусловленности 1. Как выглядит непрерывная переменная. Кодирование звука временная дискретизация. Кодирование звука презентация. Кодирование звука презентация 10 класс. Дискретизация звукового сигнала.
Кодирование звукового сигнала. Амплитуда акустического сигнала. Громкость звука амплитуда. Амплитуда звукового сигнала. Амплитуда звукового сигнала это частота?. Непрерывный способ культивирования. Гомогенно непрерывное культивирование. График непрерывного культивирования. Непрерывное культивирование методы.
Под аналоговой непрерывной информацией понимают. Инструментальное кодирование звука. Зависимость заработной платы.
В таком случае количество уровней сигнала будет равно 65536. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, то есть от частоты дискретизации. Чем больше количество измерений производится за 1 секунду чем больше частота дискретизации , тем точнее процедура двоичного кодирования. Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, то есть частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц - качество звучания аудио-CD.
Представление звуковой информации в памяти компьютера
Этот способ оцифровки сигнала — дискретизация сигнала во времени в совокупности с методом однородного квантования — называется импульсно-кодовой модуляцией, ИКМ англ. Оцифрованный сигнал в виде набора последовательных значений амплитуды уже можно сохранить в памяти компьютера. Стандартный аудио компакт-диск CD-DA , применяющийся с начала 80-х годов 20-го столетия, хранит информацию в формате PCM с частотой дискретизации 44. Другие способы оцифровки [ править править код ] Способ неоднородного квантования предусматривает разбиение амплитудной шкалы на уровни по логарифмическому закону. Такой способ квантования называют логарифмическим квантованием. При использовании логарифмической амплитудной шкалы, в области слабой амплитуды оказывается большее число уровней квантования, чем в области сильной амплитуды при этом, общее число уровней квантования остается таким же, как и в случае однородного квантования. Аналогово-цифровое преобразование, основанное на применении метода неоднородного квантования, называется неоднородной импульсно-кодовой модуляцией — неоднородной ИКМ Nonuniform PCM.
Альтернативным способом аналогово-цифрового преобразования является разностная импульсно-кодовая модуляция — разностная ИКМ англ. В полной аналогии с ИКМ, разностная ИКМ может сочетаться с использованием как однородного, так и неоднородного методов квантования. Разностное кодирование имеет много разных вариантов [3]. Аналогово-цифровые преобразователи АЦП [ править править код ] Вышеописанный процесс оцифровки звука выполняется аналогово-цифровыми преобразователями АЦП. Это преобразование включает в себя следующие операции: Ограничение полосы частот производится при помощи фильтра нижних частот для подавления спектральных компонент, частота которых превышает половину частоты дискретизации. Дискретизацию во времени, то есть замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моменты времени — отсчетов.
Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения. Квантование по уровню представляет собой замену величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора фиксированных величин — уровней квантования. Кодирование или оцифровку, в результате которого значение каждого квантованного отсчета представляется в виде числа, соответствующего порядковому номеру уровня квантования.
Гладкость АЧХ и ФЧХ фильтра в полосе пропускания обеспечивает неискаженную передачу сигнала в допустимом частотном диапазоне. Степень подавления в полосе подавления определяет, насколько будут подавлены помехи, не укладывающиеся в допустимый частотный диапазон при уменьшении частоты дискретизации, или насколько будут подавлены возникшие копии спектра при увеличении частоты. Переходная полоса фильтра покажет поведение фильтра вблизи частоты Найквиста для Audio-CD — вблизи 22 кГц. Форма импульсной характеристики фильтра покажет осцилляции, которые фильтр вносит в сигнал во временной области. В реальных фильтрах эти параметры взаимосвязаны см. Например, для улучшения параметров частотной характеристики приходится использовать фильтры с более длинным импульсным откликом и большим количеством пульсаций во временной области. Поскольку НЧ-фильтрация выполняется после повышения частоты дискретизации в M раз, но до понижения ее в N раз, то две фильтрации можно совместить в одну, установив частоту среза фильтра на минимум из двух необходимых частот среза.
Отметим, что фильтр в данном случае работает над сигналом с повышенной в M раз частотой дискретизации. Специальные алгоритмы полифазной фильтрации позволяют избежать явного вычисления такого промежуточного сигнала, сокращая число операций. Они сразу вычисляют отсчеты выходного сигнала как взвешенную сумму окружающих отсчетов входного сигнала и подмножества коэффициентов фильтра. При этом число операций почти не зависит от величин M и N, а зависит лишь от порядка интерполяции, то есть от числа взвешиваемых отсчетов входного сигнала. Большинство конвертеров частоты дискретизации работают именно по принципу полифазной фильтрации, а в качестве фильтра используется НЧ-фильтр с линейной фазой. Хотя комплексные выборки могут быть получены, как описано выше, они также создаются путем манипулирования выборками действительного сигнала. Вычисление только каждой второй выборки выходной последовательности снижает частоту дискретизации соразмерно уменьшенной частоте Найквиста. В результате получается вдвое меньше комплексных выборок, чем в исходном количестве реальных выборок. Информация не теряется, и при необходимости можно восстановить исходную форму сигнала s t. Формат CD и родственные ему форматы Flac — динамический диапазон Рассмотрим для начала любимый формат CD и родственные ему форматы Flac.
Динамический диапазон рассчитывается очень просто — он равен 6дБ на 1 бит информации, при импульсно кодовой модуляции использующейся в этих форматах. Соответственно величина ошибки квантования равна величине младшего разряда и для 16бит динамического диапазона цифровой теоретический шум квантования составит -96дБ.
Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши. Кроме того, можно накладывать звуковые дорожки друг на друга микшировать звуки и применять различные акустические эффекты эхо, воспроизведение в обратном направлении и др. Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объем звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Контрольные вопросы 1.
В чем состоит принцип двоичного кодирования звука? От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука? Информатика и ИКТ: Учебник для 10 кл. Угринович Содержание урока.
Амплитуда определяет громкость звука, а фаза — его смещение во времени. Сумма всех гармоник вместе с фундаментальной частотой восстанавливает исходную звуковую волну. Различные инструменты и голоса могут иметь различное спектральное содержание, что приводит к разным тембрам звуков. Наличие или отсутствие определенных гармоник может изменить звучание инструмента или голоса. Разложение непрерывной звуковой волны является важным инструментом в области аудиоанализа и синтеза звука. Оно позволяет анализировать и воспроизводить различные звуки, а также осуществлять цифровую обработку аудиосигналов.
Акція для всіх передплатників кейс-уроків 7W!
Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука. Такой процесс называется оцифровкой звука. Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A t заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек". Временная дискретизация звука Качество полученного звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду, тем выше качество записанного звука.
Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду. Одно измерение в секунду соответствует частоте 1Гц, 1000 измерений в секунду — 1 кГц. Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48000 измерений громкости звука за одну секунду. Глубина кодирования звука. Каждая звуковая карта характеризуется количеством распознаваемых уровней громкости звука, которое зависит от глубины кодирования звука. Глубина кодирования звука измеряется в битах — это количество информации, которое необходимо для кодирования одного значения громкости цифрового звука. Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать.
Большую часть времени уровень музыкального сигнала существенно ниже и таким образом ближе к уровню шума. Искажения определяются не полным количеством разрядов цифровой системы, а числом разрядов, используемых для квантования сигнала в данный момент. Именно вследствие этого искажения и шум в цифровых аудиосистемах обратно пропорциональны амплитуде сигнала, из-за чего возникают сложности с сигналами низкого уровня. Установка уровня записи при использовании цифровых систем принципиально отличается от подобной операции для аналоговых систем. В идеальном случае наивысший пик во всей аудиопрограмме должен в точности соответствовать полному цифровому уровню, то есть использовать все разряды цифрового кода. Если амплитуда аналогового сигнала выше, чем напряжение, представляемое наибольшим числом, устройство квантования просто выходит за пределы своих возможностей по числу разрядов и формирует наибольшее доступное значение, ограничивая таким образом музыкальные пики.
Возникает искаженная форма сигнала, которая создает на пиках неприятный "скрипучий" звук. Если у вас есть устройство цифровой записи на магнитную ленту в формате DAT, вы можете просмотреть уровень записи на компакт-диске, подключив цифровой выход проигрывателя компакт-дисков к цифровому входу магнитофона. Его индикатор покажет точный уровень записи на компакт-диске. Если наивысший пик никогда не достигает полной шкалы, это значит, что часть разрешающей способности потеряна вследствие неоптимальной записи. Учтите, что уровень звуковой программы с очень широким динамическим диапазоном будет большую часть времени находится близко к уровню шума квантования, в отличие от сигнала с ограниченным динамическим диапазоном. Пики сигнала, имеющего широкий динамический диапазон, будут примерно соответствовать уровню полной шкалы, следовательно, сигнал с существенно меньшим уровнем будет кодироваться меньшим числом разрядов.
Эта проблема особенно остра в классической музыке, имеющей очень широкий динамический диапазон. Инженеры звукозаписи вынуждены сжимать динамический диапазон при записи классической музыки. К этой мере прибегают и продюсеры поп-музыки, которые хотят, чтобы их записи звучали по радио громче, чем другие песни. Жесткое ограничение динамического диапазона делает поп-музыку громкой в течение всего времени, но это достигается за счет снижения ее динамичности, естественности и мощности ритма. Товары для здоровья и красоты - ортопедические матрасы. Уровни цифрового сигнала рассчитываются относительно сигнала полной шкалы, соответствующего единичным значениям цифр всех разрядов.
При данном количестве разрядов большего числа быть не может. Например сигнал с уровнем — 20 дБР8 на 20 дБ ниже сигнала полной шкалы. Амплитудное вибрато англ. Характеризуется пульсирующим звучанием. Эффект тембрового вибрато также предназначен для изменения спектра звуковых колебаний. Физическая сущность этого эффекта состоит в том, что исходное колебание с богатым тембром пропускается через полосовой частотный фильтр, у которого периодически изменяется либо частота настройки, либо полоса пропускания, либо по различным законам изменяются оба параметра.
Так как полоса пропускания изменяется по ширине и перемещается по частоте, то тембр сигала периодически изменяется. Delay - задержка — эффект задержки звука, задержка происходит с помощью записи входного сигнала с последующим проигрыванием его через определённый период времени. Задержанный сигнал может воспроизводится либо один раз, либо несколько раз для создания повторяющегося звука похожего на распадающейся эхо. Флэнжер англ. Это приводит к эффекту движущегося гребенчатого фильтра: пики и провалы суммируются в результирующий частотный спектр, где они связанны друг с другом в линейный гармонический ряд. Изменение времени задержки служит причиной движения вверх и вниз по частотному спектру.
Часть выходного сигнала, как правило, подается обратно на вход обратная связь , "рециркулирующие задержки" , это производит эффект резонанса, что еще больше усиливает интенсивность пиков и провалов в спектре. Фаза подаваемого обратно сигнала иногда перевернута, это порождает еще одну вариацию фленжер эффекта. Благодаря встроенному LFO, эта картина движется вверх-вниз, максимумы воспринимаются как обертона, в результате чего кажется, что звук тоже становится то выше, то ниже, хотя в то же время слушатель слышит все те же ноты без изменений. Фэйзер англ. Положение этих максимумов и минимумов варьируется протяжении звучания, что создает специфический круговой англ. Также фэйзером называют соответствующее устройство.
По принципу работы схож с хорусом и отличается от него временем задержки 1-5 мс. Помимо этого задержка сигнала у фэйзера на разных частотах неодинакова и меняется по определённому закону. Хорус англ.
Слайд 17 Описание слайда: Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его наглядно с помощью мыши, а также микшировать звуки и применять различные акустические эффекты. Слайд 18 Описание слайда: Звуковые редакторы позволяют изменять качество оцифрованного звука и объём звукового файла путём изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Слайд 19 Задания Теперь разберём несколько заданий… Слайд 20 Описание слайда: Задание 1 Звуковая плата производит двоичное кодирование аналогового звукового сигнала. Какое количество информации необходимо для кодирования каждого из 65536 возможных уровней интенсивности сигнала?
Слайд 21 Описание слайда: Задание 2 Оценить информационный объём цифровых звуковых файлов длительностью 10 секунд при глубине кодирования и частоте дискретизации звукового сигнала, обеспечивающих минимальное и максимальное качество звука. Слайд 23 Описание слайда: Информационные ресурсы Угринович Н.
Поэтому когда над вами пролетает лайнер, вы слышите шум и грохот. В итоге они собираются и объединяются, образуя ударную волну.
Эта волна движется за самолётом в форме буквы V. Нечто подобное вы можете увидеть и при движении морского судна по воде.
Основные понятия
Разложение непрерывной звуковой волны является важным инструментом в области аудиоанализа и синтеза звука. Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Звуковая волна. Амплитуду звуковых колебаний называют звуковым давлением или силой звука.
Информатика 10 класс
- Поиск по этому блогу
- На что разбивается непрерывная звуковая волна
- Что такое оцифровка звука?
- На границе звукового барьера: что вы об этом знаете?
Физика 9 класс. §33 Отражение звука. Звуковой резонанс
В чем состоит принцип двоичного кодирования звука? Согласно принципу двоичного кодирования, вся информация как данные, так и команды кодируется двоичными цифрами 0 и 1. Каждый тип информации представляется двоичной последовательностью и имеет свой формат. Что делает дискретизация?
Дискретизация — это преобразование непрерывного сигнала в последовательность чисел отсчетов , то есть представление этого сигнала по какому-либо конечномерному базису. Это представление состоит в проектировании сигнала на данный базис. Что такое разрядность кодирования звука на что она влияет?
Разрядность — это количество бит цифровой информации для кодирования каждого сэмпла. Проще говоря, разрядность определяет «точность» измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно.
Как определить глубину кодирования? Чем определяется частота дискретизации звука? Частота дискретизации или частота семплирования, англ.
Измеряется в герцах. Чем определяется частота дискретизации? Дискретизация по времени означает, что сигнал представляется рядом отсчетов сэмплов , взятых через равные промежутки времени.
Например, когда мы говорим, что частота дискретизации 44,1 кГц, то это значит, что сигнал измеряется 44 100 раз в течение одной секунды. Что представляет собой Гц герц применительно к Аудиофайлам? Частота, с которой захватываются или воспроизводятся сэмплы, измеряемая в Герцах Гц или количестве сэмплов в секунду.
Чем большее количество измерений производится за одну секунду чем больше частота дискретизации , тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала. Каждой "ступеньке" на графике присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N градаций , для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука. Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука. В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111. Качество оцифрованного звука Итак, чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука и тем лучше можно приблизить оцифрованный звук к оригинальному звучанию. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки режим "моно".
На графике спектра по оси абсцисс откладывается частота спектральных составляющих измеренная в Гц , а по оси ординат — амплитуда этих спектральных составляющих. Обратим внимание на один очень важный момент: даже самую сложную зависимость функцию спектральное разложение превращает в некоторый математический ряд строго определенного вида ряд может быть конечным и бесконечным. Таким образом, спектральное разложение как бы преобразует график в график: график функции превращается в график спектра функции. А что, если наша функция — это звуковой сигнал некоторой длительности? Выходит, что в результате спектрального преобразования он тоже превратится в статичную картинку спектра; таким образом, информация о временных изменениях будет утеряна — перед нами будет единый статичный спектр всего сигнала. Как же проследить динамику изменения спектра сигнала во времени? Чтобы получить представление об изменении спектра во времени, аудио сигнал необходимо анализировать не целиком, а по частям говорят «блоками» или «окнами». Например, трехсекундный аудио сигнал можно разбить на 30 блоков. Нужно учитывать, однако, что чем меньше анализируемый блок сигнала, тем менее точен менее информативен спектр этого блока. Таким образом, при проведении спектрального анализа мы сталкиваемся с дилеммой, решение которой строго индивидуально для каждого конкретного случая. Стремясь получить высокое временное разрешение, с тем, чтобы суметь распознать изменения спектра сигнала в динамике, мы «дробим» анализируемый сигнал на большое количество блоков, но при этом для каждого получаем огрубленный спектр. И наоборот, стремясь получить как можно более точный и ясный спектр, нам приходится жертвовать временным разрешением и делить сигнал на меньшее количество блоков. Эта дилемма называется принципом неопределенности спектрального анализа. Психоакустика Слуховая система человека — сложный и вместе с тем очень интересно устроенный механизм. Чтобы более ясно представить себе, что для нас есть звук, нужно разобраться с тем, что и как мы слышим. В анатомии ухо человека принято делить на три составные части: наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо. К наружному уху относится ушная раковина, помогающая сконцентрировать звуковые колебания, и наружный слуховой канал. Звуковая волна, попадая в ушную раковину, проходит дальше, по слуховому каналу его длина составляет около 3 см, а диаметр - около 0. Барабанная перепонка преобразует звуковую волну в вибрации усиливая эффект от слабой звуковой волны и ослабляя от сильной. Эти вибрации передаются по присоединенным к барабанной перепонке косточкам - молоточку, наковальне и стремечку — во внутреннее ухо, представляющее собой завитую трубку с жидкостью диаметром около 0. Эта трубка называется улиткой. Внутри улитки находится еще одна мембрана, называемая базилярной, которая напоминает струну длиной 32 мм, вдоль которой располагаются чувствительные клетки более 20 тысяч волокон. Толщина струны в начале улитки и у ее вершины различна. В результате такого строения мембрана резонирует разными своими частями в ответ на звуковые колебания разной высоты. Так, высокочастотный звук затрагивает нервные окончания, располагающиеся в начале улитки, а звуковые колебания низкой частоты — окончания в ее вершине. Механизм распознавания частоты звуковых колебаний достаточно сложен. В целом он заключается в анализе месторасположения затронутых колебаниями нервных окончаний, а также в анализе частоты импульсов, поступающих в мозг от нервных окончаний. Существует целая наука, изучающая психологические и физиологические особенности восприятия звука человеком. Эта наука называется психоакустикой. В последние несколько десятков лет психоакустика стала одной из наиболее важных отраслей в области звуковых технологий, поскольку в основном именно благодаря знаниям в области психоакустики современные звуковые технологии получили свое развитие. Давайте рассмотрим самые основные факты, установленные психоакустикой. Основную информацию о звуковых колебаниях мозг получает в области до 4 кГц. Этот факт оказывается вполне логичным, если учесть, что все основные жизненно необходимые человеку звуки находятся именно в этой спектральной полосе, до 4 кГц голоса других людей и животных, шум воды, ветра и проч. Частоты выше 4 кГц являются для человека лишь вспомогательными, что подтверждается многими опытами. В целом, принято считать, что низкие частоты «ответственны» за разборчивость, ясность аудио информации, а высокие частоты — за субъективное качество звука. Слуховой аппарат человека способен различать частотные составляющие звука в пределах от 20-30 Гц до приблизительно 20 КГц. Указанная верхняя граница может колебаться в зависимости от возраста слушателя и других факторов. В спектре звука большинства музыкальных инструментов наблюдается наиболее выделяющаяся по амплитуде частотная составляющая. Ее называют основной частотой или основным тоном. Основная частота является очень важным параметром звучания, и вот почему. Для периодических сигналов, слуховая система человека способна различать высоту звука. В соответствии с определением международной организации стандартов, высота звука - это субъективная характеристика, распределяющая звуки по некоторой шкале от низких к высоким. На воспринимаемую высоту звука влияет, главным образом, частота основного тона период колебаний , при этом общая форма звуковой волны и ее сложность форма периода также могут оказывать влияние на нее. Высота звука может определяться слуховой системой для сложных сигналов, но только в том случае, если основной тон сигнала является периодическим например, в звуке хлопка или выстрела тон не является периодическим и по сему слух не способен оценить его высоту. Вообще, в зависимости от амплитуд составляющих спектра, звук может приобретать различную окраску и восприниматься как тон или как шум. В случае если спектр дискретен то есть, на графике спектра присутствуют явно выраженные пики , то звук воспринимается как тон, если имеет место один пик, или как созвучие, в случае присутствия нескольких явно выраженных пиков. Если же звук имеет сплошной спектр, то есть амплитуды частотных составляющих спектра примерно равны, то на слух такой звук воспринимается как шум. Для демонстрации наглядного примера можно попытаться экспериментально «изготовить» различные музыкальные тона и созвучия. Для этого необходимо к громкоговорителю через сумматор подключить несколько генераторов чистых тонов осцилляторов. Причем, сделать это таким образом, чтобы была возможность регулировки амплитуды и частоты каждого генерируемого чистого тона. В результате проделанной работы будет получена возможность смешивать сигналы от всех осцилляторов в желаемой пропорции, и тем самым создавать совершенно различные звуки. Поученный прибор явит собой простейший синтезатор звука. Очень важной характеристикой слуховой системы человека является способность различать два тона с разными частотами. Опытные проверки показали, что в полосе от 0 до 16 кГц человеческий слух способен различать до 620 градаций частот в зависимости от интенсивности звука , при этом примерно 140 градаций находятся в промежутке от 0 до 500 Гц. На восприятии высоты звука для чистых тонов сказываются также интенсивность и длительность звучания. В частности, низкий чистый тон покажется еще более низким, если увеличить интенсивность его звучания. Обратная ситуация наблюдается с высокочастотным чистым тоном — увеличение интенсивности звучания сделает субъективно воспринимаемую высоту тона еще более высокой. Длительность звучания сказывается на воспринимаемой высоте тона критическим образом. Так, очень кратковременное звучание менее 15 мс любой частоты покажется на слух просто резким щелчком — слух будет неспособен различить высоту тона для такого сигнала. Высота тона начинает восприниматься лишь спустя 15 мс для частот в полосе 1000 — 2000 Гц и лишь спустя 60 мс — для частот ниже 500 Гц. Это явление называется инерционностью слуха. Инерционность слуха связана с устройством базилярной мембраны. Кратковременные звуковые всплески не способны заставить мембрану резонировать на нужной частоте, а значит мозг не получает информацию о высоте тона очень коротких звуков. Минимальное время, требуемое для распознавания высоты тона, зависит от частоты звукового сигнала, а, точнее, от длины волны. Чем выше частота звука, тем меньше длина звуковой волны, а значит тем быстрее «устанавливаются» колебания базилярной мембраны. В природе мы почти не сталкиваемся с чистыми тонами. Звучание любого музыкального инструмента является сложным и состоит из множества частотных составляющих. Тем не менее, даже при одинаковой высоте звучания, звук, например, скрипки отличается на слух от звука рояля.
Частоту измерения сигнала называют частотой дискретизации. В течении временной дискретизации непрерывный диапазон значений амплитуды звуковой волны квантуется путем разбиения на дискретную последовательность значений амплитудных уровней см. Количество бит, отводимых для записи номеров уровней называется глубиной кодирования звука. Повышая частоту дискретизации и глубину кодирования звука, можно более точно сохранить, а затем восстановить форму оригинального звукового сигнала. Необходимо заметить, что в этом случае увеличивается объем сохраняемого файла. В различных ситуациях при цифровой записи звука используют разные значения частоты дискретизации и глубины кодирования звука.
Презентация, доклад на тему Кодирование звука для 10 класса
Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие.". это непрерывная волна с меняющейся амплитудой и частотой. Звуковая волна. Амплитуду звуковых колебаний называют звуковым давлением или силой звука. Слайд 5 Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. Временная дискретизация звука • Непрерывная звуковая волна разбивается на. Фазовое разложение является одним из важных процессов в изучении и анализе звуковой волны. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.