Волны является когерентными, если разность их фаз постоянна во времени, а при сложении получается волна той же частоты. Неподвижный объект, испускающий звуковые волны, по классике сравнивают с брошенным в воду камнем: камень возмущает спокойную водную гладь, вызывая появление кругов, где высота образующихся волн будет амплитудой колебаний – «громкостью» нашей волны.
Хлопок при переходе самолета на сверхзвук — это миф. Причина «взрыва» совсем другая
| Непрерывная зависимость | это наибольшая величина звукового давления при сгущениях и разряжениях. |
| Презентация 10 -8 Кодирование звуковой информации С | Информационный объём звукового файла зависит от: частоты дискретизации тактовой. |
Ударной звуковой волной по бармалеям.
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. Чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму. 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. Это звуковые волны с постоянно меняющейся амплитудой и частотой. Это звуковые волны с постоянно меняющейся амплитудой и частотой.
Основные понятия
| Частота дискретизации и теорема котельникова - audio geek | Для этого звуковая волна разбивается на отдельные временные участки. |
| Дискретизация звука | Информационный объём звукового файла зависит от: частоты дискретизации тактовой. |
Дифракция и дисперсия света. Не путать!
После этой процедуры, непериодическая функция f x превращается в периодическую , которая может быть разложена в ряд Фурье. До сих пор мы говорили о математике. Как же все сказанное соотносится с практикой? Действительно, рассмотренный нами способ разложения в ряд Фурье работает для функций, записанных в виде аналитических выражений.
К сожалению, на практике записать функцию в виде аналитического выражения возможно лишь в единичных случаях. В реальности чаще всего приходится работать с изменяющимися во времени величинами, никак неподдающимися аналитической записи. Кроме того, значения анализируемой величины чаще всего известны не в любой момент времени, а лишь тогда, когда производится их регистрация иными словами, значения анализируемой величины дискретны.
В частности, интересующие нас сейчас реальные звуковые колебания, являются как раз такой величиной. Оказывается, к таким величинам тоже может быть применена вариация анализа Фурье. Для разложения в ряд Фурье сигналов, описанных их дискретными значениями, применяют Дискретное Преобразование Фурье ДПФ — специально созданная разновидность анализа Фурье.
БПФ очень широко используется буквально во всех областях науки и техники. Частотные составляющие спектра - это синусоидальные колебания так называемые чистые тона , каждое из которых имеет свою собственную амплитуду, частоту и фазу. Любое, даже самое сложное по форме колебание например, звук голоса человека , можно представить в виде суммы простейших синусоидальных колебаний определенных частот и амплитуд.
На рис. На графике по оси абсцисс откладывается время, а по оси ординат - амплитуда волны измеренная в децибелах. Спектр этого звукового сигнала представлен в виде графика на рис.
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.
N — количество каналов 1 — моно, 2 — стерео и др. Увеличивая частоту дискретизации и глубину кодирования, можно более точно сохранить и впоследствии восстановить форму звукового сигнала, но при этом увеличивается объем сохраненных данных Слайд 17 Можно оценить информационный объем моно-аудио-файла длительностью звучания 1 секунду при среднем качестве звука Разрядность звуковой карты - 16 бит, Частота дискретизации - 24 Кгц. Слайд 18 Битрейт англ. Битрейт принято использовать при измерении эффективной скорости передачи информации по каналу, то есть скорости передачи «полезной информации». В форматах потокового видео и аудио например, MPEG и MP3 , использующих сжатие c потерей качества, параметр «битрейт» выражает степень сжатия потока и, тем самым, определяет размер канала, для которого сжат поток данных. Чаще всего битрейт звука и видео измеряют в килобитах в секунду англ.
Существует три режима сжатия потоковых данных: с постоянным битрейтом англ.
Видеоинформация Для того чтобы сохранить видеоинформацию в памяти компьютера, необходимо закодировать звук, а также изменяющееся во времени изображение, важно обеспечить их синхронность. Как мы выяснили ранее, звуковую информацию оцифровывают, видеоинформацию же рассматривают как последовательность кадров, меняющихся с определённой частотой. Кадр рассматривается как множество пикселей, каждый кадр кодируется, совокупность всех кадров описывает видео. Основными характеристиками частота кадров скорость воспроизведения кадров в секунду ; экранное разрешение количество пикселей на экране ; глубина цвета количество бит на пиксель. Для того чтобы определить, какой объем памяти требуется для хранения видеоинформации, необходимо воспользоваться следующей формулой: , где I — искомый объем видеоданных, H и W — высота и ширина изображения в пикселях, — частота кадров в секунду, t — продолжительность передачи видео в секундах, i — глубина цвета. Если же на видео накладывается звук, то к объему видео необходимо прибавить объем памяти, необходимый для хранения звуковой информации. Пусть необходимо определить объем видео с разрешением кадра 320х576 пикселей с глубиной цвета 24 бит, частотой кадра 25 и длительностью 3 минуты, причем известно, что частота дискретизации стереозвука, наложенного на видео равна 11250 Гц, а количество уровней громкости составляет.
Запах герани — слух.
Что такое информация Восприятие информации Свойства информации. Иногда запахи усиливают восприятие окружающего мира. Информационные процессы в технике. Hardware, — "твёрдые изделия". Единство информационных процессов. Генетическая информация. Элементарные частицы, атомы, молекулы, макротела, звезды, галактики.
Презентация 10 -8 Кодирование звуковой информации С
Волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуковыми, а с частотой больше 20 000 Гц - ультразвуковыми. Источники звука колебаний Частота 16 Гц 22000 Гц Спектр частот, которые способно воспринимать человеческое ухо Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Звуки различной громкости Громкий звук Тихий звук Звуки различной высоты Низкий звук Высокий звук Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов двоичных нулей и единиц. Схема кодирования звука Звуковая волна Микрофон Переменный ток Звуковая плата Двоичный код Память ЭВМ Схема декодирования звука Память ЭВМ Двоичный код Звуковая плата Переменный ток Динамик Звуковая волна Схема преобразования звуковой волны в двоичный код Звуковая волна Микрофон Звуковая плата аудиоадаптер Память ЭВМ Схема воспроизведения звука, сохранённого в памяти ЭВМ Память ЭВМ Звуковая плата аудиоадаптер Динамик Звуковая волна Оцифровка перевод в цифровую форму цифровой сигнал аналоговый сигнал 10110101010011 аналоговый сигнал 13 Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени А t заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.
Это в свое время осложняло инженерам создание сверхзвукового самолета. К слову, даже сейчас создание сверхзвукового авиалайнера является большой проблемой для инженеров. Разогнать обычный самолет до сверхзвуковой скорости особых проблем нет, но если он преодолеет сверхзвуковой барьер, потеряет управляемость и не сможет летать устойчиво. То есть, даже если он разгонится до такой скорости, то при ее достижении потерпит крушение. Преодоление сверхзвукового барьера не сопровождается хлопком Чтобы самолеты смогли преодолевать звуковой барьер, были созданы специальные крылья с особым аэродинамическим профилем. Кроме того, инженерам пришлось пойти на ряд других ухищрений, что в итоге обеспечило управляемость машин. Но никаких звуковых явлений при этом не возникает. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке. Однако не стоит путать переход на сверхзвуковую скорость с турбулентностью, так как это совершенно разные явления.
Характеристики аудиоадаптера: частота дискретизации и разрядность регистра. Разрядность регистра - число бит в регистре аудиоадаптера. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического тока в число и обратно. По этой формуле размер измеряется в байтах.
Это один из форматов хранения аудиосигнала, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео. Природа получения данного формата во многом аналогична уже рассмотренному нами ранее сжатию графических данных по технологии JPEG. Это называется адаптивным кодированием и позволяет экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия человека деталях звучания. Приемы, применяемые в MP3, непросты для понимания и опираются на достаточно сложную математику, но зато обеспечивают очень значительный эффект сжатия звуковой информации. Успехи технологии MP3 привели к тому, что ее применяют сейчас и во многих бытовых звуковых устройствах, например, плеерах и сотовых телефонах. Формат MIDI. Это довольно старый 1983 г. MIDI базируется на пакетах данных, каждый из которых соответствует некоторому событию, в частности, нажатию клавиши или установке режима звучания. Любое событие может одновременно управлять несколькими каналами, каждый из которых относится к определенному оборудованию. Несмотря на свое изначальное предназначение, формат файла стал стандартным для музыкальных данных, которые при желании можно проигрывать с помощью звуковой карты компьютера безо всякого внешнего MIDI-оборудования. Главным преимуществом файлов MIDI является их очень небольшой размер, поскольку это не детальная запись звука, а фактически некоторый расширенный электронный эквивалент традиционной нотной записи. Но это же свойство одновременно является и недостатком: поскольку звук не детализирован, то разное оборудование будет воспроизводить его по-разному, что в принципе может даже заметно исказить авторский музыкальный замысел. Формат MOD. Представляет собой дальнейшее развитие идеологии MIDI-файлов. Таким способом достигается однозначность воспроизведения звука. К недостаткам формата следует отнести большие затраты времени при наложении друг на друга шаблонов одновременно звучащих нот.
Что такое временная дискретизация звука определение
При разложении непрерывной звуковой волны на гармоники получается спектр колебаний, который определяет тональный состав звука. Непрерывная звуковая волна представляет собой последовательность сжатий и разрежений воздушных молекул, которые передаются в виде звука. 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. Все эти звуковые волны распространяются в воздушной среде с уже известной нам скоростью звука.
Почему при преодолении звукового барьера слышится хлопок?
| Непрерывная зависимость | Например, следующая звуковая волна была разбита с глубиной кодирования, равной 3 битам (поэтому уровней громкости ровно 2 ^ 3 = 8 и каждый закодирован кодом, длиной в 3 символа) и частотой дискретизации 4 Гц. |
| Как кодируется звук. Цифровое кодирование и обработка звука | Во-первых, звуковая ударная волна после преодоления самолетом, сверхзвукового барьера никуда не исчезает. |
| Представление звуковой информации в памяти компьютера | Социальная сеть | Мы постоянно обновляем базу тестов, чтобы вы могли получить наиболее актуальную информацию и проверить свои знания. |
| Отличия аналогового звука от цифрового / Хабр | Причина заключается в том, что звуковая волна является настолько длинной, что ей нужно 1/20 секунды, чтобы достичь Вашего уха. |
| Звуки смерти или пара слов об ударных волнах | Пикабу | Когда же скорость самолета высокая, то есть превышает скорость звука, звуковые волны не успевают удаляться. |
Кодирование звуковой информации.
Новости Новости. Звуковая волна. Амплитуду звуковых колебаний называют звуковым давлением или силой звука. На что разбивается непрерывная звуковая волна?. Дискретизация неидеальной звуковой волны. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие.". это непрерывная волна с меняющейся амплитудой и частотой. Причина заключается в том, что звуковая волна является настолько длинной, что ей нужно 1/20 секунды, чтобы достичь Вашего уха. Подобно звуковым волнам, они распространяются в среде (воде), но свойства их гораздо сложнее, потому что скорость их зависит от длины волны.
Дискретизация звука
Оцифровку звука выполняет специальное устройство на звуковой плате. Называется оно аналого-цифровой преобразователь АЦП. Подробнее рассмотрим эти процессы. Каждой «ступеньке» присваивается значение громкости звука 1, 2, 3 и т.
Характеристики оцифрованного звука.
CD Радиотрансляция 8 к. Гц 16 бит DVD-Audio 192 к. Гц и глубине кодирования 16 бит. Они позволяют изменять качество звука и объем звукового файла. Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в универсальном формате wav или в формате со сжатием mp 3. Гц Звук «живой» и оцифрованный Задачи 1.
Появление разрывов труб в самых неожиданных местах было проблемой не только в России, но и в других странах. После почти двух лет опытов и исследований Жуковский в 1899 г. Как уже было сказано, ударная волна — это резкий скачок уплотнения в среде, параметры которого во много раз превышают обычные отклонения, вроде звуковых волн.
При этом, как говорил сам Мах, по принципу относительности не обязательно разгонять какой-то предмет в среде, чтобы вызвать такой скачок, можно разгонять саму среду здесь Галилей довольно перевернулся в гробу на другой бок. Вода, по сравнению с газом, сжимается крайне плохо, но все-таки сжимается, поэтому если резко остановить ее течение в герметичном сосуде, в точке, где скорость слишком быстро стала равна нулю образуется ударный фронт с высокой плотностью и давлением. Это происходило при резком закрытии шарового крана или остановке циркуляционного насоса, когда давление в трубе достигало таких значений, что выбивало сами краны или просто расширяло трубу! Гидроудары также возникают в поршневых двигателях, когда в рабочий цилиндр попадает несжимаемая слабосжимаемая жидкость, например, вода. В своей работе Жуковский предложил различные способы решения проблемы, например медленное закрытие крана, замена шаровых кранов на винтовые задвижки или вентили. До сих пор по его советам во всем мире применяются демпфирующие устройства гасители гидравлического удара , разрушаемые мембраны и обратные клапаны. Еще немного ударных волн. Извержение вулкана Кракатау по многим данным было самым громким событием в нашей истории. Правда, слово «громкий» здесь стоит воспринимать больше как силу давления, ведь по примерным оценкам в тот момент она составила около 310 децибел, а наши перепонки могут выдержать максимальную «громкость» лишь в 140-145 дБ. Так что такие волны на самом деле воспринимаются человеком не как звук, а как удар отсюда и название , и понятие «громкость» здесь означает силу этого удара.
Менее мощные, но не менее опасные ударные волны возникают при ядерных взрывах 280 дБ или падении метеоритов. Например, Тунгусский взрыв оценивают в 300 дБ, что не намного меньше Кракатау, а падение метеорита в Челябинске в 2013 году вызвало ударную волну, выбившую стекла в большинстве зданий города. К тому же, помимо атмосферного фронта, крупные метеориты способны вызвать ударные волны прямо в земной коре — то есть в твердом теле. Есть еще много подобных примеров, но я все-таки хочу закончить любимой классикой - ударной волной самолета при переходе на сверхзвук, сила которой составляет обычно около 160 дБ. Так вот, разумеется, мощные ударные волны способны нанести серьезный урон людям и постройкам, но даже небольшие скачки уплотнения бывают крайне нежелательны, особенно в таком тонком деле как авиация. Явление ударной волны, которое объяснил Мах еще в 19 веке впоследствии сильно попортило жизнь авиаторам в веке двадцатом. Хотя… это уже совсем другая история. Эффект Прандтля — Глоерта.
Кодирование графической и звуковой информации. Процесс дискретизации. Процесс дискретизации сигнала. Что такое дискретизация непрерывного процесса. На что разбивается непрерывная звуковая волна?. Дискретизация неидеальной звуковой волны. Кодирование звука формула. Кодирование звуковой информации кратко. Параметры кодирования звука. Кодирование квантованных сигналов. Кодирование аналогового сигнала. Цифровые сигналы: дискретизация, квантование, кодирование. Дискретизация и квантование звука. Дискретизация и квантование непрерывных сигналов. Дискретизация и квантование изображений. Битность звука. Частота дискретизации и битность. Параметры оцифровки звука. Схема оцифровки звука. Оцифровка аналогового звукового сигнала. Дискретизация среды это. Чтобы обрабатывать звук на компьютере, его надо дискретизировать -. Дискретное представление звуковой информации. Дискретный способ представления звуковой информации. Дискретная и аналоговая форма звукового сигнала.. Аналоговый и дискретный способы представления звука. Дискретизация по времени. Информационный объем оцифрованного звука. Глубина кодирования звука Разрядность квантования. Кодирование оцифрованного звука. Дискретное цифровое представление текстовой информации.
Основные понятия
Непрерывная звуковая волна может быть разбита на несколько основных компонентов. Непрерывная звуковая волна может быть разбита на несколько основных компонентов. Слайд 3 Временная дискретизация звука Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные. Слайд 5 Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные. В звуковой аппаратуре звук представляется либо непрерывным электрическим сигналом, либо набором цифр (нулей и единиц). Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие.".
Спектральное разложение
- Всё, что Вам нужно знать о звуке: bdsmn — LiveJournal
- Другие вопросы
- Что такое оцифровка звука?
- На что разбивается непрерывная звуковая волна
- Проекты по теме:
- Мы ценим вашу конфиденциальность