Ülesannete lahendamisel tuginevad õpilased järgmistele mõistetele:
Ajaline diskretiseerimine – protsess, kus pideva helisignaali kodeerimisel jagatakse helilaine eraldi väikesteks ajalõikudeks ja igale sellisele lõigule määratakse kindel amplituudi väärtus. Mida suurem on signaali amplituud, seda valjem on heli.
Heli sügavus (kodeerimise sügavus) – bittide arv helikodeeringu kohta.
Helitugevuse tasemed (signaali tasemed)- helil võib olla erinev helitugevus. Erinevate helitugevuse tasemete arv arvutatakse valemiga N = 2 I Kus I - heli sügavus.
Proovivõtu sagedus – sisendsignaali taseme mõõtmiste arv ajaühikus (1 sek). Mida suurem on diskreetimissagedus, seda täpsem on binaarkodeerimise protseduur. Sagedust mõõdetakse hertsides (Hz). 1 mõõtmine 1 sekundiga -1 Hz.
1000 mõõtmist 1 sekundiga 1 kHz. Tähistage diskreetimissagedust tähega D. Kodeerimiseks valige üks kolmest sagedusest: 44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz.
Arvatakse, et sagedusvahemik, mida inimene kuuleb, pärineb20 Hz kuni 20 kHz .
Binaarse kodeeringu kvaliteet – väärtus, mille määrab kodeerimissügavus ja diskreetimissagedus.
Heliadapter (helikaart) - seade, mis muudab heli sageduse elektrilised võnked heli sisestamisel numbriliseks kahendkoodiks ja heli esitamisel vastupidi (numbrilisest koodist elektrivibratsioonini).
Heliadapteri tehnilised andmed: diskreetimissagedus ja registri bitisügavus.).
Registreeri võimsus - bittide arv heliadapteri registris. Mida suurem on biti sügavus, seda väiksem on iga üksiku elektrivoolu tugevuse arvuks teisendamise viga ja vastupidi. Kui biti sügavus on I , siis sisendsignaali mõõtmisel 2 I = N erinevad väärtused.
Digitaalse monoheli faili suurus ( A ) mõõdetakse järgmise valemiga:
A = D * T * I /8 , Kus D – proovisagedus (Hz), T – heli või heli salvestamise aeg, I registri bitisügavus (eraldusvõime). See valem mõõdab suurust baitides.
Digitaalse stereoheli faili suurus ( A ) mõõdetakse järgmise valemiga:
A =2* D * T * I /8 , salvestatakse signaal kahe kõlari jaoks, kuna vasak ja parem helikanal on kodeeritud eraldi.
Õpilastele on kasulik anda Tabel 1, mis näitab, kui palju MB kulub ühe minuti pikkuse kodeeritud heliteabe jaoks erinevate diskreetimissageduste korral:
Diskreetimissagedus, kHz
44,1
22,05
11,025
16 bitine stereo
10,1 MB
5,05 MB
2,52 MB
16 bitine mono
5,05 MB
2,52 MB
1,26 MB
8 bitine mono
2,52 MB
1,26 MB
630 Kb
1. Digitaalse faili suurus
Tase "3"
1. Määrake digitaalse helifaili suurus (baitides), mille esitusaeg on 10 sekundit diskreetimissagedusega 22,05 kHz ja eraldusvõimega 8 bitti. Fail ei ole tihendatud. (, lk 156, näide 1)
Lahendus:
Suuruse arvutamise valem(baitides) digitaalne helifail: A = D * T * I /8.
Baitideks teisendamiseks tuleb saadud väärtus jagada 8 bitiga.
22,05 kHz = 22,05 * 1000 Hz = 22050 Hz
A = D * T * I /8 = 22050 x 10 x 8/8 = 220500 baiti.
Vastus: faili suurus on 220500 baiti.
2. Määrake salvestusruumi maht digitaalse helifaili jaoks, mille esitusaeg on kaks minutit diskreetimissagedusega 44,1 kHz ja eraldusvõime 16 bitti. (, lk 157, nr 88)
Lahendus:
A = D * T * I /8. – mälumaht digitaalse helifaili salvestamiseks.
44100 (Hz) x 120 (s) x 16 (bitti) / 8 (bitti) = 10584000 baiti = 10335,9375 KB = 10,094 MB.
Vastus: ≈ 10 Mb
Tase "4"
3. Kasutajal on mälu 2,6 MB. Peate salvestama digitaalse helifaili pikkusega 1 minut. Milline peaks olema diskreetimissagedus ja bitisügavus? (, lk 157, nr 89)
Lahendus:
Valimisageduse ja bitisügavuse arvutamise valem:D* I=A/T
(mälu baitides) : (esitusaeg sekundites):
2,6 MB = 2726297,6 baiti
D* I=A/T= 2726297,6 baiti: 60 = 45438,3 baiti
D= 45438,3 baiti : I
Adapteri bitisügavus võib olla 8 või 16 bitti. (1 bait või 2 baiti). Nii et diskreetimissagedus võib olla või 45438,3 Hz = 45,4 kHz ≈ 44,1 kHz– standardne iseloomulik diskreetimissagedus ehk 22719,15 Hz = 22,7 kHz ≈ 22,05 kHz- standardne iseloomulik diskreetimissagedus
Vastus:
4. Ketta vaba mälu maht on 5,25 MB, helikaardi bitisügavus 16. Kui kaua kestab 22,05 kHz diskreetimissagedusega salvestatud digitaalse helifaili heli? (, lk 157, nr 90)Lahendus:
Heli kestuse arvutamise valem: T \u003d A / D / I
(mälu suurus baitides) : (diskreetimissagedus Hz) : (helikaardi bitisügavus baitides):
5,25 MB = 5505024 baiti
5505024 baiti: 22050 Hz: 2 baiti = 124,8 sek
Vastus: 124,8 sekundit
5. Üks minut digitaalse helifaili salvestamist võtab kettal enda alla 1,3 MB, helikaardi bitisügavus on 8. Mis on heli diskreetimissagedus? (, lk 157, nr 91)
Lahendus:
Proovisageduse arvutamise valem on järgmine: D=A/T/ I
(mälu suurus baitides) : (salvestusaeg sekundites) : (helikaardi bitisügavus baitides)
1,3 MB = 1363148,8 baiti
1363148,8 baiti: 60:1 = 22719,1 Hz
Vastus: 22,05 kHz
6. Kaks minutit digitaalset helisalvestust võtab 5,1 MB kettaruumi. Diskreetimissagedus - 22050 Hz. Mis on heliadapteri bitness? (, lk 157, nr 94)
Lahendus:
Bitisügavuse arvutamise valem on: (mälu baitides) : (esitusaeg sekundites): (diskreetimise sagedus):
5, 1 MB = 5347737,6 baiti
5347737,6 baiti: 120 sek: 22050 Hz = 2,02 baiti = 16 bitti
Vastus: 16 bitti
7. Ketta vaba mälu maht on 0,01 GB, helikaardi bitisügavus 16. Kui kaua kestab 44100 Hz diskreetimissagedusega salvestatud digitaalse helifaili heli? (, lk 157, nr 95)
Lahendus:
Heli kestuse arvutamise valem T \u003d A / D / I
(mälu suurus baitides) : (diskreetimissagedus Hz) : (helikaardi bitisügavus baitides)
0,01 GB = 10737418,24 baiti
10737418,24 baiti: 44100: 2 = 121,74 sek = 2,03 min
Vastus: 20,3 minutit
8.
Hinnake ühe minuti pikkuse monohelifaili teabemahtu. kui helisignaali kodeeringu "sügavus" ja diskreetimissagedus on vastavalt võrdsed:
a) 16 bitti ja 8 kHz;
b) 16 bitti ja 24 kHz.
(, lk 76, nr 2.82)
Lahendus:
A).
16 bitti x 8000 = 128 000 bitti = 16 000 baiti = 15,625 KB/s
15,625 kB/s x 60 s = 937,5 KB
b).
1) 1 sekundi pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
16 bitti x 24 000 = 384 000 bitti = 48 000 baiti = 46,875 KB/s
2) 1 minuti pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
46,875 kB/s x 60 s = 2812,5 KB = 2,8 MB
Vastus: a) 937,5 KB; b) 2,8 MB
Tase "5"
Kasutatakse tabelit 1
9. Kui palju salvestusruumi on vaja kvaliteetse digitaalse helifaili salvestamiseks 3-minutilise taasesitusajaga? (, lk 157, nr 92)
Lahendus:
Kõrge helikvaliteet saavutatakse diskreetimissagedusega 44,1 kHz ja heliadapteri bitisügavusega 16.
Mälu mahu arvutamise valem on: (salvestusaeg sekundites) x (helikaardi bitisügavus baitides) x (diskreetimissagedus):
180 s x 2 x 44100 Hz = 15876000 baiti = 15,1 MB
Vastus: 15,1 MB
10. Digitaalne helifail sisaldab madala kvaliteediga helisalvestist (heli on tume ja summutatud). Kui kaua kestab faili heli, kui selle maht on 650 KB? (, lk 157, nr 93)
Lahendus:
Sünge ja summutatud heli jaoks on iseloomulikud järgmised parameetrid: diskreetimissagedus - 11,025 kHz, heliadapteri bitisügavus - 8 bitti (vt tabel 1). Siis T =A /D /I . Tõlgime helitugevuse baitidesse: 650 KB = 665600 baiti
T=665600 baiti/11025 Hz/1 bait ≈60,4 s
Vastus: heli kestus on 60,5 s
Lahendus:
1 sekundi pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
16 bitti x 48 000 x 2 = 1 536 000 bitti = 187,5 KB (korrutatuna 2-ga stereorežiimist).
1 minuti pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
187,5 KB/s x 60 s ≈ 11 MB
Vastus: 11 MB
Vastus: a) 940 KB; b) 2,8 MB.
12.
Arvutage monohelifaili esitusaeg, kui selle helitugevus on 16-bitise kodeeringu ja 32 kHz diskreetimissagedusega võrdne:
a) 700 KB;
b) 6300 KB
(, lk 76, nr 2.84)
Lahendus:
A).
1) 1 sekundi pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
700 KB: 62,5 KB/s = 11,2 s
b).
1) 1 sekundi pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
16 bitti x 32 000 = 512 000 bitti = 64 000 baiti = 62,5 KB/s
2) 700 KB monohelifaili esitusaeg on:
6300 KB: 62,5 KB/s = 100,8 s = 1,68 min
Vastus: a) 10 sekundit; b) 1,5 min.
13. Arvutage, mitu baiti infot võtab üks stereosalvestuse sekund CD-l (sagedus 44032 Hz, 16 bitti väärtuse kohta). Kui kaua üks minut aega võtab? Kui suur on plaadi maksimaalne maht (eeldades, et maksimaalne kestus on 80 minutit)? (, lk 34, harjutus nr 34)
Lahendus:
Valem mälumahu arvutamiseksA
=
D
*
T
*
I
:
(salvestusaeg sekundites) * (helikaardi bitisügavus baitides) * (diskreetimissagedus). 16 bitti - 2 baiti.
1) 1 s x 2 x 44032 Hz = 88064 baiti (1 sekund stereo-CD)
2) 60 s x 2 x 44032 Hz = 5283 840 baiti (1 minut stereo-CD)
3) 4800 s x 2 x 44032 Hz = 422707200 baiti = 412800 KB = 403,125 MB (80 minutit)
Vastus: 88064 baiti (1 sekund), 5283840 baiti (1 minut), 403,125 MB (80 minutit)
2. Helikvaliteedi määratlus.
Helikvaliteedi määramiseks tuleb leida diskreetimissagedus ja kasutada tabelit nr 1
256 (2 8) signaali intensiivsuse taset - raadiosaadete helikvaliteet, kasutades 65536 (2 16) signaali intensiivsuse taset - heli-CD helikvaliteet. Kõrgeima kvaliteediga sagedus vastab CD-le salvestatud muusikale. Analoogsignaali suurust mõõdetakse sel juhul 44 100 korda sekundis.
Tase "5"
13. Määrake helikvaliteet (edastuskvaliteet, keskmine kvaliteet, heli-CD kvaliteet), kui teate, et 10-sekundilise heli kestusega monohelifaili helitugevus. võrdub:
a) 940 KB;
b) 157 KB.
(, lk 76, nr 2.83)
Lahendus:
A).
1) 940 KB = 962560 baiti = 7700480 bitti
2) 7700480 bps: 10 s = 770048 bps
3) 770048 bps: 16 bitti = 48128 Hz – diskreetimissagedus – kõrgeima 44,1 kHz lähedal
Vastus: heli-CD kvaliteet
b).
1) 157 KB = 160768 baiti = 1286144 bitti
2) 1286144 bitti: 10 sek = 128614,4 bps
3) 128614,4 bps: 16 bitti = 8038,4 Hz
Vastus: saate kvaliteet
Vastus: a) CD kvaliteet; b) saate kvaliteet.
14. Määrake helifaili pikkus, mis mahub 3,5-tollisele disketile. Pange tähele, et sellisel disketil on andmete salvestamiseks eraldatud 2847 sektorit 512 baiti.
a) madala helikvaliteediga: mono, 8 bitti, 8 kHz;
b) kõrge helikvaliteet: stereo, 16 bit, 48 kHz.
(, lk 77, nr 2.85)
Lahendus:
A).
8 bitti x 8000 = 64 000 bitti = 8000 baiti = 7,8 KB/s
3) 1423,5 KB monohelifaili esitusaeg on:
1423,5 KB: 7,8 KB/s = 182,5 s ≈ 3 min
b).
1) Disketti teabemaht on võrdne:
2847 sektorit x 512 baiti = 1457664 baiti = 1423,5 KB
2) 1 sekundi pikkuse helifaili teabemaht on võrdne:
16 bitti x 48 000 x 2 = 1 536 000 bitti = 192 000 baiti = 187,5 KB/s
3) 1423,5 KB stereohelifaili esitusaeg on:
1423,5 KB: 187,5 KB/s = 7,6 s
Vastus: a) 3 minutit; b) 7,6 sekundit.
3. Binaarne helikodeering.
Ülesannete lahendamisel kasutab ta järgmist teoreetilist materjali:
Heli kodeerimiseks on joonisel näidatud analoogsignaal
tasapind on jagatud vertikaalseks ja horisontaalseks jooneks. Vertikaalne jaotus on analoogsignaali diskreetimine (signaali mõõtmise sagedus), horisontaalne jaotus onkvantiseerimine taseme järgi. Need. mida peenem on ruudustik, seda parem on analoogheli numbrite abil ligikaudne. Kaheksabitist kvantiseerimist kasutatakse tavalise kõne (telefonivestluse) ja lühilaine raadioedastuste digiteerimiseks. Kuueteistbitine – muusika ja VHF (ultra-lühilaine) raadiosaadete digiteerimiseks.
Tase "3"
15. Analooghelisignaali diskreetimiseks kasutati esmalt 256 signaalitugevuse taset (edastusheli kvaliteet) ja seejärel 65536 signaalitugevuse taset (heli-CD heli kvaliteet). Mitu korda erinevad digiteeritud heli infomahud? (, lk 77, nr 2.86)
Lahendus:
Analoogsignaali koodi pikkus, kasutades 256 signaalitugevuse taset, on 8 bitti 65536 signaali intensiivsuse tase on võrdne 16 bitiga. Kuna ühe signaali koodi pikkus on kahekordistunud, erinevad digiteeritud heli infomahud 2 korda.
Vastus: 2 korda.
Tase " 4 »
16. Nyquist-Kotelnikovi teoreemi kohaselt peab analoogsignaali diskreetse esituse (selle näidiste põhjal) täpseks rekonstrueerimiseks olema diskreetimissagedus vähemalt kaks korda suurem selle signaali maksimaalsest helisagedusest.
Milline peaks olema inimese heli diskreetimissagedus?
Kumb peaks olema kõrgem: kõne diskreetimissagedus või sümfooniaorkestri heli diskreetimissagedus?
Eesmärk: tutvustada õpilastele heliga töötamise riist- ja tarkvara omadusi. Tegevused: teadmiste hankimine füüsikakursusest (või teatmeteostega töötamine). (, lk ??, ülesanne 2)
Lahendus:
Arvatakse, et sagedusvahemik, mida inimene kuuleb, on 20 Hz kuni 20 kHz. Seega, vastavalt Nyquist-Kotelnikovi teoreemile, et analoogsignaal saaks täpselt taastada selle diskreetsest esitusest (selle näidistest),diskreetimissagedus peab olema vähemalt kaks korda suurem selle signaali maksimaalsest helisagedusest. Maksimaalne helisagedus, mida inimene kuuleb, on -20 kHz, mis tähendab, et aparaat ra ja tarkvara peavad tagama diskreetimissageduse vähemalt 40 kHz, täpsemalt 44,1 kHz. Sümfooniaorkestri heli arvutitöötlus hõlmab suuremat diskreetimissagedust kui kõnetöötlus, kuna sümfooniaorkestri puhul on sagedusvahemik palju suurem.
Vastus: mitte vähem kui 40 kHz, sümfooniaorkestri diskreetimissagedus on suurem.
Tase "5"
17. Joonisel on kujutatud diktofoniga salvestatud 1 sekundi pikkuse kõne heli. Kodeerige see kahendkoodis sagedusega 10 Hz ja koodi pikkusega 3 bitti. (, lk ??, ülesanne 1)
Lahendus:
10 Hz kodeering tähendab, et peame mõõtma helikõrgust 10 korda sekundis. Valime võrdsel kaugusel olevad ajahetked:
Koodi pikkus 3 bitti tähendab 2 3 = 8 kvantimistaset. See tähendab, et helikõrguse numbrikoodina igal valitud ajahetkel saame määrata ühe järgmistest kombinatsioonidest: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Neid on ainult 8, seega saab helikõrgust mõõta 8 “tasemel”:
"Ümardame" helikõrguse väärtused lähima madalama tasemeni:
Seda kodeerimismeetodit kasutades saame järgmise tulemuse (loetavuse jaoks on määratud tühikud): 100 100 000 011 111 010 011 100 010 110.
Märge.Soovitav on juhtida õpilaste tähelepanu sellele, kui ebatäpselt kood amplituudi muutust edasi annab. See tähendab, et diskreetimissagedus on 10 Hz ja kvantimistase 2 3 (3 bitti) on liiga väikesed. Tavaliselt vali heli (hääle) jaoks diskreetimissagedus 8 kHz, st 8000 korda sekundis, ja kvantimistasemeks 2 8 (kood 8 bitti pikk).
Vastus: 100 100 000 011 111 010 011 100 010 110.
18. Selgitage, miks on kvantiseerimise tase koos diskreetimissagedusega üks peamisi heli esitamise omadusi arvutis.Eesmärgid: kinnistada õpilaste arusaamist mõistetest "andmete esitustäpsus", "mõõtmisviga", "esitusviga"; vaadake õpilastega üle binaarne kodeerimine ja koodi pikkus. Tegevuse liik: töö mõistete definitsioonidega. (, lk ??, ülesanne 3)
Lahendus:
Geomeetrias, füüsikas ja tehnoloogias on mõiste "mõõtmistäpsus", mis on tihedalt seotud "mõõtmisvea" mõistega. Kuid on ka kontseptsioon"esitustäpsus".
Näiteks inimese pikkuse kohta võib öelda, et ta: a) umbes. 2 m, b) veidi üle 1,7 m, c) võrdne 1 m 72 cm, d) võrdne 1 m 71 cm 8 mm. See tähendab, et mõõdetud kasvu näitamiseks saab kasutada 1, 2, 3 või 4 numbrit.
Sama kehtib ka binaarkodeerimise kohta. Kui helikõrguse salvestamiseks konkreetsel ajahetkel kasutatakse ainult 2 bitti, siis isegi kui mõõtmised olid täpsed, saab edastada ainult 4 taset: madal (00), alla keskmise (01), üle keskmise (10), kõrge (11). Kui kasutate 1 baiti, saate üle kanda 256 taset. Kuidaskõrgem kvantiseerimise tase
, või, mis on sama, misMida rohkem bitte eraldatakse mõõdetud väärtuse salvestamiseks, seda täpsemini väärtus edastatakse.
Märge.Tähele tuleb panna, et mõõteriist peab toetama ka valitud kvantimistaset (detsimeetrijaotusega joonlauaga mõõdetud pikkust pole mõtet millimeetri täpsusega esitada).
Vastus: mida kõrgem on kvantimistase, seda täpsemalt heli edastatakse.
Kirjandus:
[ 1] Arvutiteadus. Töövihik-töötuba 2 köites / Toim. I.G. Semakina, E.K. Henner: 1. köide. - Põhiteadmiste labor, 1999 - 304 lk.: ill.
Informaatika ja infotehnoloogia töötuba. Õpik haridusasutustele / N.D. Ugrinovitš, L.L. Bosova, N.I. Mihhailov. – M.: Binom. Teadmiste labor, 2002. 400 lk.: ill.
Informaatika koolis: ajakirja "Arvutiteadus ja haridus" lisa. Nr 4 - 2003. - M.: Haridus ja Informaatika, 2003. - 96 lk.: ill.
Kushnirenko A.G., Leonov A.G., Epictetov M.G. jt Infokultuur: teabe kodeerimine. teabemudelid. 9.-10. klass: Õpik üldharidusasutustele. - 2. väljaanne - M.: Bustard, 1996. - 208 lk.: ill.
Gein A.G., Senokosov A.I. Informaatika käsiraamat koolilastele. - Jekaterinburg: "U-Factoria", 2003. - 346. lk 54-56.
Võimalus 1
Laboratoorsed tööd
"Heli teabe kodeerimine ja töötlemine"
Eesmärgid:
hariv
hariv -
arenev -
Edusammud:
Otsustama
Faili nimi
f - diskreetimissagedus
k - heli sügavus
t- kõlamise aeg
Faili tüüp
44,1 kHz
16 bitine
1 min
stereo
1.wav
8 kHz
8 bitine
1 min
mono
2.wav
16 kHz
16 bitine
1 min
stereo
3.wav
24 kHz
16 bitine
1 min
mono
4.wav
32 kHz
16 bitine
1 min
stereo
ülesannete 7-9 jaoks
5.wav
Näidake täidetud tabelit õpetajale.
Käivitage heliredaktorJulgusus .
Kärbi Teile pakutava faili kõlamine kuni 1 minut, olles valinud vajaliku ajavahemiku, täitke servadel käsk Redigeeri - Kärbi.
Teisenda wav .
Heliredaktoris Julgusus Näiteks
Võrdlema
Anna üle teatada õpetajale ülevaatamiseks.
Võimalus 2
Laboratoorsed tööd
"Heli kodeerimine"
Eesmärgid:
hariv- tagada õpilastele teadmiste kujundamine ja kasutamine heliteabe arvuti abil kodeerimise kohta, samuti oskused selle töötlemiseks rakendustarkvara abil;
hariv - kasvatada tähelepanelikkust, täpsust, iseseisvust;
arenev - rakendustarkvara kasutamise oskused; oskus lahendada infoprobleeme.
Nõuded riist- ja tarkvarale: kõrvaklapid, helifailid õpilastele, Audacity heliredaktor, OC Windows Sound Recorder.
Edusammud:
Otsustamaülesanded allolevast tabelist.
Leidke heliteabe hulk valemiga V = f *k *t , kus
f - diskreetimissagedus, k - heli sügavus, t - heliaeg
Esitage ülesannete lahendus tabeli kujul.
Veerus "Helifaili hinnanguline helitugevus" kirjutage ise üles lahendatud ülesannete vastused. Esitage oma vastus megabaitides.
Faili nimi
f - diskreetimissagedus
k - heli sügavus
t- kõlamise aeg
Faili tüüp
Hinnanguline helifaili suurus
Helifaili tegelik helitugevus
44,1 kHz
16 bitine
45 s
stereo
1.wav
8 kHz
8 bitine
45 s
stereo
2.wav
1 1,025 kHz
16 bitine
45 s
mono
3.wav
24 kHz
Käivitage heliredaktorJulgusus .
Kärbi Teile pakutava faili kõlamine kuni 45 sekundit, kui olete valinud vajaliku ajavahemiku, käivitage servadest käsk Redigeeri - Kärbi.
Teisenda pakutud faili laiendiga failiks wav . Salvestage see fail sama nimega.
Heliredaktoris Julgusus luua pakutava helifaili jaoks efekte. Näiteks, kustuvad faili viimased 10 sekundit
Eraldage stereorada ja seejärel kustutage üks lugudest. Teisendage see fail stereost monoks. Salvestage see fail uue nime ja wav-laiendiga.
Võrdlema faili suurused. Täitke tabel andmetega.
Anna üle teatada õpetajale ülevaatamiseks.
Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
postitatud http://www.allbest.ru/
Praktiline tund
Töötage arvuti helisüsteemiga. Kodeeritud heli infomahu arvutamine
Töö eesmärk: Viige end kurssi arvuti kõlarisüsteemidega. Õppige leidma kodeeritud heli teabetugevust.
suutma:
Valige seadmete ratsionaalne konfiguratsioon vastavalt lahendatavale ülesandele;
Tehke kindlaks riist- ja tarkvara ühilduvus;
Tehke riistvarauuendusi.
Praktilise töö tulemusena peab õpilane tea:
Arvutiseadmete põhilised konstruktsioonielemendid;
Arvutitehnoloogia välisseadmed;
Mittestandardsed välisseadmed.
Teoreetiline osa
Helitehnika on iga audiovisuaalse kompleksi asendamatu osa. Helisüsteem sisaldab tingimata heliallikaid ja akustilisi süsteeme. See võib sisaldada ka seadmeid helisignaalide võimendamiseks, miksimiseks ja töötlemiseks. Helisaatesüsteemile võib omistada konverentsisüsteemide, kongressisüsteemide, logisüsteemide elemente.
Heliteabe allikad võivad olla:
· taasesitusseadmed (DVD-mängijad, TV-tuunerid jne);
· arvutitehnika (sülearvutid, meediaserverid jne);
· traat- ja raadiomikrofonid, kongressisüsteemide mikrofonipuldid, sünkroontõlke seadmed;
audio- ja videokonverentside süsteemid;
logimisseadmed.
Heli õigeks salvestamiseks ja taasesitamiseks sisaldab helisüsteem seadmeid signaali võimendamiseks, miksimiseks ja töötlemiseks.
Digitaalne heliplatvorm on väike moodul, mis asendab terve kapi sarnaste analoogseadmetega, välistab vajaduse keeruka lülitussüsteemi järele, on mugava konfiguratsiooni- ja juhtimisliidesega ning on palju odavam kui analooglahendus.
Tuner - isiklik abonendiseade, mis on mõeldud signaali isoleerimiseks ja demoduleerimiseks. TV tuuner- omamoodi tuuner, mis on ette nähtud telesignaali vastuvõtmiseks erinevates edastusvormingutes, kuvades arvutis või lihtsalt eraldi monitoril.
Disaini järgi on telerituunerid välised(ühendatakse arvutiga kas USB kaudu või arvuti ja kuvari vahel videokaabli kaudu) ja kodune(sisestatud ISA- või PCI- või PCI-Expressi pessa).
Helikaart - täiendavaid arvutiseadmeid, mis võimaldavad teil heli töödelda. Kaasaegsetes arvutites esindab helikaarte emaplaadile integreeritud koodek.
Helifailid - failid, mis sisaldavad heliandmete digitaalset salvestist. Helifaile on kahte peamist tüüpi: digiteeritud heli Ja noodikiri. Helifailid on multimeediumi lahutamatu osa.
Helifaile on erinevas vormingus:
· MIDI - muusikateoste salvestamine süntesaatorile käskude kujul; muusikafailid on kompaktsed, inimhäält ei reprodutseerita.
· WAV - universaalne helivorming, mis salvestab täielikku teavet digiteeritud heli kohta.
· MP3 - reguleeritava teabekaoga heliteabe tihendusvorming, mis võimaldab faile mitu korda tihendada sõltuvalt määratud bitikiirusest. Isegi suurima bitikiirusega – 320 Kbps – tagab CD-dega võrreldes neli korda suurem tihendus.
· AHV- formaat heliteabe tihendamiseks ilma teabe kadumiseta.
Digiteeritud helifailid - helifailid, milles algne pidev (analoog) lainekuju on salvestatud helisignaali amplituudide lühikeste diskreetsete väärtuste jadana, mõõdetuna korrapäraste ajavahemike järel ja nende vahel on väga väike intervall. Pideva signaali asendamist selle väärtuste jadaga nimetatakse protsessiks diskreetsus, ja see kirjutamisvorm - impulsi kood. Digitaliseeritud helifaile on kahte tüüpi: pealkirjaga ja ilma.
Noodifailid- helifailid, mis sisaldavad käskude jada, mis ütlevad, millist nooti, millist instrumenti ja kui kaua ühel või teisel ajal mängida.
Kaaluge mitme kanaliga heli peamised standardid.
Dolby Stereo - kinode jaoks mõeldud digitaalse filmi helisalvestustehnoloogia standard, mis võimaldab kodeerida nelja kanalit kahel filmi heliribal: vasakul, keskel, paremal ja taga. Filmilt loetud signaali muundab dekooder nelja kanaliga signaaliks, andes ruumilise heli efekti. Ilma dekooderita esitatakse heli tavalise kahekanalilise stereona.
Dolby Surround (DSS)- süsteem, mis võimaldab valida kodeeritud kahekanalilisest signaalist kolm helikanalit: vasak, parem ja tagumine. Filmilt loetud signaal dekodeeritakse kolmekanaliliseks signaaliks. Dekoodri puudumisel taasesitatakse tavaline kahe kanaliga stereoheli.
Dolby Pro-Logic (DPL)- süsteem, mis võimaldab valida kodeeritud kahekanalilisest signaalist neli helikanalit: vasak, keskmine, parem ja tagumine. Süsteem kasutab valikulist keskkanali kõlarit, mis kinnitab dialoogi ekraanile, samas kui ruumilise heli efekti taasesitatakse tagumiste kanalite kaudu.
DolbyDigital on standard mitme kanaliga heli dekodeerimiseks, milles heli esindab kuus eraldi kanalit: viis ruumilise heli kanalit (vasak, parem, keskmine ja kaks eesmist) ja üks madala sagedusega kanal (subwoofer). Heli esitus oli algselt digitaalne ja sagedusvahemikku laiendati 20 Hz-lt 20 kHz-le (praegu on sagedusvahemik viie kanali puhul 3 Hz kuni 20 kHz ja bassikõlari kanali puhul 3 Hz kuni 120 kHz). See standard on tänapäeval üks levinumaid.
DolbiDigital (AC-3) on tänapäeval kõige populaarsem mitme kanaliga helivorming, mis on vastu võetud DVD-videoplaatide helistandardina. See täielikult digitaalne formaat sisaldab 6 sõltumatut helikanalit, millest 5 on täissageduslikud (30–20 000 Hz): kolm eesmist (vasak, keskmine ja parem) ja kaks tagumist, pluss üks madala sagedusega (20–120 Hz) bassikõlari kanal. DolbiDigital formaadis salvestatud fonogrammide heli iseloomustab väga kõrge helikvaliteet – kandemüra puudub üldse (nagu näiteks helikassettidel selgelt esineb).
Dolby Surround AC3-- DolbyDigitali standardi lihtsustatud versioon, mis on loodud kodukinosüsteemide jaoks. See standard erineb DolbyDigitali standardist vähendatud bitikiiruse poolest.
DTS (digitaalteatri süsteem) on kuue kanaliga helistandard, ainult palju kõrgema kvaliteediga. Tihendussuhe on siin 4:1 ja andmeedastuskiirus (bitikiirus) 882 Kbps (algoritm apt-X100). Madalama tihendusastme ja arenenuma algoritmi tõttu on DTS-kodeeringuga heli kvaliteet palju kõrgem kui DolbyDigitalil, kuid viimane standard on DVD laialdase kasutuse tõttu laiemalt levinud.
Dolby ProLogic II, on DolbyStereoProLogic standardite edasiarendus, mis võimaldab dekoodril tavapärase stereoheli kuueks kanaliks lagundada.
DolbyProLogicIIx on DolbyProLogic II standardi arendamise järgmine samm. Sel juhul eeldatakse stereoheli seitsmeks või kaheksaks kanaliks jaotamise võimalust. Võimalikud on kolm dekodeerimisrežiimi:
* Film (Movie) - keskkanali või tagumiste kanalite dubleerimine;
* mäng (Play) - signaal saadetakse ainult täiendavalt "uutele kanalitele";
* muusika (Muusika).
Ükski režiim ei kasuta teavet esikanalitest (ainult keskelt ja tagant).
DolbyDigital EX- DolbyProLogicIIx standardi variant, mis on mõeldud kodukinodele.
Dolby Digital Surround EX on DolbyDigitalSurroundi standardi suhteliselt uus versioon, mis on laiendatud 7 kanalile. Sellel standardil on veel üks tagumine kanal, mis dubleerib olemasolevat keskkanalit, kui originaalheli on salvestatud formaadis 5+1. Kui lähtefaili esitatakse 6+1 formaadis, saab lisakanalist veel üks täisväärtuslik ruumilise heli kanal.
DTS-ES-- see on DolbyDigital EX standardi täieõiguslik analoog, kuid pärineb DTS-ist. Standard võimaldab kodeerida ka 6+1 ja 7+1 heli ning lagundab DTS-kodeeringuga 5+1 heli vastavalt seitsmeks või kaheksaks kanaliks.
Heli - Need on lainete võnkumised elastses keskkonnas. Heli on iseloomustatud sagedus(mõõdetuna hertsides, 1 Hz = 1 võnkumine sekundis, inimene tajub helisid vahemikus 16 Hz kuni 20 kHz) ja amplituud(heli tugevust, helirõhku mõõdetakse paskalites, inimese poolt tajutav helitugevus on 20 μPa kuni 200 Pa).
Ajaline diskretiseerimine - see on protsess, mille käigus helilaine jagatakse eraldi väikesteks ajalõikudeks ja igaühe jaoks määratakse kindel amplituud.
Proovivõtu sagedus näitab, mitu korda sekundis mõõdetakse signaali hetkeväärtust. Kui signaal digiteeritakse diskreetimissagedusega 44 kHz, siis tehakse mõõtmisi 44 000 korda sekundis.
Helitugevuse tasemete arv on väljendatud heli sügavus- ühe taseme kodeerimiseks kasutatud bittide arv.
Bitikiirus- kodeerimisel määratud andmeedastuskiirus. See võib varieeruda vahemikus 8 kuni 320 Kbps. Mida rohkem infobitte sekundis salvestatakse, seda vähem kadu algmaterjal taasesitatakse – seda rohkem MP3-faili arvuti mälus ruumi võtab. Bitikiiruse vähendamine toob kaasa helikvaliteedi halvenemise ja helifaili teabemahu vähenemise.
1 kHz = 1000 Hz
1MHz = 1000000Hz
Helitugevuse tasemete arv
kus i on heli sügavus (bitti).
Vaatleme monohelifaili kodeeritud heli teabemahu arvutamise näidet.
Lahendus.
Kodeeritud heli teabemahu arvutamiseks kasutame järgmist valemit:
kus D - diskreetimissagedus, Hz; i - heli sügavus, bitt; T - kõlamise aeg, s.
Saame: heli heliteave arvutiga kodeeritud
V=5Hz*4bit*1s=20bit
Vaatleme stereofaili kodeeritud heli teabemahu arvutamise näidet.
V= DiNT,
kus D - diskreetimissagedus, Hz; i - heli sügavus, bitt; N - kanalite arv (1 - mono, 2 - stereo); T - heliaeg, s.
Praktiline osa
1. Joonista sülearvutisse ümber PC helisüsteemi struktuur ja märgi sellele peamised moodulid.
2. Täitke arvuti helisüsteemi mooduleid kirjeldav tabel.
|
Helisüsteemi moodul |
Kirjeldus, peamised omadused |
|
|
Salvestamine ja taasesitus |
a) Proovivõtu sagedus . Määrab salvestatud või taasesitatava signaali maksimaalse sageduse. Inimhääl - 6-8 kHz. Madala kvaliteediga muusika - 20-25 KHz. Kvaliteetne heli - vähemalt 44 kHz, ideaalis 48 kHz; b) ADC ja DAC tüüp ja võimsus . Määrab digitaalsignaali bitisügavuse (8, 16, 18, 20 või 24 bitti), dünaamilise ulatuse (detsibellides alates 90 dBA) ja kvantimismüra taseme. ADC ja DAC bitisügavus alates 16 bitist või enamast võimaldab teil pakkuda kvaliteetset stuudioheli; c) Heli kodeerimise meetod , st. originaalheli taasesituse täpsus, moonutuste tase, helisignaali tihendamise kvaliteet; d) Võimalus töötada täisdupleksrežiimis . Need. helisignaali samaaegse salvestamise ja taasesitamise võimalus. Iga kanali kaudu on kolm andmeedastusrežiimi, mis määravad signaali edastamise suuna: simpleks (s), pooldupleks (ja või h) ja dupleks (täisdupleks). täisdupleks ). |
|
|
Süntesaator |
a) Helisünteesi meetod . Määrab mitte ainult heli kvaliteedi, vaid ka selle koostise. Arvuti helisüsteem võib sisaldada mitut süntesaatorit. Helisünteesiks on 2 meetodit: · FM süntees(FrequencyModulationSynthesis – sagedusmodulatsioon) - süntesaatorit kasutatakse kõigis odavates helikaartides. Pakub vastuvõetavat helikvaliteeti. Polüfoonia on 20 häält. Heliefekte ei rakendata. · WT-süntees(WaveTableSynthesis – helilainete sünteesitabel). Heli genereeritakse kvaliteetselt, kuna selle genereerimiseks kasutatakse spetsiaalset tabelit, mis sisaldab eeldigiteeritud näidiseid päris muusikariistade helidest ja muudest helidest. Polüfoonia - 20 või enam häält? b) Mälu . Oleneb helikaardi mudelist. Kasutatakse plaastrite hoidmiseks. Saab muuta lisamälumoodulite (RAM või ROM) paigaldamisega. See võimaldab laadida täiendavaid instrumendipankasid, mis võivad MIDI-failide heli oluliselt paremaks või halvemaks muuta. c) Riistvaralise signaalitöötluse võimalus heliefektide loomiseks . Heliefektide loomiseks eriline efektiprotsessor . Sõltuvalt efektiprotsessori tüübist saate korraga töödelda kõiki süntesaatori helikanaleid, töödelda üksikuid MIDI-kanaleid või helistada üksikuid süntesaatori hääli ( üldised, kanalipõhised ja hääleefektide protsessorid). See efektiprotsessor võimaldab eemaldada keskprotsessorilt suure helitöötluskoormuse. d) Polüfoonia - samaaegselt taasesitatud elementaarhelide maksimaalne arv. Iga helikaardi tüübi puhul võib polüfoonia väärtus olla erinev. (alates 20 või enama häälega). |
|
|
Liidesed |
Tagab andmevahetuse helisüsteemi ja teiste seadmete vahel – nii väliste kui sisemiste. Sisaldab järgmist tüüpi liideseid: a) Süsteemi liides . Helikaarti saab ühendada läbi ISA siini (8-bitine, läbilaskevõime 2-6 Mbps) ja läbi PCI siini (16-bitine, läbilaskevõime 100-260 Mbps). ISA liidesega helikaardid on tänapäeval juba aegunud, kuna need ei võimalda mittestandardsete funktsioonide rakendamist heliandmete töötlemiseks ja edastamiseks ning neil on väike ribalaius. PCI siinil on piisavalt lai ribalaius ja see tagab heli andmevoo paralleelse edastamise. b) MIDI liides. (MusicalInstrumentDigitalInterface) on muusikariistade digitaalne liides. Võimaldab MIDI-instrumentidel üksteisega ühendust luua, samuti teavet vahetada ja koostööd teha. Helikaardil endal MIDI-porte pole, seega toimub MIDI-instrumentide ja seadmete ühendamine arvutiga spetsiaalse MIDI-adapteri abil. c) Liides lapsekaartide ühendamiseks. Arvuti helisüsteemil võib olla spetsiaalne liides tütarplaatide ühendamiseks. Tütarplaadi paigaldamisega saate suurendada helisüsteemi polüfooniat ja kvalitatiivselt muuta sünteesimeetodit. Näiteks kui varem kasutati ainult FM sünteesi, siis saab lisada WT sünteesi. Tütarplaat paigaldatakse tavaliselt helikaardil asuvasse spetsiaalsesse 26 kontaktiga pistikusse. d) Liides CD-ROM-draivide ühendamiseks . Helikaardiga kaasas. Helikaardil oleva spetsiaalse pistiku ja CD-ROM-draivi spetsiaalse väljundi kaudu ühendatakse need painduva kaabli abil. Viimasel ajal oli see ainus viis CD-ROM-i draivi ühendamiseks arvutiga. |
|
|
Helikaardi mikseri moodul toodab: a) ümberlülitamine (ühendamine / lahtiühendamine) helisignaalide allikad ja vastuvõtjad; b) määrus sisend- ja väljundhelisignaalide tase; segamine mitme helisignaali (segamine) ja saadud signaali taseme reguleerimine. Mikserit juhitakse programmiliselt Windowsi või spetsiaalsete mikserprogrammide abil. Kaasas kõrvaklapid ja kõlarid. Need muudavad heli elektrisignaali otse akustilisteks vibratsioonideks ja mõjutavad seega oluliselt heli kvaliteeti. |
||
|
kõlarite süsteem |
Helikanalite arvu järgi võib kõlarisüsteem olla: Monofooniline (1 kanal); Stereofooniline (2 kanalit); DolbyDigital (alates 6 või enama kanalit). |
3. Lahendage ülesandeid valikute järgi.
4. Vasta turvaküsimustele.
valik 1
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 3 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 5 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
2. variant
1. Arvutage kodeeritud stereoheli infomaht, kui heli salvestatakse 10 s diskreetimissagedusega 20 Hz ja helisügavusega 5 bitti.
2. Määrake salvestusruumi maht digitaalse helifaili jaoks, mille taasesitusaeg on 2 minutit, diskreetimissagedusega 44,1 kHz ja eraldusvõimega 16 bitti.
3. võimalus
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 7 s kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 5 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
2. Helifaili maht on 5,25 MB, helikaardi bitisügavus on 16. Kui kaua kestab selle faili heli, mis on salvestatud diskreetimissagedusega 22,05 kHz?
4. võimalus
1. Arvutage kodeeritud stereoheli infomaht, kui heli salvestatakse 15 sekundit diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
2. Üks minut digitaalse helifaili salvestamist võtab kettal enda alla 1,3 MB, helikaardi bitisügavus on 8. Mis on heli diskreetimissagedus?
5. võimalus
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 3 s kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 5 Hz ja helisügavusega 3 bitti.
2. Arvutage 3,5 MB helifaili heliaeg, mis sisaldab stereosalvestist diskreetimissagedusega 44 100 Hz ja koodi suurusega 16 bitti.
6. valik
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 10 sekundit diskreetimissagedusega 25 Hz ja helisügavusega 6 bitti.
2. Määrake digitaalse helifaili suurus (baitides), mille esitusaeg on 10 sekundit diskreetimissagedusega 22,05 kHz ja eraldusvõimega 8 bitti.
13-P Ole G 7. valik
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 5 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 3 Hz ja helisügavusega 4 bitti = 60 bitti.
2. Arvutage välja kodeeritud stereoheli infomaht, kui heli on salvestatud 20 sekundit diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 3 bitti = 900 bitti.
8. valik
1. Määrake salvestusruumi maht digitaalse helifaili jaoks, mille esitusaeg on kaks minutit diskreetimissagedusega 44,1 kHz ja eraldusvõime 16 bitti.
2. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 12 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 5 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
9. valik
1. Arvutage kodeeritud stereoheli infomaht, kui heli salvestatakse 30 sekundit diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 15 bitti.
2. Kaks minutit digitaalset helisalvestust võtab 5,1 MB kettaruumi. Diskreetimissagedus -- 22050 Hz. Mis on heliadapteri bitisügavus.
10. valik
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 17 sekundit kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 16 Hz ja helisügavusega 14 bitti.
3. 16 bitti ja 8 kHz.
11. valik
1. Arvutage kodeeritud stereoheli infomaht, kui heli salvestatakse 150 sekundit diskreetimissagedusega 20 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
12. valik
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 13 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 8 Hz ja helisügavusega 12 bitti.
2. Arvutage monohelifaili esitusaeg, kui selle maht on 16-bitise kodeeringu ja 32 kHz diskreetimissagedusega 6300 KB.
13. valik
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 25 sekundit diskreetimissagedusega 25 Hz ja helisügavusega 16 bitti.
2. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui salvestatakse 55 sekundit kõnet diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 5 bitti.
14. valik
1. Mis on 16-bitise kodeeringu, 32 kHz diskreetimissageduse ja 700 KB monohelifaili esitusaeg.
2. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 120 sekundit diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 23 bitti.
2. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 38 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 3 bitti.
16. variant
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 100 sekundit diskreetimissagedusega 27 Hz ja helisügavusega 15 bitti.
2. Arvutage 10-sekundilise monohelifaili helitugevus 16-bitise kodeeringuga ja diskreetimissagedusega 44,1 kHz.
17. variant
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 70 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 25 Hz ja helisügavusega 4 bitti.
18. valik
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 215 sekundit diskreetimissagedusega 5 kHz ja helisügavusega 3 bitti.
19. variant
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 34 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 45 Hz ja helisügavusega 7 bitti.
2. Arvutage monohelifaili esitusaeg, kui selle maht on 350 KB 4-bitise kodeeringuga ja diskreetimissagedusega 16 kHz.
20. variant
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 126 sekundit diskreetimissagedusega 32 Hz ja helisügavusega 6 bitti.
2. Määrake mälumaht digitaalse helifaili salvestamiseks, mille taasesitusaeg on 4 minutit diskreetimissagedusega 55 kHz ja laiendus 32 bitti.
21. variant
1. Arvutage kodeeritud heli infomaht, kui 14 sekundi pikkuse kõne heli on salvestatud diskreetimissagedusega 13 Hz ja helisügavusega 12 bitti.
2. Vaba kettaruumi maht on 512 MB, helikaardi bitisügavus 32. Kui kaua kestab 66100 Hz diskreetimissagedusega salvestatud digitaalse helifaili heli.
22. variant
1. Arvutage kodeeritud stereoheli teabemaht, kui heli salvestatakse 25 sekundit diskreetimissagedusega 15 Hz ja helisügavusega 16 bitti.
2. Määrake mälumaht stereohelifaili salvestamiseks, mille esitusaeg on 2 minutit, kui on teada, et diskreetimissagedus on 40 000 Hz ja heli kodeerimise sügavus on 16 bitti.
Kontrollküsimused
1. Defineerige terminid "heli" ja "arvuti helisüsteem"?
2. Millised on arvuti helisüsteemi põhifunktsioonid?
3. Millised on analoog-digitaal- ja digitaal-analoog muundamise peamised etapid?
4. Milliseid helisünteesi meetodeid kasutatakse?
5. Milliseid funktsioone mikserimoodul täidab ja millised on selle peamised omadused?
6. Andke definitsioonid mõistetele "ajaline proovivõtt" ja "bitikiirus"?
Majutatud saidil Allbest.ru
Sarnased dokumendid
Heli mõiste, selle kiiruse, lainepikkuse, kuulmislävede uurimine. Helitöötlusprogrammide kirjeldus, mis võimaldavad salvestada muusikat, muuta kõla tämbrit, helikõrgust, tempot. Heliredaktorite, restauraatorite ja helianalüsaatorite omadused.
abstraktne, lisatud 11.03.2013
wav helifaili vorming, kuidas see on kodeeritud. Heli taasesituse võimaluste juurutamine MATLAB programmeerimiskeskkonnas. Programmi funktsionaalse diagrammi koostamine. Infotehnoloogia aprobeerimine helifailide esitamiseks.
kursusetöö, lisatud 13.02.2016
Helisignaalide digitaalne esitus. Heli väljundseadmed: kõlarid, kõlar ja kõrvaklapid. Helisisendseadmed. Heli sagedus ja intensiivsus. Helivõnke amplituud, heliallika võimsus, vibratsiooni ulatus.
abstraktne, lisatud 08.02.2011
Helisignaali intensiivsuse ajast sõltuvuse digiteerimise protsessi analüüs. Kaasaegsetes elektromuusikalistes digitaalsetes süntesaatorites muusikahelide loomise tehnoloogia omadused. Põhiliste helivormingute, helitöötlusmeetodite õppimine.
kursusetöö, lisatud 23.11.2011
Ülevaade helitoe põhitõdedest kaasaegsetes arvutites ja põhilistes heliseadmetes. Helikaardi ja draiverite installimise reeglite uurimine, kõlarite valimine. Riist- ja tarkvaraga seotud probleemide kirjeldus. Helitöötluse algoritm.
kursusetöö, lisatud 16.03.2014
Heliärrituste tajumine. Sagedus, amplituud, faas kui heli omadused. Digitaalse informatsiooni kujutamine ja edastamise viisid. Heli sämplimise omadused. Teabe salvestamise viisid: biti haaval; kokkusurumine; CD-R tooriku struktuur; CD-R salvestamine.
abstraktne, lisatud 10.11.2009
Meloodia genereerimine ja salvestamine helifailina wav-vormingus. Vastuvõetud signaali sagedusanalüüsi läbiviimine. Wav-failide mahu sõltuvus signaali kodeeringu bitisügavusest. Salvestatud wav-faili nootide spekter etteantud bitisügavusega.
laboritööd, lisatud 30.03.2015
Helikaartide mudelid, nende võimalused, helikvaliteet ja mõõdud. Helikaartide seade ja nende toimimise põhimõtted. Helikaartides kasutatavad heli tekitamise meetodid. Dolby Digital Surround Sound Systemi omadused.
abstraktne, lisatud 13.03.2011
Digitaalsete töötlussüsteemide signaalide tehnilised omadused. Programmide kirjeldus digitaalse ja sünteesitud heliinfo töötlemiseks, heli müra summutamiseks. Professionaalne heli ja helilainete töötlemine: tihendamine, salvestamine, sämplimine.
kursusetöö, lisatud 03.01.2013
Muusikahariduse arvutistamise ajalugu. Arvuti funktsionaalsus muusikalise teabe vahetamise korraldamiseks. Heliinfo töötlemise tehnoloogiate ja vahendite arvestamine. Tehnoloogia rakendamine positsioonilise 3D-heli loomiseks.
Heli kodeering
Heli- Need on lained, mis levivad õhus, vees või muus keskkonnas pidevalt muutuva intensiivsuse ja sagedusega.
Mida suurem on signaali amplituud, seda valjem on see inimese jaoks; mida kõrgem on signaali sagedus, seda kõrgem on toon.
Tüüpilised helitugevuse väärtused:
Heli digiteerimine
digitaalne heli on analooghelisignaal, mida esindavad selle amplituudi diskreetsed arvväärtused.
Heli digiteerimine- tehnoloogia analooghelisignaali digitaalseks muutmiseks.
See seisneb signaali amplituudi mõõtmises teatud ajasammuga ja seejärel saadud väärtuste salvestamises numbrilisel kujul. Teine heli digiteerimise nimetus on analoog-digitaalheli teisendamine.
Heli diskreetimissagedus on helitugevuse mõõtmiste arv ühes sekundis.
Heli diskreetimissagedus võib olla vahemikus 8000 kuni 48 000 helitugevuse mõõtmist sekundis.
Heli kodeerimise sügavus on teabe hulk, mis on vajalik diskreetsete digitaalse helitugevuse tasemete kodeerimiseks.
Kui kodeerimissügavus on teada, saab digitaalse helitugevuse tasemete arvu arvutada valemiga N = 2 R . Olgu heli kodeeringu sügavus 16 bitti, siis helitugevuse tasemete arv on järgmine:
N = 2 R = 2 16 = 65536.
Kodeerimisprotsessi ajal määratakse igale helitugevuse tasemele oma 16-bitine kahendkood, madalaim helitase vastab koodile 0000000000000000 ja kõrgeim - 11111111111111111.
Helifaili suurus
I = f × R × N × t, Kus
f – diskreetimissagedus (Hz)
R – kodeerimissügavus (bitisügavus)
N - kanalite arv (1 - mono, 2 - stereo ...)
t – kõlamise aeg (s)
Saate hinnata 1-sekundilise stereohelifaili teabe mahtu kõrge kvaliteediga 16-bitise ja 48 kHz heliga.
48000 Hz × 16 bitti × 2 × 1 = 1536 000 bitti = 192 000 baiti = 187,5 kB
Kodutöö:
1. Ühe kanaliga (mono) helisalvestus tehakse diskreetimissagedusega 22 kHz ja kodeerimissügavusega 16 bitti. Salvestus kestab 2 minutit, selle tulemused kirjutatakse faili, andmete tihendamist ei teostata. Mis on faili suurus?
2. Kahe kanaliga (stereo) helisalvestus sagedusega 16 kHz ja 32-bitise resolutsiooniga viidi läbi 5 minuti jooksul. Andmete tihendamist ei tehtud. Mis on saadud faili suurus?
3. Kahe kanaliga (stereo) helisalvestus tehti diskreetimissagedusega 64 kHz ja 24-bitise eraldusvõimega. Tulemusena saadi 72 MB fail, andmete tihendamist ei tehtud. Määrake ligikaudu, kui kaua (minutites) salvestamine toimus. Esitage vastus salvestamise ajale lähima täisarvuna.
Inimkõrv tajub heli sagedustel, mis jäävad vahemikku 20 vibratsiooni sekundis (madal heli) kuni 20 000 vibratsiooni sekundis (kõrge heli).
Inimene suudab heli tajuda suures intensiivsuse vahemikus, mille maksimaalne intensiivsus on 10 14 korda suurem kui miinimum (sada tuhat miljardit korda). Heli tugevuse mõõtmiseks kasutatakse spetsiaalset seadet. "detsibell"(dbl) (tabel 5.1). Helitugevuse vähenemine või suurendamine 10 dB võrra vastab heli intensiivsuse vähenemisele või suurenemisele 10 korda.
Heli ajaproovide võtmine. Selleks, et arvuti saaks heli töödelda, tuleb pidev helisignaal ajaproovimise abil teisendada diskreetsesse digitaalvormi. Pidev helilaine jagatakse eraldi väikesteks ajalõikudeks, igale sellisele lõigule määratakse kindel helitugevuse väärtus.
Seega on helitugevuse pidev sõltuvus ajast A(t) asendatud diskreetse helitugevuse tasemete jadaga. Graafikul näeb see välja nagu sujuva kõvera asendamine "sammude" jadaga (joonis 1.2).
 |
| Riis. 1.2. Ajutine heli proovivõtt |
Proovivõtu sagedus. Analoogheli salvestamiseks ja digitaalseks teisendamiseks kasutatakse helikaardiga ühendatud mikrofoni. Vastuvõetud digitaalheli kvaliteet sõltub helitugevuse taseme mõõtmiste arvust ajaühikus, s.o. proovisagedus. Mida rohkem mõõtmisi I sekundi jooksul tehakse (mida kõrgem on diskreetimissagedus), seda täpsemalt kordab digitaalse helisignaali "redel" dialoogisignaali kõverat.
Heli diskreetimissagedus on helitugevuse mõõtmiste arv ühes sekundis.
Heli diskreetimissagedus võib olla vahemikus 8000 kuni 48 000 helitugevuse mõõtmist sekundis.
Heli kodeerimise sügavus. Igale "sammule" on määratud helitugevuse taseme teatud väärtus. Helitugevuse tasemeid võib käsitleda kui võimalike olekute N kogumit, mille kodeerimiseks on vaja teatud kogust informatsiooni I, mida nimetatakse heli kodeerimise sügavuseks.
Heli kodeerimise sügavus on teabe hulk, mis on vajalik diskreetsete digitaalse helitugevuse tasemete kodeerimiseks.
Kui kodeerimissügavus on teada, saab digitaalse helitugevuse tasemete arvu arvutada valemiga N = 2 I . Olgu heli kodeeringu sügavus 16 bitti, siis helitugevuse tasemete arv on järgmine:
N = 2 I = 216 = 65536.
Kodeerimisprotsessi ajal määratakse igale helitugevuse tasemele oma 16-bitine kahendkood, madalaim helitase vastab koodile 0000000000000000 ja kõrgeim - 11111111111111111.
Digitaliseeritud heli kvaliteet. Mida kõrgem on heli sagedus ja sämplimissügavus, seda parem on digiteeritud heli kvaliteet. Madalaim digiteeritud heli kvaliteet, mis vastab telefoniühenduse kvaliteedile, saadakse diskreetimissagedusel 8000 korda sekundis, diskreetimissügavusel 8 bitti ja ühe heliraja salvestamisel ("mono" režiim). Kõrgeim digiteeritud heli kvaliteet, mis vastab audio-CD kvaliteedile, saavutatakse diskreetimissagedusega 48 000 korda sekundis, diskreetimissügavusega 16 bitti ja kahe heliriba salvestamisega (stereorežiim).
Tuleb meeles pidada, et mida kõrgem on digitaalse heli kvaliteet, seda suurem on helifaili teabe maht. Saate hinnata keskmise helikvaliteediga (16 bitti, 24 000 mõõtmist sekundis) 1 sekundi helikestusega digitaalse stereohelifaili teabemahtu. Selleks tuleb kodeerimissügavus korrutada mõõtmiste arvuga 1 sekundi kohta ja korrutada 2-ga (stereoheli):
16 bitti × 24 000 × 2 = 768 000 bitti = 96 000 baiti = 93,75 KB.
helitoimetajad. Heliredaktorid võimaldavad teil mitte ainult heli salvestada ja esitada, vaid ka seda redigeerida. Digiteeritud heli esitatakse heliredaktorites visuaalsel kujul, nii et heliraja osade kopeerimise, teisaldamise ja kustutamise toiminguid saab hõlpsasti teha hiirega. Lisaks saate heliribasid üksteise peale asetada (helid miksida) ja rakendada erinevaid akustilisi efekte (kaja, tagurpidi taasesitus jne).
Heliredaktorid võimaldavad teil muuta digitaalse heli kvaliteeti ja helifaili suurust, muutes diskreetimissagedust ja kodeerimissügavust. Digiteeritud heli saab salvestada pakkimata helifailidesse universaalses vormingus WAV või tihendatud kujul MP3.
Heli kokkusurutud vormingus salvestamisel jäetakse kõrvale madala intensiivsusega helisagedused, mis on inimese taju jaoks "liigsed" ja langevad ajaliselt kokku suure intensiivsusega helisagedustega. Selle vormingu kasutamine võimaldab helifaile kümneid kordi tihendada, kuid toob kaasa pöördumatu teabekao (faile ei saa algsel kujul taastada).
Kontrollküsimused
1. Kuidas diskreetimissagedus ja kodeerimissügavus mõjutavad digitaalse heli kvaliteeti?
Ülesanded eneseteostuseks
1.22. Valikulise vastusega ülesanne. Helikaart tekitab analooghelisignaali binaarse kodeeringu. Kui palju teavet on vaja iga 65 536 võimaliku signaali intensiivsuse taseme kodeerimiseks?
1) 16 bitti; 2) 256 bitti; 3) 1 bitt; 4) 8 bitti.
1.23. Küsimus üksikasjaliku vastusega. Hinnake 10 sekundit kestvate digitaalsete helifailide teabemahtu helisignaali kodeerimissügavuse ja diskreetimissageduse juures, tagades minimaalse ja maksimaalse helikvaliteedi:
a) mono, 8 bitti, 8000 mõõtmist sekundis;
b) stereo, 16 bitti, 48 000 mõõtmist sekundis.
1.24. Küsimus üksikasjaliku vastusega. Määrake helifaili pikkus, mis mahub 3,5-tollisele disketile (pange tähele, et 2847 sektorit, millest igaüks on 512 baiti, on eraldatud andmete salvestamiseks sellisele disketile):
a) madala helikvaliteediga: mono, 8 bitti, 8000 mõõtmist sekundis;
b) kõrge helikvaliteediga: stereo, 16 bitti, 48 000 mõõtmist sekundis.