Przygotowali: Bartosz Szatan IIa Paweł Tokarczyk IIa
Dźwięk wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 khz. Drgania, o wyższej częstotliwości to ultradźwięki, a mniejszej infradźwięki. Najłatwiej słyszalne są dźwięki o częstotliwości ok. 1000 Hz.
Składowa- prosty dźwięk o jednej częstotliwości, stałej w czasie. Wykresem obrazującym zależność natężenia od czasu jest w tym przypadku sinusoida. Fala sinusoidalna
Barwa dźwięku cecha dźwięku, która pozwala odróżnić brzmienia różnych instrumentów lub głosu. Uzależniona jest od ilości, rodzaju i natężenia tonów składowych, ponieważ jest związana ze spektrum harmonicznym. Barwa danego instrumentu może zmieniać się nieznacznie w zależności od: sposobu wzbudzania drgań (pociągnięcie smyczkiem, szarpnięcie lub uderzenie) siły wzbudzenia (zatem i głośności dźwięku) częstotliwości (różne struny mogą wydawać dźwięki nieco różniące się barwą) zmian w czasie
Wysokość dźwięku - częstotliwość, którą najmocniej słychać w danym sygnale dźwiękowym, tzn. częstotliwość, dla której występuje maksimum natężenia dźwięku w widmie tego dźwięku. Widmo dźwięku to graficzny zapis jego składu, czyli ilości, poziomu natężenia i wysokości tonów składowych a także pozostałych składników, np. szumów. Istnieje wiele sposobów przedstawiania widma dźwięku a także różne zakresy przedstawiania i pomijania składowych w zależności od ich głośności. Wykres widma dźwięku uzyskany w programie Audacity
Po raz pierwszy dźwięk zapisał Thomas Edison. Dokonał tego za pomocą urządzenia zwanego fonografem.
Jednak fonograf był dość prymitywnym urządzeniem. Dlatego po jakimś czasie zastąpiono go wynalezionym przez Emila Berlinera gramofonem. Gramofon funkcjonował podobnie, jak fonograf. Jednak zapisywano dźwięk nie na wałku, lecz na płycie gramofonowej, zwanej też winylową. Gramofon Płyta winylowa
Zalety mechanicznego zapisu dźwięku: Dźwięk jest wyrazisty, w dobrej jakości. Odtwarzanie dźwięku nie jest skomplikowane Przetwarzanie sygnału w naturalnej postaci Wady mechanicznego zapisu dźwięku: Płyta mieści mało utworów Po pewnym czasie dźwięk z płyty winylowej jakby zanika, igła "wyrównuje nierówności", czyli po prostu wymazuje dźwięk. Trudność w eliminacji szumów i zakłóceń Niska wartość stosunku sygnał/szum
Niedługo po zapisie mechanicznym pojawia się nowa metoda na zapisywanie dźwięku, a mianowicie - zapis magnetyczny. Zapis ten polegał na wpisywanie w taśmę dźwięku za pomocą elektromagnesu. Do odtworzenia dźwięku nagranego na takiej taśmie potrzebny był tzw. magnetofon szpulowy. Taśma magnetyczna Magnetofon szpulowy
Zalety magnetycznego zapisu dźwięku: Na kasecie mieści się znacznie więcej utworów. Odtwarzanie zapisanego dźwięku jest bardziej zmechanizowane. Nagranie jest trwalsze niż w zapisie mechanicznym. Wady magnetycznego zapisu dźwięku: Na kasecie ciężko jest znaleźć dany utwór. Po długim czasie użytkowania kaseta ulega rozmagnetyzowaniu. Dźwięk z kasety jest jakościowo gorszy od tego z płyty winylowej.
W technice cyfrowej sygnał przetwarzany jest z postaci naturalnej, ciągłej, do reprezentacji numerycznej, czyli ciągu dyskretnych wartości liczbowych. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe (A/C) składa się z trzech podstawowych procesów: 1.Próbkowanie 2.Kwantyzacja 3.Kodowanie
Polega na określeniu wartości sygnału ciągłego w określonych odstępach czasu. "Chwile próbkowania" są określone przez częstotliwość próbkowania, jeden z podstawowych parametrów przetwarzania A/C
W tym kroku, wartości sygnału uzyskane drogą próbkowania (należące nadal do całego zakresu zmienności sygnału) zostają "zaokrąglane" w taki sposób, by można je było przedstawić przy pomocy skończonej liczby wartości
. Na tym etapie liczbowe kody dyskretnych wartości, do jakich został sprowadzony sygnał źródłowy, zostają zapisane w postaci liczbowej, czyli w przypadku binarnej techniki cyfrowej, w formie liczb zapisanych w systemie dwójkowym, ciągu zer i jedynek
Zalety zapisu cyfrowego dźwięku: zabiera mało miejsca na nośniku danych na nośniku danych (np. płycie CD) dźwięk można wymazywać i nagrywać od nowa wiele razy szybka i wygodna metoda, którą każdy wykorzystuje zapis jest bardziej trwały, tzn. dane nie tracą się po pewnym okresie czasu, jak w zapisie magnetycznym Wady zapisu cyfrowego dźwięku: dźwięk, mimo że jest w dobrej jakości, nie dorównuje dźwiękowi z płyty winylowej. podczas kompresji danych "wycina się" część dźwięków. Przy dobrej marki sprzęcie słyszalne są wyraźne straty w jakości dźwięku.
Kompresja audio - polega na zmianie sposobu zapisu informacji tak, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru. Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów. Kompresję dzielimy na: o bezstratną w której z postaci skompresowanej można odzyskać identyczną postać pierwotną o stratną w której takie odzyskanie jest niemożliwe, jednak główne właściwości, które nas interesują, zostają zachowane
44 khz 22 khz 16 khz 12 khz 8 khz
WAVE MP3 64kbps
Próbkowanie (Hz) Zależność wagi pliku audio od próbkowania 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 9 040 290 2 898 275 1 800 888 1 142 400 813 371 Waga pliku (bajty)
Jakość sygnału dźwiękowego przekazywanego przez łącza telekomunikacyjne jest niska. Można stwierdzić, że ma niską przepływność np. 96kbps.
Przepływność: 192kbps (1024*192 bity na sekundę) Czas utworu: 3 min 17s = 197s Ilość kanałów: 2 1024*192*197 = 38731776 (bitów) 38731776*2 = 77463552 (bitów) 1 bajt = 8 bitów 1 megabajt = 1024 kilobajtów 1 kilobajt = 1024 bajtów 1 megabajt = 1048576 bajtów 77463552 bitów = 9682944 bajty 9682944 bajty = 9456 kilobajtów 9456 bajtów = 9.23 megabajta