Predmet Informatika 1 Tma Ukladanie zvuku Digitlny prezentan

Predmet: Informatika 1 Téma: Ukladanie zvuku (Digitálny prezentačný materiál) Vypracoval: Mgr. Ondrej Kostelník

Zopakujme si uchovávanie textov 1. Ako sa digitalizuje už vytlačený text ? 2. Aká je kvalita OCR softvéru a čím ho nahrádzame v súčasnosti ? 3. Aký kódovací štandard používa program Microsoft Word a v čom je jeho výhoda ? 4. Čo ponúkne program MS Word, ak pri otváraní textového súboru zistí nezhodu so svojím kódovacím štandardom ? 5. Prečo je vhodné pri ukladaní textového súboru zvoliť kódovací štandard UNICODE ?

Digitalizácia zvuku

Čo je digitalizácia zvuku • Snímanie zvuku pomocou mikrofónu a jeho následný prevod do digitálnej formy prostredníctvom analógovo-digitálneho (A/D) prevodníka • Digitalizácia je proces zložený z troch častí a to: 1. vzorkovanie, 2. kvantovanie, 3. kódovanie

Vzorkovanie - samplovanie • Vzorkovanie je proces, pri ktorom sa v určitých časových intervaloch (pri vzorkovacej frekvencii) snímajú hodnoty analógového vstupu z mikrofónu • Je to teda rozdelenie spojitého signálu na malé časové úseky • Čím kratší je časový interval vzorkovania (vyššia vzorkovacia frekvencia), tým kvalitnejšie bude zvuk zaznamenaný, ale nároky na pamäťový priestor sa zvyšujú.

Vzorkovacia frekvencia • 10 k. Hz – jednoduchý zvuk (v telefóne) • 44 k. Hz – menej kvalitné hudobné zvuky • 96 – 192 k. Hz – vysokokvalitné hudobné zvuky

Spracovanie zvukového signálu Obr. 1

Kvantovanie • Kvantovanie je proces, pri ktorom sa hodnota snímanej veličiny „zaokrúhli“ na najbližšiu hodnotu digitálnej veličiny • Pri kvantovaní teda jednotlivým časovým úsekom, ktoré sme získali pri vzorkovaní, priradíme hodnotu amplitúdy • Aj tu platí, že čím viac kvánt (úrovní) máme, tým je signál kvalitnejší, no nároky na pamäť sa zvyšujú

Kódovanie • Kódovaním zabezpečíme uloženie spracovaných dát do podoby vhodnej pre počítač • Je to vlastne prepis kvantovaných úrovní do číselnej reprezentácie • Od toho, koľko bitov použijeme na reprezentáciu kvantovej úrovne, závisí kvalita zvuku

Kompresia • zmenšenie veľkosti digitalizovanej informácie • pri zachovaní určitej úrovne kvality • Kompresné algoritmy sú schopné odstrániť z digitalizovanej informácie nepotrebné časti (napr. nepočuteľné zvuky nad 20 k. Hz alebo pod 20 Hz) a zároveň môžu použiť princípy zmenšovania množstva údajov pomocou postupov známych pri „zipovaní“ bežných súborov

Kompresiu delíme na: • Stratová • Bezstratová

Stratová kompresia • Niektoré informácie sú nenávratne stratené, nie je možné ich vrátiť späť Použitie: • tam, kde je možné stratu niektorých informácií tolerovať • Napr. zvuk, obraz, video • Človek si chýbajúce údaje dokáže domyslieť do určitej miery

Bezstrátová kompresia • Nie je tak účinná ako stratová • Výhoda: je možné ho opačným postupom rekonštruovať do pôvodnej podoby Použitie: • Tam, kde strata jedného znaku by mohla znamenať nenávratné poškodenie • Pri prenášaní počítačových dat, výsledkov meraní, textu

Kompresný pomer • Podiel veľkosti pôvodných dát ku komprimovaným dátam • Je ovplyvnený voľbou algoritmu Príklad: • Pôvodný súbor - 10 MB • Komprimovaný - 2 MB • Kompresný pomer – 10/2 = 5 : 1 • Úspora miesta – opačný pomer • 2/10. . . 0, 8 => 80 %

Analógovo spracovávaný signál má nižšiu kvalitu ako Digitálne spracovávaný signál

Zvuk nahraný z audio pásky Odstránený šum z nahrávky

Formát digitalizovaného zvuku • Wave • Mp 3 • Midi

Formát wave Waveform Audio File Format (skrátene WAV alebo WAVE) predstavuje bezstratový zvukový formát, ktorý vytvorili firmy IBM a Microsoft na digitálne ukladanie zvuku v počítačoch. Je to základný formát, ktorý je realizovaný zvukovou kartou pri digitalizácií analógového zvukového signálu prichádzajúceho z mikrofónu alebo elektronického zvukového zariadenia (napr. gitary, magnetofónu, gramofónu, rádia, . . . ) Jeho nevýhodou je veľký rozsah

Formát mp 3 • MP 3 je patentovaný dekódovací formát stratovej kompresie digitálneho zvuku, založený na kompresnom algoritme definovanom skupinou MPEG (Motion Picture Experts Group). Je bežným zvukovým formátom pre streaming alebo ukladanie zvuku a takisto je štandardom digitálnej zvukovej kompresie na prenos a prehrávanie hudby vo väčšine digitálnych hudobných prehrávačoch. • MP 3 súbor, ktorý je vytvorený s nastavenou bitovou rýchlosťou 128 kbit/s, z ktorej vyplýva, že súbor má približne 1/11 veľkosti wave súboru vytvoreného z originálneho zdroja zvuku. MP 3 súbor je možné vytvoriť s vyššou alebo nižšou bitovou rýchlosťou, z čoho vyplýva aj vyššia alebo horšia kvalita.

Formát midi MIDI (angl. : musical instrument digital interface = „Digitálne rozhranie pre elektronické hudobné nástroje“) je to formát vytváraný počítačovým programom a reprodukovaný syntetizátorom počítača. Takto vytvorený hudobný súbor na počítači má príponu mid. Výhoda takéhoto formátu je hlavne v tom, že je veľmi malý. Minútová nahrávka má rozsah len niekoľko k. B.

Dávali ste pozor? 1. Ako definujeme digitalizáciu zvuku ? 2. Z akých etáp je proces digitalizácie zvuku zložený? 3. Čo je vzorkovanie a vzorkovacia frekvencia? 4. Popíšte proces kvantovania snímaného zvuku. 5. Popíšte proces kódovania snímaného zvuku. 6. Čo je kompresia zvukového súboru a prečo sa robí? 7. Popíšte základné formáty digitalizovaného zvuku a ich výhody.

Koniec