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

Zopakujme si uchovávanie textov Ako sa digitalizuje už vytlačený text ? Aká je kvalita OCR softvéru a čím ho nahrádzame v súčasnosti ? Aký kódovací štandard používa program Microsoft Word a v čom je jeho výhoda ? Čo ponúkne program MS Word, ak pri otváraní textového súboru zistí nezhodu so svojím kódovacím štandardom ? 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: vzorkovanie, kvantovanie, 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 kHz – jednoduchý zvuk (v telefóne) 44 kHz – menej kvalitné hudobné zvuky 96 – 192 kHz – 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 20kHz alebo pod 20Hz) a zároveň môžu použiť princípy zmenšovania množstva údajov pomocou postupov známych pri „zipovaní“ bežných súborov Pre zmenšenie veľkosti digitalizovanej informácie pri zachovaní určitej úrovne kvality sa používa kompresia

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 Mp3 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 mp3 MP3 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. MP3 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. MP3 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 kB.

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

Koniec Vložte obrázok zvieraťa alebo rastliny, ktoré sa vyskytujú vo vašej krajine.