Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2013 в 14:52, курсовая работа
Сучасні методи звукозапису складається з двох основних частин: аналогового й цифрового. Раніше все записувалося на аналогові носії. Тому були дуже великі втрати при копіюванні з одного накопичувача інформації на інший. Інший мінус чисто аналогових методів полягає в погрішності в управлінні. Один раз повернув ручку потенціометра, ви потім не зможете точно зафіксувати її у вихідне положення.
З приходом цифрових технологій все істотно змінилося і спростилося. Стало можливим копіювання цифрового звукового сигналу, редагувати, копіювати окремі частини, накладати декількох звуків без втрат в якості.
Зараз "аналог" використовується по мінімуму - тільки мікрофони, звукознімачі, кабелі, попередні, мікшери та акустичні системи (колонки). Все інше покладається на плечі комп'ютера.
Цифрові методи не стоять на місці і розвиваються таким же темпом як і раніше.
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Вінницький національний
Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління
Кафедра АІВТ
АНАЛІЗ МЕТОДІВ ОБРОБЛЕННЯ ЗВУКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ В ЕОМ
Пояснювальна записка
з дисципліни «Програмування»
до курсової роботи за спеціальністю
“ Cистемна інженерія ”
08-02.П.027.00.000 ПЗ
”___” ____________2011 р.
Вінниця ВНТУ 2011
Міністерство освіти і науки, молоді і спорту України
Вінницький національний технічний університет
Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем
управління
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедри АІВТ, проф., д.т.н.
________________ Р.Н. Квєтний
ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
на курсову роботу з дисципліни «Програмування»
студенту ІнАЕКСУ факультету АКСУ групи 1СІ-10 ___________________
ТЕМА: Аналіз методів обробки звукової інформації
на ЕОМ
Вихідні дані:
Зміст ПЗ до курсової роботи
Дата видачі ”____” _________ 20__ р. Керівник __________________
АНОТАЦІЯ
Курсова робота присвячена розробці програми що дозволяє вводити, відтворювати та зберігати звукову інформацію. В результаті аналізу предметної області був вибраний метод розв’язку даної задачі й створено програму. Програмна реалізація здійснена на мові С++, що має засоби для створення зручного графічного інтерфейсу. В роботі приведено лістинг программи, обгрунтування вибраного методу рішення задачі та опис логічної структури программи.
ANNOTATION
Term paper is devoted to developing software that allows you to enter, display and store audio information. As a result of the analysis of the subject area was chosen method of solution of this problem and created the program.
Software implementation done in C + +, which has tools for creating user-friendly graphical interface. We brought the listing program, justify the chosen method of solution of the problem and description of the logical structure of programs.
ЗМІСТ
Сучасні методи звукозапису складається з двох основних частин: аналогового й цифрового. Раніше все записувалося на аналогові носії. Тому були дуже великі втрати при копіюванні з одного накопичувача інформації на інший. Інший мінус чисто аналогових методів полягає в погрішності в управлінні. Один раз повернув ручку потенціометра, ви потім не зможете точно зафіксувати її у вихідне положення.
З приходом цифрових технологій все
істотно змінилося і
Зараз "аналог" використовується по мінімуму - тільки мікрофони, звукознімачі, кабелі, попередні, мікшери та акустичні системи (колонки). Все інше покладається на плечі комп'ютера.
Цифрові методи не стоять на місці і розвиваються таким же темпом як і раніше.
Звукозапис — процес запису звукової інформації з метою її збереження і подальшого відтворення. Він заснований на зміні фізичного стану або форми різних ділянок носія запису — магнітної стрічки, грамофонної платівки, кіноплівки, цифрових носіїв інформації тощо [1].
Механічний звукозапис вперше практично здійснений в 1877 американським винахідником Томасом Альва Едісоном, який побудував фонограф із записом звуку на валу, обернутому олов'яною фольгою. Надалі фольга була замінена воском. Механічний звукозапис на грамофонних платівках набув широкого поширення через простоту і зручність відтворення звуку в домашніх умовах. При механічному записі звуку голка або різець видавлює або вирізує на поверхні рухомого носія канавку, форма якої відповідає формі записуваних звукових коливань. В процесі відтворення електропрогравачем грамофонна голка, рухаючись по звивині канавки, повторює ці коливання і передає їх або мембрані, випромінюючій звук через рупор, або електромеханічному перетворювачу звукознімача, що виробляє електричні сигнали.
Прообразом апаратів фотографічного звукозапису є фотографофон, виготовлений в 1901 німецьким інженером Е. Румером. Фотографічний звукозапис застосовували головним чином в звуковому кіно. При фотографічному звукозаписі у такт із звуковими коливаннями змінюється (модулюється) сила або форма світлового променя, падаючого на рухому кіноплівку. В результаті звук виявляється «сфотографованим». Після хімічного прояву на плівці утворюється затемнена доріжка запису, прозорість або ширина якої змінюється по довжині плівки відповідно до закономірності записаного коливання. Для відтворення звукозапису, фотографічну фонограму, яка рухається з тією ж швидкістю, з якою рухалася плівка при записі, просвічують променем світла, що проходить крізь доріжку запису і падаючим на фотоелемент, фотоелемент перетворить коливання сили світла в електричні коливання.
Перший апарат для магнітного звукозапису на сталевий дріт (телеграфон) був запропонований в 1898 данським інженером В. Паульсеном. З 40—50-х рр. 20 століття набув поширення магнітний звукозапис на магнітну стрічку за допомогою магнітофонів, які стали простими і зручними апаратами для виробництва звукозапису у домашніх умовах. При магнітному записі в такт із звуковими коливаннями намагнічуються окремі ділянки носія, що рухається через магнітне поле. Поле створюється магнітною головкою, через обмотку якої проходять посилені електричні струми мікрофону. При відтворенні відбувається зворотне перетворення: рухома магнітна фонограма порушує в магнітній головці електричні сигнали [2].
Перед першим цифровим записом проходили численні розробки вчених з різних прикладних областей математики, фізики, хімії. У 1937 році британський учений Alec Reeves запатентував перший опис імпульсно-кодової модуляції. Тільки в 1967 технічним інститутом досліджень NHK представлений перший цифровий котушковий стереорекордер на 1-дюймової відеострічці. Запис звукових даних у вигляді файлів на різні носії за допомогою персонального комп'ютера з'явилася на початку 1990-х років. Однак, великий обсяг даних і маленький розмір доступних пристроїв зберігання інформації не дозволяло використовувати цей вид запису в повній мірі. Розвиток алгоритмів кодування і стиснення звукової інформації дало поштовх широкому розповсюдженню цифрових форматів аудіо-файлів. Основною відмінністю від усіх, що існували до цього методів зберігання звукозаписів стало відсутність обмеження на обов'язкову відповідність аудіо-формату формату носія. Записаний одного разу аудіо файл може бути збережений і скопійований на безліч різних носіїв, таких як жорсткі диски, записувані і перезаписувані оптичні диски, флеш-карти, твердотільні накопичувачі. Надалі технологія звукозапису також постійно вдосконалюється [3].
Існують багато сучасних програм які мають можливість записувати та відтворювати звукову інформацію Samplitude studio, Sound forge, EzRecorder, PistonSoft MP3 Audio Recorder, RealMedia, QuickTime, KMPlayer, Windows Media та багато інших. Деякі з них мають незручний інтерфейс, мають дуже багато функцій, в призначенні яких важко розібратися.
Розроблена программа призначення для введення та відтворення звукової інформації. Вона має всі основні можливості які можуть знадобитися користувачеві: записувати та відтворювати звукову інформацію, призупиняти ,відновлювати та закінчувати роботу цих процесів. Час запису звуку програмою виключно залежить від наявності вільного місця на диску. Завдяки простому інтерфейсу можна легко зрозуміти, що дана программа призначенна для користовачів персонального комп’ютера різного рівіня навичок.
Цифровий звук — це представлення аналогового звукового сигналу у вигляді бітової послідовності, яка відповідає рівням електричних звукових коливань в певний проміжок часу. Для перетворення звуку в цифровий вид, застосовується імпульсно-кодова модуляція ІКМ (PCM Pulse Code Modulation) чи, рідше, дельта модуляція ДМ (DM Delta modulation).
Принцип ІКМ полягає в перетворенні аналогового сигналу в цифровий і в поданні квантових відліків кінцевої послідовності бінарних імпульсів.
Переваги цифрового кодування інформації в системі ІКМ полягають в тому, що:
- бінарна форма ІКМ сигналу є універсальною для всіх операцій над сигналами при обробці і передачі інформації;
- єдиним визначальним фактором з точки зору декодування ІКМ сигналу є наявність або відсутність бінарного імпульсу в прийнятому кодовому слові.
- Низька чутливість сигналу до впливу шуму, інтерференційних перешкод і спотворень, пов'язаних з передачею і записом сигналу;
- Простота відновлення
З точки зору швидкості передачі, ІКМ система недостатньо ефективна.
Дельта-модуляція є простий
Перевагою ДМ в порівнянні з ІКМ є, передусім, простота реалізації пристрою що кодує і декодує. ДМ є спосіб кодування, який доцільно використовувати для цифрової передачі інформації, але не для її обробки. ДМ можна застосовувати в телефонній техніці. При передачі інформації, ДМ також характеризується різноманітним проявом шуму квантування, для зменшення помітності якого необхідно відповідним чином оптимізувати параметри кодування. Тому в системі з ДМ слід застосовувати більш високу в порівнянні з ІКМ частоту дискретизації, кількість сигналів за секунду , що вплине на збільшення розміру необхідного щоб записати інформацію [3].
Цифрування і подальше відновлення звуку здійснюється відповідно до теореми Котельникова (відомої також як теорема відліків) яка свідчить, що частота дискретизації повинна бути не менше, ніж у два рази більше граничної частоти спектра сигналу. При цьому не відбувається втрати інформації. Тобто сигнал може бути абсолютно точно відновлений по своїх відліками.
Відомо, що людське вухо сприймає звукові коливання з частотою не більше 20кГц. З цього випливає, що якщо частота дискретизації буде не менш 40кГц, то ми не помітимо операції "дискретизація-відновлення". Інший приклад, відомо, що людський голос по потужності в основному зосереджений в смузі 300-3500Гц. Відповідно, для якісної передачі голосу необхідно мати частоту дискретизації не менше 7кГц.[4]
Прийнявши до уваги ці факти можна вибрати мінімальну частоту дискретизації. Зауважимо, що якісне представлення звуку вимагає набагато більших ресурсів (місця на диску, розміру буферів у пам'яті, часу на передачу по мережі) і не завжди виправдане.
На основі цих міркувань можна
зробити вибір в сторону
Информация о работе Аналіз методів оброблення звукової інформації в еом