Rappresentazione dei suoni

Fisicamente un suono è rappresentato come un’onda che descrive la variazione della pressione dell’aria nel tempo (onda sonora):

Onda sonora

L’ onda sonora è campionata, cioè si misura l’ampiezza ad intervalli di tempo regolari:

• Ampiezza misurata in un dato istante di tempo = campione

• Il numero di misure effettuate in un secondo definisce la frequenza di campionamento (Hertz, Hz)

Onda sonora, campionamento

• ’accuratezza della ricostruzione dipende

  • dalla frequenza di campionamento

  • dal numero di bit usati per rappresentare ogni campione

• Maggiore accuratezza significa maggior quantità di memoria occupata

• Tecniche di compressione

  • Algoritmi lossy: sfruttano il fatto che suoni a basso volume sovrapposti a suoni ad alto volume sono poco udibili dall’orecchio umano e possono essere eliminati;

  • MPEG-1 Layer 3, detto anche MP3;

Esercizio 1

• Domanda: quanto spazio occupa un suono della durata di 10 secondi campionato a 100 Hz, in cui ogni campione occupa 4 byte?

• Risposta: la frequenza di campionamento ci dice quanti campioni di suono vengono memorizzati in un secondo, 100 in questo caso. Avendo 10 secondi di suono avremo 10 × 100 = 1.000 campioni. Poiché ogni campione richiede 4 byte, il suono occuperà 1000 × 4 = 4000 byte

Esercizio 2

• Domanda: un secondo di suono campionato a 512 Hz occupa 1KB. Quanti valori distinti si possono avere per i campioni?

• Risposta: poiché vengono memorizzati 512 campioni al secondo, avremo in tutto 512 campioni. Il file sonoro occupa 1 KB, cioè 1024 byte e quindi ogni singolo campione occuperà 1024/512 = 2 byte, ovvero 16 bit. Si potranno quindi avere 2^16 = 65.536 valori distinti.