Rappresentazione dei suoni
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Fisicamente un suono è rappresentato come un’onda che descrive la variazione della pressione dell’aria nel tempo (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)
L’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
Il BITRATE è la quantità di bit per memorizzare 1 secondo di audio. Si calcola in bps (bit per secondo).
La formula per calcolare il bitrate:
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
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.
Domanda: Calcolare lo spazio che occupa un file wave stereo di un minuto con frequenza di campionamento di 44,1 KHz e risoluzione di 16 bit. (Trovare il risultato in MByte)
Risposta: Calcoliamo prima il bitrate cioè il numero di bit da memorizzare per un secondo di audio. Tenendo conto che parliamo di un segnale stereo allora il numero di canali è 2.
Trasformiamo il Bitrate in byte al secondo dividendolo per 8 (dimensione di un byte) :
Quindi semplicemente moltiplicando per 60 abbiamo i byte per un minuto di audio. Dovendo calcolarli in MByte dividiamo per 10^6:
Quindi la registrazione di un minuto di audio occupa 10,584 MByte.
