Зарегистрировано «___»_____20___г.

________ __________________________

Подпись (расшифровка подписи)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ Государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего профессионального образования

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НИУ «БелГУ»)

ФАКУЛЬТЕТ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ

Разработка информационных технологий воспроизведения звуковых файлов

1403. 210700.128. ПЗКР

Курсовая работа по дисциплине «Информатика»

студента дневного отделения 1 курса группы 141207

Фонова Алексея Юрьевича

Научный руководитель:

канд. техн. наук, доцент

Е.И. Прохренко

БЕЛГОРОД 2013

СОДЕРЖАНИЕ

2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 11

2.1 Составление функциональной схемы программы 11

Приложение А 27

Приложение В 29

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время сильно возросла потребность в воспроизведения звуковых файлов, множество людей ежедневно прослушивают музыкальные композиции, используя различные электронные устройства. Для каждого из данных устройств, требуется программное обеспечение, воспроизводящее звуковые файлы, которое принято называть звуковым плеером. Существует различные звуковые плееры, у каждого из них есть как достоинства, так и недостатки. С другой стороны определённому кругу пользователей требуется воспроизведение звуковых файлов с помощью специальных программных средств, одним из которых выступает язык программирования Matlab. Он обладает мощнейшим пакетом обработки сигналов signal processing box, но у него отсутствует оболочка для воспроизведения звуковых файлов, которая часто необходима для прослушивания пользователем звуковых файлов, находящихся в процессе обработки. В данной работе предполагается разработка интерфейса для проигрывания звукового файла формата *.wav

Цель работы повышение эффективности при работе с звуковыми файлами в системе Matlab. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. ознакомится с технологиями воспроизведения звуковых файлов.

2. разработать блок-схемы алгоритмов.

3. разработать и апробировать информационную технологию воспро-

изведения звуковых файлов.

Объектом исследования в данной работе выступает приложение Matlab для создания пользовательского интерфейса, GUI

Предметом исследования является аудиоплеер, который был создан на базе GUI.

Для решения поставленных задач привлекались методы исследования, такие как анализ, эксперимент, тестирование, анкетирование.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки 36 страниц и программного приложения.

Пояснительная записка включает в себя: введение, два теоретических раздела, три практических раздела, заключение, список использованных источников и приложения.

1 Технология воспроизведения звуковых файлов

1.1 Способы кодирования и воспроизведения звука, формат звукового файла wav.

Звук - это физическое природное явление, распространяющееся посредством колебаний воздуха и, следовательно, можно сказать, что мы имеем дело только с волновыми характеристиками. Задачей преобразования звука в электронный вид является повторение всех его этих самых волновых характеристик. Но электронный сигнал не является аналоговым, и может записываться посредством коротких дискретных значений. Пусть они имеют малый интервал между собой и практически неощутимы, на первый взгляд для человеческого уха, но мы должны всегда иметь ввиду что имеем дело только с эмуляцией природного явления, именуемого звуком.

Такая запись именуется импульсно-кодовой модуляцией и являет собой последовательную запись дискретных значений взятых с определенной частотой [7].

Звуковые файлы - это файлы, содержащие цифровую запись аудиоданных (голоса, музыкальных произведений или их фрагментов и других звуков любой природы); существуют два основных типа звуковых файлов: с оцифрованным звуком и нотной записью.

Файлы с нотной записью — звуковые файлы, которые содержат последовательность команд, сообщающих какую ноту и каким инструментом и как долго нужно воспроизводить в тот или иной момент времени. Формат может предусматривать одновременную игру нескольких музыкальных инструментов, в этом случае говорят о соответствующем количестве голосов.

Файлы с оцифрованным звуком— звуковые файлы, в которых исходная непрерывная («аналоговая») форма сигнала записана в виде последовательности коротких дискретных значений амплитуд звукового сигнала, измеренных («выбранных») через одинаковые промежутки времени и имеющих между собой весьма малый интервал. Процесс замены непрерывного сигнала последовательностью его значений называют дискретизацией, а такую форму записи — импульсно-кодовой [6].

Аппаратная реализация обработки оцифрованного звука состоит в том, что аналого-цифрового преобразователь (АЦП) преобразует аналоговый сигнал в множество цифровых замеров Последовательность этих замеров и составляет звуковой файл (wav-файл). При воспроизведении цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) осуществляет обратный процесс — преобразование цифрового сигнала в аналоговый [2].

Любой звуковой файл можно представить, как базу данных. Она имеет свою структуру, о параметрах которой указывается обычно вначале файла. Потом идет структурированный список значений по определенным полям. Иногда вместо значений стоят формулы, позволяющие уменьшать размер файла [1].

Выборка, отсчёт (звукового сигнала) – дискретное (“мгновенное”) значение, соответствующее минимальному фрагменту исходного звукового сигнала, который подается на вход аналого-цифрового преобразователя (“АЦП”) при записи звука или получается с использованием цифро-аналогового преобразователя (“ЦАП”) при его воспроизведении. Выборка характеризует амплитуду звукового сигнала и обычно представляет собой целое число (8 или 16 бит). Она может производиться по одному каналу (моно), двум (стерео) или большему числу каналов. Процесс разделения сигнала на выборки называется квантованием.

Частота дискретизации – Величина, которая определяет сколько раз в секунду производится считывание выборок из аналогового сигнала. При цифровой записи звуков частота дискретизации измеряется в герцах и килогерцах. Чем выше частота дискретизации, тем выше качество звука. Однако соответственно увеличивается и объём записи. Для определения оптимальной частоты и разрядности необходимо найти компромисс между звуковым качеством и размером данных.

Waveform Audio File Format (WAVE, WAV, от англ. waveform — «в форме волны») — формат файла-контейнера для хранения записи оцифрованного аудиопотока. Этот контейнер как правило используется для хранения несжатого звука в импульсно-кодовой модуляции. Однако контейнер не налагает каких-либо ограничений на используемый алгоритм кодирования. Формат WAV является стандартом для хранения аудио потока на ПК. Он является сферой приложения формата RIFF для хранения аудио в «цепочках», это очень напоминает форматы 8SVX и AIFF, используемые компьютерами Amiga и Macintosh соответственно. Это также основной формат на системах Windows для хранения обычного несжатого звука. Как правило, для этого применяется кодирование методом линейной импульсно-кодовой модуляции[3].