Lý thuyết Tin học 10 Bài 6 (Kết nối tri thức): Dữ liệu âm thanh và hình ảnh

Lý thuyết Tin học 10 Bài 6: Dữ liệu âm thanh và hình ảnh  

1. Biểu diễn âm thanh

a) Số hóa âm thanh

Phương pháp cơ bản số hóa âm thanh là điều chế xung qua các bước sau:

Bước 1: Lấy mẫu. Lấy giá trị biên độ tín hiệu ở những thời điểm rời rạc, cách đều nhau. Khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu gọi là chu kì mẫu.

Hình 1: Chu kì lấy mẫu và thang giá trị mẫu

Bước 2: Biểu diễn giá trị mẫu.

Chọn một thang biểu diễn giá tị mẫu, gồm một số mức đều nhau. Biên độ tín hiệu được quy đổi theo tỉ lệ trên thang lấy mẫu và làm tròn.

Ví dụ: Với thang 256 mức thì giá trị mẫu sẽ nhận được trong khoảng từ 0 đến 255, có thể ghi trong 1 byte.

Bước 3: Biểu diễn âm thanh.

- Dãy giá trị biên độ đã quy đổi tại các điểm lấy mẫu được ghi lại làm biểu diễn âm thanh, ví dụ 128, 192, 255, 235, …

- Để đồ thị đường bậc thang bám sát hơn với đồ thị của tín hiệu gốc, chu kì lấy mẫu cần phải nhỏ và dùng thàng lấy mẫu chi tiết hơn. Khi đó khối lượng dữ liệu âm thanh cho một đơn vị thời gian tăng thêm nhưng âm thanh sẽ trung thực hơn.

- Để số hóa âm thanh, người ta dùng các thiết bị ghi âm cài đặt sẵn phần mềm số hóa, trong đó có các mạch điện tử chuyển tín hiệu tương tự sang tín hiệu số.

- Số bit cần thiết để biểu diễn được một giây âm thanh gọi là tốc độ bit.

- Các thiết bị âm thanh số cần có mạch điện tử gọi là DAC có chức năng tạo lại tín hiệu tương tự từ tín hiệu số để phát ra loa hoặc tai nghe.

Hình 2: Xấp xỉ tín hiệu tương tự bằng tín hiệu số

b) Các định dạng lưu trữ âm thanh

Có hai phương pháp chính:

- Nén dữ liệu nhưng không làm giảm chất lượng âm thanh, tạo nên định dạng âm thanh không mất mát.

- Bỏ bớt một phần thông tin âm thanh nhưng đảm bảo chất lượng âm thanh chấp nhận được, ví dụ như Mp3.

2. Biểu diễn hình ảnh

- Màn hình LCD hay OLED của máy tính hay ti vi ngày nay dùng ba diode cạnh nhau phát ba màu theo hệ RGB để tạo thành một điểm ảnh.

Hình 3: Một số điểm ảnh trên màn hình LCD

- Biểu diễn tự nhiên nhất của hình ảnh số chính là tập hợp thông tin màu của các điểm ảnh. Ảnh lưu thông tin theo từng điểm ảnh gọi là ảnh bitmap.

- Số bit cần thiết để mã hóa thông tin màu của một điểm ảnh là độ sâu màu (bit depth).

- Ảnh màu thông dụng có độ sâu màu 24 bit, mỗi màu cơ bản được mã bởi 8 bit, tương ứng với 256 sắc độ khác nhau.

- Màu trắng có mã (255, 255, 255), màu đỏ có mã (255, 0, 0), màu xanh lá cây có mã (0, 255, 0), màu đen có mã (0, 0, 0).

Hình 4: Mẫu màu ảnh màu

- Ảnh xám và ảnh đen trắng:

+ Ảnh xám có nhiều mức độ đậm nhạt khác nhau, phổ biến 256 mức.

Hình 5: Số mức xám phụ thuộc vào độ sâu màu

+ Ảnh đen trắng chỉ có hai sắc độ màu là đen và trắng, tương đương với độ sâu màu là 1.

Hình 6: Ảnh màu và ảnh xám tương ứng

* Biểu diễn ảnh bitmap

- Ảnh bitmap nguyên gốc được lưu vào các tệp có phần mở rộng là .bmp

- Lưu ảnh theo thông tin của từng điểm ảnh rất tốn bộ nhớ.

- Có hai cách giải quyết: nén tệp hoặc giảm bớt một phần thông tin.

- Một số định dạng ảnh phổ biến thường dùng cho các ứng dụng web:

+ “.jpeg”: ảnh đã được nén có mất mát chất lượng nhưng có tệp dung lượng khá nhỏ, tốn ít thời gian truyền và không gian lưu trữ.

+ “.png”: có độ nén tốt, không mất mát chất lượng, có thể có nền trong suốt để chồng ảnh mà không che ảnh dưới nền.

- Việc số hóa hình ảnh có thể thực hiện bằng các thiết bị số như máy ảnh số, máy quét, điện thoại thông minh, …

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Tin học 10 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 7: Thực hành sử dụng thiết bị số thông dụng

Lý thuyết Bài 8: Mạng máy tính trong cuộc sống hiện đại

Lý thuyết Bài 9: An toàn trên không gian mạng

Lý thuyết Bài 10: Thực hành khai thác tài nguyên trên Internet

Lý thuyết Bài 11: Ứng xử trên môi trường số, nghĩa vụ tôn trọng bản quyền