6/15/XX
Trong tin học, âm thanh và hình ảnh là hai trong các dạng thông tin quan trọng của đa phương tiện (multimedia) mà con người có thể tiếp nhận qua các giác quan. Những thông tin này được lưu trong máy tính như thế nào?
Những thông tin này được lưu trong máy tính dưới dạng các bit.
6/15/XX
Hoạt động 1 Bản chất của âm thanh
Âm thanh được truyền đi bằng sóng âm.
Trên thực tế, sóng âm có dạng hình sin như hình 6.1, trục hoành là trục thời gian, trục tung thể hiện biên độ của tín hiệu. Tín hiệu âm thanh có đồ thị liên tục như vậy được gọi là tín hiệu âm thanh tương tự (analog).
Để có thể xử lí một cách hiệu quả, âm thanh trong máy tính cần lưu trữ dưới dạng số hoá (âm thanh số). Vậy âm thanh số được tạo ra như thế nào?
Âm thanh số được tạo ra bằng cách lấy mẫu biên độ tín hiệu của sóng âm theo chu kì lấy mẫu. Chu kì lấy mẫu càng nhỏ, thang lấy mẫu càng chi tiết, âm thanh càng trung thực nhưng cần nhiều không gian lưu trữ.
1. BIỂU DIỄN ÂM THANH
1. BIỂU DIỄN ÂM THANH
a) Số hóa âm thanh
Phương pháp cơ bản số hóa âm thanh là điều chế mã xung (Pulse Code Moderation, gọi tắt là PCM) được thực hiện theo các bước như 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 lấy mẫu.
Bước 2: Biểu diễn giá trị mẫu. Chọn một thang biểu diễn giá trị mẫu, gồm một số mức đều nhau, ví dụ 256 mức. Biên độ tín hiệu được quy đổi theo tỉ lệ trên thang lấy mẫu và làm tròn.
Ví dụ với thang 256 (2⁸) mức thì giá trị mẫu sẽ nhận trong khoảng từ 0 đến 255, hay từ 00000000 đến 11111111 trong hệ nhị phân, có thể ghi trong một 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, 242, 255, 235, 210,…
Như vậy, đồ thị liên tục dạng hình sin của sóng âm (Hình 6.2) được xấp xỉ bằng đồ thị hình bậc thang (đường màu đỏ trên hình 6.3). Trong đó, giá trị biên độ tín hiệu được coi là không thay đổi trong chu kì lấy mẫu.
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 (Analog to Digital Converter – ADC).
Số bit cần thiết để biểu diễn được một giây âm thanh gọi là tốc độ bit (bit-rate).
Các thiết bị âm thanh số cần có mạch điện tử gọi là DAC (Digital to Analog Converter) có chức năng tạo lại tín hiệu tương tự từ tín hiệu số để phát ra loa hoặc tai nghe.
b) Các định dạng lưu trữ âm thanh
Cách số hóa âm thanh theo phương pháp PCM cho chất lượng âm thanh khá trung thực nhưng kích thước tệp lớn. Do đó, người ta đã tìm các phương pháp nhằm giảm kích thước tệp. Có hai phương pháp chính:
Phương pháp thứ nhất là nén dữ liệu nhưng không làm giảm chất lượng âm thanh, tạo nên định dạng âm thanh không mất mát (lossless)
Phương pháp thứ hai là bỏ bớt một phần thông tin âm thanh, nhưng vẫn đảm bảo chất lượng chấp nhận được.
Một trong các định dạng thông dụng nhất là Mp3, có thể làm giảm kích thước tệp khoảng 10 lần so với định dạng wav của PCM (là định dạng thường được dùng trong các ứng dụng trên Windows) mà chất lượng âm thanh giảm không đáng kể.
Câu hỏi (trang 29)
1. Khi số hoá âm thanh, chu kì lấy mẫu tăng thì lượng thông tin lưu trữ tăng hay giảm?
2. Tốc độ bit 128 Kb/s (còn được gọi là Kbps) nghĩa là gì?
1. Khi số hoá âm thanh, chu kì lấy mẫu tăng, thì lượng thông tin lưu trữ giảm.
☞Chu kì lấy mẫu và không gian lưu trữ là 2 đại lượng tỉ lệ nghịch.
2. -Kbps là viết tắt của từ Kilo bit per second.
-128 Kb/s nghĩa là mỗi giây có 128 000 bit được truyền đi.
Hoạt động 2 Tạo màu như thế nào?
Hãy đọc để biết màu trên màn hình máy tính hay ti vi được tạo như thế nào.
Hệ ba màu cơ bản đỏ, xanh lá cây – lục và xanh dương – lam (Hình 6.4.a) phối hợp theo các “liều lượng khác nhau” để tạo ra tất cả các màu (Hình 6.4.b) được gọi là hệ màu RGB (viết tắt từ Red – Green – Blue).
Ảnh màu thường theo hệ RGB. Mỗi điểm ảnh được mã hoá bởi 24 bit. Mỗi màu cơ bản sử dụng 8 bit để mô tả sắc độ từ 0 (đen) đến 255 (màu đậm nhất).
2. BIỂU DIỄN HÌNH ẢNH
Biểu diễn tự nhiên nhất của hình ảnh số chính là tập hợp thông tin màu của các điểm ảnh – gọi là pixel (picture element- phần tử ảnh).
Ảnh lưu thông tin theo từng điểm ảnh gọi là ảnh bitmap.
Số bit cần thiết để mã hoá thông tin màu của một điểm ảnh - “bit depth" được hiểu là độ sâu màu. Độ sâu màu càng lớn thì màu sắc của ảnh càng tinh tế.
- Ảnh màu:
+ Màu trắng có mã (255, 255, 255),
+ Màu đỏ có mã (255, 0, 0)
+ Màu xanh lá cây có mã (0, 255, 0)
+ Màu xanh dương có mã (0, 0, 255)
+ Màu đen có mã (0, 0, 0).
Tổng cộng có 2563 tổ hợp tạo ra khoảng 16,7 triệu sắc độ màu khác nhau.
- Ảnh xám và ảnh đen trắng.
+ Ảnh xám (grayscale) với nhiều mức đậm nhạt khác nhau, phổ biến là 256 mức.
+ Ảnh đen trắng chỉ có hai sắc độ màu là đen và trắng, tương đương với độ sâu màu là 1.
- 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 vấn đề này: hoặc nén tệp, lúc xem thì giải nén mà không gây mất mát chất lượng; hoặc giảm bớt một phần thông tin, chịu mất mát một phần chất lượng.
+ Một số định dạng ảnh phổ biến thường được dùng trong các ứng dụng trên web:
Việc số hóa hình ảnh có thể thực hiện bằng các thiết bị số như máy ảnh số, máy quét, điện thoại thông minh,…
Câu hỏi (trang 31-32)
1. Hình ảnh trên màn hình máy tính sử dụng hệ màu nào?
A. Đỏ - Lam – Vàng (RBY)
B. Đỏ - Lục – Lam (RGB)
C. Xanh lơ – Hồng sẫm – Vàng – Đen (CMYK)
D. Cả A, B, C
2. Điều nào sai khi nói về ảnh định dạng “.jpeg”
A. Kích thước tệp nhỏ, giảm được chi phí lưu trữ.
B. Kích thước tệp nhỏ nên khi dùng với web tải về nhanh hơn.
C. Tuy kích thước giảm đáng kể so với ảnh bitmap nhưng chất lượng ảnh đủ tốt.
D. Công nghệ web không dùng được với các định ảnh khác với “.jpeg”.
1. Chọn đáp án B (Hình ảnh trên màn hình máy tính sử dụng hệ màu Đỏ - Lục – Lam (RGB)).
2. Chọn đáp án D (Công nghệ web có thể sử dụng được nhiều định dạng ảnh như “.jpg”, “.jpeg”, “.gif”, “.png”,…).
1. Có một bảng quảng cáo LED như trong Hình 6.9. Nếu coi mỗi vị trí đặt bóng LED tương ứng với một điểm ảnh thì độ sâu màu của ảnh này là bao nhiêu?
2. Nhạc CD có tốc độ bit là 1411 Kb/s. Hãy ước tính một đĩa nhạc CD có dung lượng 650 MB có thể nghe được bao lâu?
1. Ảnh đen trắng chỉ có hai màu sắc là đen và trắng, tương đương độ sâu màu là 1.
2.
650MB = 650 x 1024 = 665600KB
665600KB = 665600 x 8 = 5324800Kb
5324800/1411 = 3774 s =62,9 phút
☞Một đĩa nhạc CD có dung lượng 650 MB có thể nghe được trong vòng 62,9 phút.
1. Biểu diễn âm thanh
a) Số hóa âm thanh
b) Các định dạng lưu trữ âm thanh
2. Biểu diễn hình ảnh
- Ảnh màu:
- Ảnh xám và ảnh đen trắng.
- Biểu diễn ảnh bitmap
1. Làm phần VẬN DỤNG (SGK trang 32)
2. Xem trước bài 7 (SGK trang 33)
Thực hành sử dụng thiết bị số thông dụng
Các em làm 10 câu hỏi trắc nghiệm Online để củng cố bài.
1. Đăng nhập vào trang thaycai.net
2. Nháy chuột vào Học Online
3. Nháy chuột vào 2. Ai nhanh hơn? Ôn bài vui nhộn tin học 10 – sách Kết nối tri thức
4. Nháy chuột vào 6. Trắc nghiệm: Bài 6-Dữ liệu âm thanh và hình ảnh