Создание системы обработки аудиоинформации позволит получить преобразованный звуковой сигнал с заданными характеристиками звучания, а также сжатие измененного звукового файла для уменьшения занимаемого им размера без значительной потери качества звучания.
Для оценки эффективности работы системы обработки аудиоинформации можно использовать качество получаемых на выходе звуковых сигналов. Для определения качества кодирования звуковых данных можно использовать оценку размера полученных закодированных звуковых файлов и исходных.
Автоматизация процесса обработки аудиоинформации подразумевает реализацию в системе определенных средств и функций. Следует выделить функциональных особенности, которыми должна обладать система:
1) возможность открытия и анализа файлов форматов Microsoft Wave, MP3 и Electronic Music;
2) отображение структуры звукового сигнала, записанного в файле, в графическом виде с возможностью изменения масштаба;
3) обеспечение возможности основных операций редактирования: выделение части сигнала, ее удаление, копирование и вставку. Обеспечение возможности вставки звукового сигнала из другого файла;
4) возможность изменения основных параметров цифрового звука: частоты дискретизации, битрейта, числа каналов;
5) изменение темпа(скорости) звукового сигнала, уровня громкости;
6) применение звуковых эффектов к сигналу, с указанием необходимых для них параметров (для эффекта эха: количество откликов, время между откликами, громкость отклика относительно предыдущего; для эффекта реверберации: количество отражений, задержка отраженного сигнала, громкость отражения относительно предыдущего; для эффектов возрастающей и затухающей громкости: громкость относительно текущей);
7) сжатие полученного сигнала для более компактного хранения с возможностью последующего извлечения.
Система обработки аудиоинформации предназначена для работы с цифровыми звуковыми сигналами, записанными в файлах одного из следующих форматов: Microsoft Wave, MP3, Electronic Music. Объем информации, обрабатываемой системой, достаточно велик и может достигать нескольких десятков мегабайт. Эти особенности накладывают ограничения на использование непроизводительных и медленных алгоритмов.
Построение системы обработки аудиоинформации предполагает модульную структуру. Система включает в себя 2 подсистемы: подсистему обработки и фильтрации сигнала, подсистему кодирования данных. Общий интерфейс и возможность доступа ко всем модулям в составе каждой подсистемы должна обеспечивать оболочка. Таким образом, существует две оболочки. Первая реализует интерфейс для редактирования звукового сигнала, его параметров, применение к нему различных эффектов. Вторая реализует интерфейс для кодирования(сжатия) отредактированного звукового сигнала. Обмен между подсистемами происходит через звуковые файлы.
Задача обработки звуковых сигналов в системе обработки аудиоинформации связана с автоматическим анализом больших массивов аудио информации. Преобразования, проводимые в системе, должны проводиться в процессе интерактивного взаимодействия с пользователем, поэтому паузы на обработку не должны превышать нескольких минут. Исходя из этого, сформулированы требования к техническим характеристикам персонального компьютера, на котором будет функционировать система. Требования сведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Технические характеристики персонального компьютера
| Наименование | Значение |
| Частота процессора, МГц | от 900 |
| Объем оперативной памяти, Мб | от 128 |
| Разрешение экрана монитора | не менее 1024x768 |
Система обработки аудиоинформации предназначена для обработки звуковых сигналов, записанных в звуковых файлах. Файлы должны быть одного из следующих форматов: Microsoft Wave (*.wav), MP3, Electronic music (*.em1)
Основным видом информации, обрабатываемом в системе, является звуковая информация в цифровом представлении. Такой вид данных воспринимается человеком непосредственно, поэтому необходимо обеспечить возможность прослушивания преобразованных сигналов на различных этапах обработки, а также их графическую визуализацию.
Систему обработки аудиоинформации целесообразно разрабатывать для функционирования под управлением операционной системой семейства Windows, так как ОС данного класса наиболее широко распространены в современном мире. Платформами для разработки выбраны среды для разработки приложений Borland Delphi 7 (подсистема обработки и филбтрации сигнала) и Microsoft Visual C++ 2003 (подсистема кодирования данных). Эта среда поддерживают алгоритмические языки Pascal и C++ соответственно и обладают при этом возможностями быстрой разработки и проектирования визуальных интерфейсов.
Как уже отмечалось в п.п. 1.3.5, для достижения удобного пользователю режима функционирования системы необходимо следующая минимальная конфигурация персонального компьютера: частота процессора 900 МГц, объем оперативной памяти 128 Мб, монитор, поддерживающий разрешение 1024x768 точек. Также желательно наличие следующих периферийных технических средств: микрофон или другое записывающее устройство для получения исходных звуковых сигналов для их последующей обработки в системе, а также устройства вывода звуковых сигналов (колонки) для прослушивания полученных звуковых сигналов и оценки результатов работы системы.
Для реализации и функционирования проекта необходимо общесистемное программное обеспечение ОС Windows XP, в основе которой лежит ядро, характеризуемое 32-разрядной вычислительной архитектурой и полностью защищенной моделью памяти, что обеспечивает надежную вычислительную среду.
Разработка системы обработки аудиоинформации и ее подсистем будет вестись с использованием сред для разработки приложений Borland Delphi 7 и Microsoft Visual C++ 2003. Эти среды разработки включают в себя высокопроизводительный 32-битный компилятор, что позволяет оптимизировать создаваемый код, а также обширный набор средств, которые повышают производительность труда программистов и сокращают продолжительность цикла разработки. Многофункциональные интегрированные среды разработки включают компилятор, удовлетворяющий стандарта ANSI/ISO, встроенный дизайнер форм, богатый набор средств для работы с компонентами, менеджер проектов и отладчик. Удобство разработки и эффективность созданных в данных средах разработки программ делают их оптимальным выбором для построения исследовательской системы, какой является система обработки аудиоинформации.