melopeople.ru
 
Все про МРЗ

Что такое "звук на компьютере"


Характеристики цифрового звука.


При сжатии аудиоданных возникает необходимость управлять качеством оцифрованного звука. Так, например, если нужно оцифровать аудиокнигу, то высокое качество в этом случае не нужно: главное, чтобы можно было разобрать слова. При оцифровке музыкального произведения, напротив, качество имеет большое значение.

Параметры, характеризующие качество звучания, не зависят от используемого алгоритма сжатия звука. Рассмотрим эти параметры.

Одной из основных характеристик цифрового звука является битрейт - скорость кодирования/декодирования цифрового аудиопотока. Чем выше значение битрейта, тем лучше качество звука и больше размер файла. Следует сказать, что битрейт является относительной величиной: файлы, созданные с использованием разных алгоритмов сжатия и имеющие одинаковый битрейт, отличаются по качеству.

Звук можно кодировать с постоянным или переменным значением битрейта. Метод кодирования с переменным битрейтом дает возможность изменять качество аудиосигнала "на лету", то есть в процессе проигрывания. В таком случае сложный звуковой поток (например, звуки симфонического оркестра) программа кодирует с повышенным качеством, а при обработке простого (например, паузы между композициями) качество автоматически ухудшается. Благодаря этому ухудшению уменьшается размер файла.

Кодирование звука происходит с определенной частотой дискретизации. В процессе обработки аудиосигнал делится на большое количество частей (сэмплов), каждая из которых обрабатывается с помощью алгоритма сжатия. Частота дискретизации, измеряемая в килогерцах, определяет точность обработки сигнала.

В зависимости от количества сэмплов, приходящихся на единицу времени, звук характеризуется определенной разрядностью. Нетрудно догадаться, что чем больше сэмплов обрабатывается, тем выше качество звука.

К звуковому сигналу, поступающему на аналогово-цифровой преобразователь (звуковую карту), применяется двойная дискретизация - по амплитуде и по времени.

Для математического описания формы сигнала используется теорема Котельпикова, согласно которой любой непрерывный процесс с ограниченным спектром можно представить в виде дискретной последовательности его мгновенных значений. Частота такой последовательности должна как минимум вдвое превышать частоту наивысшей гармоники процесса. Частота выбора мгновенных значений (отсчетов) сигнала и есть частота дискретизации.

Любое отклонение формы сигнала, поступающего на вход звуковой карты, от правильной формы синусоиды приводит к выходу спектра за пределы собственной частоты сигнала. Поэтому при дискретизации звукового сигнала частоты входящего импульса ограничиваются по времени значением меньшим, чем половина частоты дискретизации, или используется спектр с избытком частоты. Благодаря тому что человеческое ухо может различать звуковые колебания с частотой до 20 кГц, получается, что частота дискретизации любого звукового сигнала должна быть не менее 40 кГц. Поэтому на практике можно встретить звуковые устройства с частотой дискретизации 44,1, 48 и 96-кГц.

Для амплитудной дискретизации звука, например на компакт-диске, используется уровень квантования 216 (65 536). Для представления чисел от 0 до 216 необходимо 16 бит, поэтому удобнее использовать термин 16-битной разрядности сигнала.

Квантование по амплитуде и времени является причиной звуковых искажений по всей полосе частот, к которым прибавляются шумы и помехи звукового тракта аудиокарты.

Еще одна важная характеристика цифрового звука - стереозвучание. Поэтому при записи звука не в моно-, а в стереоформате количество аудиоданных удваивается и, соответственно, увеличивается размер выходного файла.

Далее..

 

© 2010 © www.melopeople.ru. Использование материала только со ссылкой на сайт www.melopeople.ru.