Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Звуковые волны при помощи микрофона превращаются в аналоговый переменный электрический сигнал. Он проходит через звуковой тракт и попадает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство, которое переводит аналоговый сигнал в цифровую форму.
Цифровой звук – это звуковой сигнал, в котором 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.
Оцифровка звука включает в себя два процесса: процесс дискретизации (осуществление выборки) сигнала по времени и процесс квантования по амплитуде.
Процесс дискретизации по времени - процесс получения значений сигнала, который преобразуется, с определенным временным шагом - шагом дискретизации . Количество замеров амплитуды сигнала, осуществляемых в одну секунду, называют частотой дискретизации или частотой выборки, или частотой сэмплирования. Чем меньше шаг дискретизации, тем выше частота дискретизации и тем более точное представление о сигнале нами будет получено.
Аналоговый сигнал с ограниченным спектром точно описуем дискретной последовательностью значений его амплитуды, если эти значения берутся с частотой, как минимум вдвое превышающей наивысшую частоту аналогового сигнала. Если частота семплирования не будет более чем в два раза превышать частоту верхней границы звукового диапазона, то на высоких частотах будут происходить потери. Если же частота дискретизации значительно ниже частоты звуковой волны, то амплитуда сигнала успевает несколько раз измениться за время между измерениями, а это приводит к тому, что цифровой отпечаток несет хаотичный набор данных. На практике это означает, что для того, чтобы оцифрованный сигнал содержал информацию о всем диапазоне слышимых частот исходного аналогового сигнала (0 – 20 кГц) необходимо, чтобы выбранное значение частоты дискретизации составляло не менее 40 кГц.
Квантование амплитуды
Отведём для записи одного значения амплитуды сигнала в памяти компьютера N бит. Значит можно описать 2N разных положений. То есть диапазон изменения амплитуды - динамический диапазон сигнала можно разбить на 2N уровней - квантов. Теперь, для записи каждого отдельного значения амплитуды, его необходимо округлить до ближайшего уровня квантования. Этот процесс носит название квантования по амплитуде – процесс замены реальных значений амплитуды сигнала значениями, приближенными с некоторой точностью. Каждый из 2N возможных уровней называется уровнем квантования, а расстояние между двумя ближайшими уровнями квантования называется шагом квантования. Если амплитудная шкала разбита на уровни линейно, квантование называют линейным (однородным). Точность округления зависит от выбранного количества (2N) уровней квантования, которое, в свою очередь, зависит от количества бит (N), отведенных для записи значения амплитуды. Число N называют разрядностью квантования, а полученные в результате округления значений амплитуды числа – отсчетами или сэмплами. Принимается, что погрешности квантования, являющиеся результатом квантования с разрядностью 16 бит, остаются для слушателя почти незаметными.
Кодирование оцифрованного звука перед его записью на носитель
Оцифрованный звук являет собой набор значений амплитуды сигнала, взятых через определенные промежутки времени. Для хранения цифрового звука существует много различных способов.
Форматы: FLAC (.flac), Lossless Audio (.la), Monkey's Audio (.ape), Windows Media Audio 9 Lossless (.wma).
Размер цифрового моноаудиофайла ( A) измеряется по формуле:
A=V*T*N, где V – частота дискретизации (Гц), T – время звучания или записи звука (сек), N - разрядность регистра (бит). По этой формуле размер измеряется в байтах.