"Кодирование звуковой информации"

Выполнила команда inParadise

Определение звука

Звук – это волна с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем громче звук, чем больше частота, тем больше тон.

Слышимый диапазон

Человеческое ухо слышит далеко не весь диапазон колебаний, а лтшь малую его долю: от 20 до 20000 звуковых колебаний в секунду

Громкость звука

Чем больше амплитуда, тем громче звук.

Чем больше частота, тем больше тон

Характеристики громкостиразличных звуков

Звук Громкость

Порог слышимости 0 дБ

Шорох листьев, шум слабого ветра 10-15 дБ

Шопот 25-30 дБ

Разговор, речь, пение 50-70 дБ

Автомагистраль с интенсивным движением

80-90 дБ

На первом ряду рок-концерта 110-130 дБ

Болевой порок 145 дБ

Отличия цифрового представления сигналов от аналогового

Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических сигналов представленным ими исходным сигналам (звуковому давлению, температуре, скорости и т.п.)

Однако имеется серьёзный минус: малейшее искажение формы несущего электрического сигнала неизбежно повлечет за собой такое же искажение формы и сигнала переносимого.

Цифровое представление электрических сигналов призвано внести в них избыточность, предохраняющую от воздействия паразитных помех. Для этого на несущий электрический сигнал накладываются серьезные ограничения - его амплитуда может принимать только два предельных значения - 0 и 1.

Способы представления звука в цифровом виде

Исходная форма звукового сигнала - непрерывное изменение амплитуды во  времени - представляется в цифровой форме с помощью перекрестной дискретизации - по времени и по уровню.

Микрофон Невозможно оцифровать звук

без микрофона, подключенного к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую диалогового сигнала.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости и амплитуды звука за одну секунду.

Параметры цифрового звука

В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины.

Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера.

Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера:

Частотой дискретизации; Разрядностью (глубина звука); Многоканальностью (моно либо

стерео).

Редакторы и плееры

Разумеется кодировка производится не просто так. Это необходимо для последующего воспроизведения и редактирования звуковых фалов в специальных аудиоплеерах и аудиоредакторах.

Качество оцифрованного звука

В прошлом было распространено мнение, что запись с битрейтом 128 кбит/c подходит для музыкальных произведений, предназначенных для прослушивания большинством людей, обеспечивая качество звучания Audio-CD. В действительности всё намного сложнее.

Во-первых, качество полученного MP3 зависит не только от битрейта, но и от кодирующей программы (кодека) (стандарт не устанавливает алгоритм кодирования, только описывает способ представления).

Во-вторых, помимо превалирующего режима CBR (Constant Bitrate — постоянный битрейт) (в котором, проще говоря, каждая секунда аудио кодируется одинаковым числом бит) существуют режимы ABR (Average Bitrate — усреднённый битрейт) и VBR (Variable Bitrate — переменный битрейт).

В-третьих, граница 128 кбит/c является условной, так как она была «изобретена» в эпоху становления формата, когда качество воспроизведения звуковых плат и компьютерных колонок как правило было ниже, чем в настоящее время.

На данный момент наиболее часто встречаются MP3 файлы с битрейтом 192 кбит/c, что может косвенно говорить о том, что большинство считает этот битрейт достаточным. Реально воспринимаемое «качество» зависит от исходного аудиофайла, слушателя и его аудиосистемы.

Еще немного о качестве Самое низкое качество

оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно").

Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").