Как оцифровывается звук

Слушаем на досуге музыку на цифровых носителях, записываем аудио и видео, смотрим фильмы, да и просто разговариваем по телефону. Все просто и никто не задумывается, что при обычном разговоре по телефону происходит сложнейший процесс — оцифровка нашей речи.

Что же это такое?

Оцифровка звука называется дискретизацией. Это перевод аналогового сигнала в цифровой вид. Ниже приведены основы того, как это происходит.

Первое, что нужно знать, звук — это волна. К примеру, при разговоре по телефону происходит дискретизация — волна голоса разбивается на мелкие кусочки — кванты, которые описываются битами по времени. Человек на другом конце слышит звук, который уже прошел обратную процедуру дискретизации — восстановление с цифрового кода в звуковую волну.

При оцифровке звука большую роль играет частота упомянутой дискретизации. Чем она выше, тем и качество звука выше, Образно говоря, это скорость, с которой звук превращается в цифрвой код. Чтобы легче это понять, то представьте себе обычную математическую систему координат с горизонтально осью X и вертикальной Y. Чем больше разбивок по оси Х, тем выше частота дискретизации. А чем больше частота, тем меньше каждый кусочек волны звука, который впоследствии будет описываться битами. Это как точки координат при постройке кривой по геометрии, чем больше координат, тем точнее получится кривая.

Вот один пример — частота составляет 44,1 килогерц. Это значит, что звук за одну секунду измеряется 44100 раз...

Еще одна характеристика цифрового звука называется квантованием. Это тот процесс, который отображается на оси Y и в котором действительные величины сигнала с определенной точностью заменяются приближенными величинами. Или значениями, что одно и то же. Другими словами — это количество ступенек, доступных при дискредитации волны. Получается так, что оцифровка — это не что иное, как фиксирование через строго определенные промежутки времени величины амплитуды данного сигнала. И также фиксирования округленных значений упомянутой амплитуды. Значений цифровых, естественно.

Возникает вопрос сохранения оцифрованного сигнала: как быть с количеством и качеством. Звук хорошего качества занимает больше места, но не для каждой записи требуется превосходное качество. В наших реалиях вполне достаточно частоты 44,1 килогерц и глубину кодирования 16 бит. Хотя для меломанов этого будет недостаточно. Итак, звуковую волну для хранения и передачи закодировали. Но для прослушивания необходим обратный процесс — превращение цифрового кода в звуковую, по-научному аналоговую, волну. Теперь звуковая карта считывает данные об амплитуде и преобразует их в электрический сигнал.

Несколько примеров способов хранения оцифрованного звука.

Можно хранить оцифрованный сигнал в оригинальном состоянии, тут существует два способа:

PCM — в данном способе записываются абсолютные значения амплитуд. Пример: CD Audio .

ADPCM — запись ведется с некоторым изменением амплитуд. Используется в IP-телефонии для кодирования голоса при телефонных разговорах.

Оцифрованный звук можно и сжимать. Тогда его объем займет меньше памяти. Точнее, меньший объем памяти. Для этого имеется два метода:

Оцифровывание без потерь — звук, закодированный таким способом, полностью восстанавливается из сжатого состояния. Примеры: FLAC, ALAC. Позволяют уменьшить файл на 40% — 60%.

Музыку, записанную в этих форматах, лучше слушать в качественных наушниках. Например здесь хорошая наушники битсы цена.

Оцифровывание с потерями — сжатие, при котором происходит потеря идентичности. Убираются разные «ненужные» детали. Такое кодирование преследует цель добиться максимальной идентичности к оригиналу при как можно меньшем объеме. Примеры: MP3, OGG, WMA. Позволяют уменьшить файл в 10-15 раз.

Оцифровка звука дала массу возможностей человеку. Цифровой сигнал можно редактировать и изменять, его хранение не вызывает проблем. Оцифрованные записи, в отличии от аналоговых, теоретически можно хранить вечно. Цифровой звук открывает огромные просторы для творчества: для того чтобы написать музыку, теперь не обязательно уметь пользоваться каким либо музыкальным инструментом, достаточно разбираться в программе по обработке звука. Цифровую музыку можно легко передавать и выкладывать в интернет. Физически она не занимает пространства. Конечно, есть люди, которые предпочтут аналоговый звук цифровому и, возможно, с какой-то стороны они будут правы, но эпоха аналогового звука прошла.

10.10.2016   Рубрики: Hardware | Разное Тэги: |

Поделитесь статьей

Вы тут (типа навигация): IT - блог » Hardware » Как оцифровывается звук

Скопировано в буфер обмена

Обратная связь