Выполнили: Воронова,Чикунова,Крушинская 10г
Параметры Некоторые параметры, влияющие на качество звукозаписи при кодировании: Глубина кодирования (разрядность дискретизации) — определяет, сколько битов используется для описания каждого уровня громкости. Например, для потребительской аудиотехники и CD обычно используется глубина кодирования 16 бит (65 536 уровней квантования), для профессиональной записи — 24 бита (16 777 216 уровней). Битрейт — количество данных, уходящих на кодирование одной секунды звука. Рассчитывается как произведение частоты дискретизации на разрядность и количество каналов. Например, для CD-качества звука битрейт обычно составляет 44,1 кГц × 16 бит = 44 100 бит/с. Помехоустойчивое кодирование — позволяет выявить и устранить ошибки чтения с носителя. К отсчётам добавляется искусственная избыточность (контрольные биты), которая помогает восстановить повреждённый отсчёт. Канальное кодирование — служит для согласования цифровых сигналов с параметрами канала передачи (записи/воспроизведения). Например, при записи на магнитный носитель исключаются низкочастотные составляющие спектра, возникающие при длинных последовательностях нулей или единиц.
Методы Некоторые методы цифрового кодирования аудиоинформации: Импульсно-кодовая модуляция (PCM) — амплитуда каждого отсчёта кодируется непосредственно двоичным числом. Используется в CD-аудио (16 бит, 44,1 кГц) и WAV-файлах. Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (DPCM) — кодируется не абсолютное значение амплитуды, а разница между последовательными отсчётами. Эффективность повышается за счёт того, что разница между соседними отсчётами обычно меньше, чем сами значения. Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ADPCM) — улучшение DPCM, при котором шаг квантования автоматически подстраивается под характеристики сигнала. Также существуют методы сжатия звуковых данных, например: Сжатие без потерь — полностью обратимое, сохраняет 100% оригинальной информации. Используются форматы FLAC, ALAC, APE. Сжатие с потерями — жертвует частью информации для достижения высоких коэффициентов сжатия. Например, MP3 — удаляет неслышимые человеческим ухом частоты. Параметрическое кодирование — вместо сигнала передаются параметры синтеза звука, что позволяет достигать высокого коэффициента сжатия (до 100:1) для специфических типов аудиоконтента.
Терминология кодер — программа (или устройство), реализующая определенный алгоритм кодирования данных (например, архиватор, или кодер MP 3), которая в качестве ввода принимает исходную информацию, а в качестве вывода возвращает закодированную информацию в определенном формате. декодер — программа (или устройство), реализующая обратное преобразование закодированного сигнала в декодированный. кодек — программный или аппаратный блок, предназначенный для кодирования/декодирования данных.
Помехоустойчивое и канальное кодирование Помехоустойчивое кодирование позволяет при воспроизведении сигнала выявить и устранить (или снизить частоту их появления) ошибки чтения с носителя. Для этого при записи к сигналу, полученному на выходе АЦП, добавляется искусственная избыточность (контрольный бит), которая впоследствии помогает восстановить поврежденный отсчет. В устройствах записи звука обычно используется комбинация из двух или трех помехоустойчивых кодов. Для лучшей защиты от пакетных ошибок также применяется перемежение. Канальное кодирование служит для согласования цифровых сигналов с параметрами канала передачи (записи/воспроизведения). К полезному сигналу добавляются вспомогательные данные, которые облегчают последующее декодирование. Это могут быть сигналы временного кода, служебные сигналы, сигналы синхронизации.
Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) Вышеописанный процесс оцифровки звука выполняется аналогово-цифровыми преобразователями (АЦП). Это преобразование включает в себя следующие операции: Ограничение полосы частот производится при помощи фильтра нижних частот для подавления спектральных компонент, частота которых превышает половину частоты дискретизации. Дискретизацию во времени, то есть замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моменты времени — отсчетов. Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП — устройства выборки-хранения. Квантование по уровню представляет собой замену величины отсчета сигнала ближайшим значением из набора фиксированных величин — уровней квантования. Кодирование или оцифровку, в результате которого значение каждого квантованного отсчета представляется в виде числа, соответствующего порядковому номеру уровня квантования.
Принципы оцифровки звука Цифровой звук — аналоговый звуковой сигнал, представленный посредством дискретных численных значений его амплитуды[1]. Оцифровка звука — технология осуществления замеров амплитуды звукового сигнала с определенным временным шагом и последующей записи полученных значений в численном виде[1]. Другое название оцифровки звука — аналогово-цифровое преобразование звука. Оцифровка звука включает в себя два процесса: процесс дискретизации (осуществление выборки) сигнала по времени; процесс квантования по амплитуде.
