Codificarea informațiilor de sunet

Orice proces de realitate poate fi transformat în formă digitală. Astfel, codarea informațiilor audio folosind computerele este efectuată în conformitate cu următoarea schemă:

- vibrațiile aerului sunt înregistrate de instrumente sensibile;

- transformarea lor într-un curent electric în care frecvența (amplitudinea) se modifică în consecință;

- curentul recepționat este digitizat, adică se eșantionează (uneori se spune că are loc codarea binară a informațiilor audio).

Analogul electronic primit al fluxului sonor inițial este mai calitativ, cu atât este mai mare frecvența de eșantionare la eșantionare și adâncimea codării.

Cu alte cuvinte, informația de sunet de codare este un proces de conversie a unui analog familiar către un semnal digital, destinat prelucrării ulterioare pe dispozitive corespunzătoare. Să analizăm în detaliu etapele și căile de digitizare a sunetului.

Eșantionarea pe eșantion pe timp este baza pentru digitizare. Potrivit Conceptul de Kotelnikov, semnalul electric analogic poate fi digitizat prin citirea cu un anumit pas a unei serii continue de valori ale amplitudinii sale. Frecvența acestor citiri ar trebui să se dubleze cel puțin la valoarea limită a frecvenței semnalului principal. Dacă este necesar să se digitizeze "sursa" analogică cu o frecvență de operare de 0-20 kHz, eșantionul trebuie să fie eșantionat de cel puțin 40 mii de ori pe secundă (40 kHz). Eșantionarea indică numărul de măsurători pe secundă ale semnalului analogic original (eșantionare, frecvență de eșantionare). Odată cu creșterea probelor, crește nu numai calitatea, ci și volumul fluxului de date recepționat.

De asemenea, codificarea informațiilor audio poate fi efectuată în alte moduri. De exemplu, digitalizarea prin cuantizare neuniformă, numită uneori logaritmică. Atunci când se utilizează, întreaga scală de amplitudine este împărțită în mod convențional în secțiuni cu valori ridicate și joase. Codarea suplimentară a informațiilor audio apare prin aplicarea unui număr mare de niveluri de cuantizare în zonele cu o valoare mică de amplitudine (și invers). Totuși, observăm că numărul total de niveluri rămâne același ca în metoda de cuantizare omogenă (PCM).

O abordare complet diferită este implementată într-o metodă de codare alternativă. Se numește "modulație diferențială prin coduri pulsale" (DPCM). În acest fel, cuantizarea nu este afectată de amplitudinea imediată a semnalului, ci de valorile sale relative. Ca urmare, este posibil să se reducă cantitatea de date ocupate de date, deoarece este implicat mecanismul de predicție a eșantioanelor ulterioare ale semnalului original.

Codificarea și procesarea informațiilor sonore, descrise în această lucrare, presupune necesitatea efectuării unei transformări "analogice". Acest proces se realizează prin ADC (convertor analog-digital). Cu funcționarea acestui dispozitiv, fiecare proprietar al unui computer echipat placa de sunet (în acest caz, există un proces invers - obținerea unui semnal analogic din fluxul digital).

Funcțiile ADC sunt după cum urmează:

- În limitarea lățimii de bandă de frecvență. Cu ajutorul filtrelor, componentele semnalului a căror frecvență este mai mare de jumătate din frecvența de eșantionare sunt întrerupte (motivul a fost descris mai devreme).

- Eșantionarea valorilor amplitudinii la anumite intervale de timp. Ca urmare, semnal analogic este reprezentată de o secvență de cifre unice de intensități diferite (discretizare).

- Înlocuirea valorilor biților obținuți cu cele mai apropiate valori dintr-un set fix (cuantizare).

- Transformarea fiecărei valori cuantificate la numărul condițional al nivelului de cuantificare (fiecare valoare are propriul număr de serie). Aceasta este ultima etapă a digitalizării.