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 de aer sunt înregistrate de instrumente sensibile;

- sunt transformate 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, codificarea informațiilor audioEste procesul de conversie a unui analog familiar la un semnal digital, destinat procesării ulterioare pe dispozitivele corespunzătoare. Să analizăm în detaliu etapele și căile de digitizare a sunetului.

Eșantionarea pe eșantioane pe timp este bazadigitizarea. Conform teoremei lui Kotelnikov, un semnal electric analogic poate fi transformat într-o formă digitală 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 o "sursă" 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, codarea informațiilor de sunet poaterealizate 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 nivele de cuantizare în zone 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 înmetodă alternativă de codificare. 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 audio,descrisă în această lucrare, presupune necesitatea efectuării unei transformări "analogice". Acest proces este realizat folosind un convertor analog-digital (ADC). Prin operarea acestui dispozitiv, fiecare proprietar al unui computer echipat cu o placă de sunet se confruntă în fiecare zi (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 a frecvențelor transmise. 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. Ca rezultat, semnalul analogic este reprezentat de o secvență de biți unici de intensitate diferită (eșantionare).

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

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