звучни
Односи се на звучне таласе са фреквенцијом звука између 20 Хз и 20 кХз које може да чује људско ухо.
Ако на рачунар додате одговарајућу звучну картицу - звучну картицу коју често кажемо, можемо да снимимо све звукове, а акустичне карактеристике звука, као што је ниво звука, могу се сачувати као датотеке на хард-у рачунара диск. Супротно томе, такође можемо користити одређени аудио програм за репродукцију сачуване аудио датотеке како бисмо вратили претходно снимљени звук.
1 Формат аудио датотеке
Формат аудио датотеке посебно се односи на формат датотеке у којој се чувају аудио подаци. Постоји много различитих формата.
Општи метод добијања аудио података је узорковање (квантизовање) аудио напона у фиксном временском интервалу и чување резултата у одређеној резолуцији (на пример, сваки узорак ЦДДА има 16 бита или 2 бајта). Интервал узорковања може имати различите стандарде. На пример, ЦДДА користи 44,100 пута у секунди; ДВД користи 48,000 или 96,000 пута у секунди. Стога су [брзина узорковања], [резолуција] и број [канала] (на пример, 2 канала за стерео) кључни параметри формата аудио датотеке.
1.1 Губитак и губитак
Према процесу производње дигиталног звука, аудио кодирање може бити само бескрајно близу природних сигнала. Барем садашња технологија то може само. Било која шема дигиталног кодирања звука је губитак јер се не може у потпуности обновити. У рачунарским апликацијама, највиши ниво верности је ПЦМ кодирање, које се широко користи за очување материјала и поштовање музике. Користи се на ЦД-има, ДВД-има и нашим уобичајеним ВАВ датотекама. Стога је ПЦМ конвенционално постао кодирање без губитака, јер ПЦМ представља најбољи ниво верности у дигиталном звуку.
Постоје две главне врсте формата аудио датотека:
Формати без губитака, као што су ВАВ, ПЦМ, ТТА, ФЛАЦ, АУ, АПЕ, ТАК, ВавПацк (ВВ)
Формати губитака, као што су МП3, Виндовс Медиа Аудио (ВМА), Огг Ворбис (ОГГ), ААЦ
Увод 2 параметра
2.1 Стопа узорковања
Односи се на број узорака звука добијених у секунди. Звук је заправо врста енергетског таласа, па такође има карактеристике фреквенције и амплитуде. Фреквенција одговара временској оси, а амплитуда оси нивоа. Талас је бескрајно гладак и може се сматрати да се жица састоји од безброј тачака. Будући да је простор за складиштење релативно ограничен, тачке низа морају се узорковати током поступка дигиталног кодирања.
Процес узорковања је издвајање вредности фреквенције одређене тачке. Очигледно је да што се више тачака извуче у једној секунди, добија се више информација о фреквенцији. Да би се вратио таласни облик, што је већа фреквенција узорковања, то је бољи квалитет звука. Што је рестаурација стварнија, али истовремено заузима више ресурса. Због ограничене резолуције људског уха не може се разликовати превисока фреквенција. Уобичајено се користи фреквенција узорковања од 22050, 44100 је већ квалитет звука са ЦД-а, а узорковање преко 48,000 или 96,000 више није значајно за људско ухо. Ово је слично као кадрови у филму од 24 кадра у секунди. Ако је стерео, узорак се удвостручује, а датотека готово удвостручује.
Према Никуист-овој теорији узорковања, како би се осигурало да звук није искривљен, фреквенција узорковања треба да буде око 40 кХз. Не треба да знамо како је настала ова теорема. Морамо само знати да нам ова теорема говори да ако желимо тачно да снимимо сигнал, наша фреквенција узорковања мора бити већа или једнака двострукој максималној фреквенцији аудио сигнала. Запамтите, то је максимална фреквенција.
У пољу дигиталног звука, најчешће коришћене стопе узорковања су:
8000 Хз - стопа узорковања коју користи телефон, што је довољно за људски говор
Стопу узорковања од 11025 Хз коју користи телефон
Стопа узорковања од 22050 Хз која се користи у радиодифузији
32000 Хз - брзина узорковања за миниДВ дигиталну видео камеру, ДАТ (ЛП режим)
44100 Хз-Аудио ЦД, такође често кориштен као стопа узорковања за МПЕГ-1 аудио (ВЦД, СВЦД, МП3)
Стопа узорковања од 47250 Хз коју користе комерцијални ПЦМ снимачи
48000 Хз брзина узорковања за дигитални звук који се користи у миниДВ, дигиталном ТВ-у, ДВД-у, ДАТ-у, филмовима и професионалном звуку
Стопа узорковања од 50000 Хз коју користе комерцијални дигитални снимачи
96000 Хз или 192000 Хз - стопа узорковања која се користи за ДВД-Аудио, неке ЛПЦМ ДВД аудио нумере, БД-РОМ (Блу-раи Дисц) аудио нумере и ХД-ДВД (Хигх Дефинитион ДВД) аудио нумере
2.2 Број битова за узорковање
Број битова узорковања назива се и величина узорковања или број битова квантизације. То је параметар који се користи за мерење флуктуације звука, односно резолуције звучне картице или се може разумети као резолуција звучне картице коју обрађује звучна картица. Што је већа вредност, већа је резолуција и реалистичнији звук који се снима и репродукује. Бит звучне картице односи се на бинарне цифре дигиталног звучног сигнала који користи звучна картица приликом прикупљања и репродукције звучних датотека. Бит звучне картице објективно одражава тачност описа дигиталног звучног сигнала улазног звучног сигнала. Уобичајене звучне картице су углавном 8-битне и 16-битне. Данас су сви главни производи на тржишту 16-битне и веће звучне картице.
Сваки узорак података бележи амплитуду, а тачност узорковања зависи од броја битова узорковања:
1 бајт (односно 8-битни) може да забележи само 256 бројева, што значи да се амплитуда може поделити само на 256 нивоа;
2 бајта (односно 16-битна) могу бити мала као 65536, што је већ ЦД стандард;
4 бајта (односно 32-битна) могу поделити амплитуду на 4294967296 нивоа, што је заиста непотребно.
2.3 Број канала
Односно, број звучних канала. Уобичајени моно и стерео (двоканални) сада су се развили у четири звука (четвороканални) и 5.1 канални.
2.3.1 Моно
Моно је релативно примитиван облик репродукције звука, а ране звучне картице су га чешће користиле. Моно звук се може звучати само помоћу једног звучника, а неки се такође обрађују у два звучника за излаз истог звучног канала. Када се монофонске информације репродукују кроз два звучника, јасно можемо осетити да се звук чује из два звучника. Немогуће је одредити конкретно место извора звука који се на наше уши преноси из средине звучника.
2.3.2 Стерео
Бинаурални канали имају два звучна канала. Принцип је да када људи чују звук могу да просуде о одређеном положају извора звука на основу фазне разлике између левог и десног уха. Звук се додељује двама независним каналима током процеса снимања, како би се постигао добар ефекат локализације звука. Ова техника је посебно корисна у процени музике. Слушалац може јасно да разликује правац из ког долазе различити инструменти, што музику чини маштовитијом и ближим искуству на лицу места.
Тренутно се најчешће користе два гласа. У караокама је једно за пуштање музике, а друго за глас певача; у ВЦД-у, један је синхронизован на мандарински, а други на кантонски.
2.3.3 Четворотонски сурроунд
Четвороканални сурроунд дефинише четири звучне тачке, предњу леву, предњу десну, задњу леву и задњу десну, а публика је окружена њима. Такође се препоручује додавање субвоофера како би се ојачала обрада репродукције нискофреквентних сигнала (то је разлог зашто су данас 4.1-канални звучнички системи широко популарни). Што се тиче укупног ефекта, четвороканални систем може слушаоцима да приближи сурроунд звук из више различитих праваца, може стећи слушно искуство боравка у различитим окружењима и пружити корисницима потпуно ново искуство. Данас је четвороканална технологија широко интегрисана у дизајн различитих звучних картица средње до високе класе, постајући главни тренд будућег развоја.
2.3.4 5.1 канал
5.1 канали су широко коришћени у разним традиционалним позориштима и кућним биоскопима. Неки од познатијих формата компресије звучног записа, попут Долби АЦ-3 (Долби Дигитал), ДТС итд., Засновани су на 5.1 звучном систему. Канал „.1“ је посебно дизајнирани субвоофер канал који може произвести субвоофер-е са опсегом фреквенцијског одзива од 20 до 120 Хз. Заправо, 5.1 звучни систем долази са 4.1 сурроунд, разлика је у томе што додаје средишњу јединицу. Ова централна јединица одговорна је за пренос звучног сигнала испод 80 Хз, што је корисно за јачање људског гласа приликом гледања филма и концентрацију дијалога у средини читавог звучног поља како би се повећао укупни ефекат.
Тренутно су многи музички плејери на мрежи, попут КК Мусиц, обезбедили 5.1-каналну музику за пробно слушање и преузимање.
КСНУМКС Фраме
Концепт аудио оквира није тако јасан као видео оквири. Готово сви формати видео кодирања могу једноставно замислити оквир као кодирану слику. Међутим, аудио оквир је повезан са форматом кодирања, који имплементира сваки стандард кодирања.
На пример, у случају ПЦМ (некодирани аудио подаци), њему уопште није потребан концепт оквира и може се репродуковати према брзини узорковања и тачности узорковања. На пример, за двоструки звук са брзином узорковања од 44.1 кХЗ и тачношћу узорковања од 16 бита, можете израчунати да је брзина протока 44100162бпс, а аудио подаци у секунди су фиксних 44100162/8 бајтова.
Амр оквир је релативно једноставан. Њиме је прописано да је сваких 20 мс звука оквир, а сваки кадар звука је неовисан и могуће је користити различите алгоритме кодирања и различите параметре кодирања.
Мп3 оквир је мало компликованији и садржи више информација, попут брзине узорковања, брзине протока и различитих параметара.
2.5 циклуса
Број оквира који је потребан аудио уређају за обраду одједном и приступ подацима аудио уређаја и складиштење аудио података заснивају се на овој јединици.
2.6 Режим преплитања
Начин чувања дигиталног аудио сигнала. Подаци се чувају у континуираним кадровима, односно прво се снимају узорци левог и десног канала оквира 1, а затим започиње снимање оквира 2.
2.7 Непреплетени режим
Прво снимите узорке лијевог канала свих оквира у периоду, а затим снимите све узорке десног канала.
2.8 Бит рате (брзина протока)
Брзина преноса података се назива и брзина преноса података, која се односи на количину података коју музика репродукује у секунди. Јединица се изражава битом, што је бинарни бит. бпс је брзина преноса података. б је бит (бит), с је друго (друго), п је свако (по), један бајт је еквивалентан 8 бинарних битова. То ће рећи, величина датотеке четвороминутне песме од 4бпс израчунава се овако (128/128) 8 = 460кБ = 3840МБ, 3.8Б (Бите) = 1б (бит), обично је мп8 користан око 3 бита стопа, а вероватно је Величина је око 128-3 БМ.
У рачунарским апликацијама, највиши ниво верности је ПЦМ кодирање, које се широко користи за очување материјала и уважавање музике. Користе се ЦД-ови, ДВД-ови и наше уобичајене ВАВ датотеке. Стога је ПЦМ конвенционално постао кодирање без губитака, јер ПЦМ представља најбољи ниво верности у дигиталном звуку. То не значи да ПЦМ може осигурати апсолутну верност сигнала. ПЦМ може постићи само максималну бесконачну близину.
Израчунавање брзине протока ПЦМ аудио тока је врло лак задатак, вредност брзине узорковања × вредност величине узорковања × број канала у секунди. ВАВ датотека са брзином узорковања од 44.1 КХз, величином узорковања од 16 бита и двоканалним ПЦМ кодирањем, брзина преноса података је 44.1 К × 16 × 2 = 1411.2 Кбпс. Наш уобичајени Аудио ЦД користи ПЦМ кодирање, а капацитет ЦД-а може да садржи само 72 минута музичких информација.
Двоканалном ПЦМ кодираном аудио сигналу потребно је 176.4 КБ простора у 1 секунди и око 10.34М у минуту. Ово је неприхватљиво за већину корисника, посебно за оне који воле да слушају музику на рачунару. Заузетост диска, постоје само две методе, индекс смањења узорка или компресија. Није препоручљиво смањити индекс узорковања, па су стручњаци развили различите шеме компресије. Најоригиналнији су ДПЦМ, АДПЦМ, а најпознатији је МП1. Стога је брзина кода након компресије података много нижа од изворне шифре.
2.9 Пример израчунавања
На пример, дужина датотеке „Виндовс КСП стартуп.вав“ је 424,644 бајта, што је у формату „22050ХЗ / 16бит / стерео“.
Тада је његова брзина преноса у секунди (брзина преноса података, такође названа брзина преноса података, брзина узорковања) 22050162 = 705600 (бпс), претворена у бајтну јединицу је 705600/8 = 88200 (бајтова у секунди), време репродукције: 424644 (укупно бајтова) / 88200 (бајтова у секунди) ≈ 4.8145578 (секунди).
Али ово није довољно тачно. ВАВЕ датотека (* .вав) у стандардном ПЦМ формату има најмање 42 бајта информација заглавља, које треба уклонити приликом израчунавања времена репродукције, тако да постоји: (424644-42) / (22050162/8) ≈ 4.8140816 ( секунде). Ово је тачније.
3 ПЦМ аудио кодирање
ПЦМ је скраћеница од импулсне модулације. У ПЦМ процесу улазни аналогни сигнал се узоркује, квантизује и кодира, а бинарно кодирани број представља амплитуду аналогног сигнала; пријемни крај затим враћа ове кодове на изворни аналогни сигнал. Односно, А / Д конверзија дигиталног звука укључује три процеса: узорковање, квантизовање и кодирање.
Стопа усвајања говорног ПЦМ-а је 8кХз, а број битова узорковања 8бит, тако да је брзина кода гласовно дигиталног кодираног сигнала 8бит × 8кХз = 64кбпс = 8КБ / с.
3.1 Принципи аудио кодирања
Свако ко има одређену електронску основу зна да је аудио сигнал који сакупља сензор аналогна величина, али оно што користимо у стварном процесу преноса је дигитална величина. А то укључује процес претварања аналогног у дигитални. Аналогни сигнал мора проћи кроз три процеса, наиме узорковање, квантизовање и кодирање, да би се остварила технологија модулације импулсног кода (ПЦМ, модулација импулсног кодирања) дигитализације гласа.
Процес претворбе
3.1.1 Узорковање
Узорковање је поступак издвајања узорака (брзина узорковања) из аналогног сигнала на фреквенцији која је више од 2 пута већа од ширине опсега сигнала (Лекуист Самплинг Тхеорем) и претварање у дискретни сигнал за узорковање на временској оси.
Брзина узорковања: Број узорака извучених из непрекидног сигнала у секунди да би се формирао дискретни сигнал, изражен у херцима (Хз).
узорак:
На пример, стопа узорковања аудио сигнала је 8000Хз.
Може се разумети да узорак на горњој слици одговара кривуљи промене напона током времена на слици у трајању од 1 секунде, а затим доњем 1 2 3 ... 10, јер би требало да постоји 1-8000 тачака, односно 1 други је подељен на 8000 делова, а затим их извадите заузврат Вредност напона која одговара том времену од 8000 тачака.
3.1.2 Квантификација
Иако је узорковани сигнал дискретни сигнал на временској оси, он је и даље аналогни сигнал и његова вредност узорка може имати бесконачан број вредности унутар одређеног опсега вредности. Метода „заокруживања“ мора бити усвојена за „заокруживање“ вредности узорка, тако да се вредности узорка унутар одређеног опсега вредности мењају из бесконачног броја вредности у коначан број вредности. Овај процес се назива квантификација.
Број битова за узорковање: односи се на број битова који се користе за описивање дигиталног сигнала.
8 бита (8 бита) представљају 2 до 8. снаге = 256, 16 бита (16 бита) представљају 2 до 16. снаге = 65536;
узорак:
На пример, опсег напона који сакупља аудио сензор је 0-3.3В, а број узорковања 8бит (бит)
Односно, 3.3В / 2 ^ 8 = 0.0128 сматрамо тачношћу квантизације.
Поделимо 3.3 в на 0.0128 као корачну И осу, као што је приказано на слици 3, 1 2 ... 8 постаје 0 0.0128 0.0256 ... 3.3 В
На пример, вредност напона тачке узорковања је 1.652В (између 1280.128 и 1290.128). Заокружујемо га на 1.65 В и одговарајући ниво квантизације је 128.
3.1.3 Кодирање
Квантизовани сигнал узорковања трансформише се у низ децималних токова дигиталног кода распоређених према секвенци узорковања, односно децималном дигиталном сигналу. Једноставан и ефикасан систем података је систем бинарног кода. Због тога би децимални дигитални код требало претворити у бинарни код. Према укупном броју децималних дигиталних кодова може се одредити број битова потребан за бинарно кодирање, односно дужина речи (број битова за узорковање). Овај процес претварања квантизованог узорка сигнала у бинарни ток кода задате дужине речи назива се кодирање.
узорак:
Тада горњих 1.65 В одговара нивоу квантизације од 128. Одговарајући бинарни систем је 10000000. Односно, резултат кодирања тачке узорковања је 10000000. Наравно, ово је метода кодирања која не узима у обзир позитивне и негативне вредности , а постоји много врста метода кодирања које захтевају специфичну анализу одређених проблема. (ПЦМ кодирање аудио формата је А-лав 13 полилине енцодинг)
3.2 ПЦМ аудио кодирање
ПЦМ сигнал није претрпео никакво кодирање и компресију (компресија без губитака). У поређењу са аналогним сигналима, на њега не може лако утицати неред и изобличење преносног система. Динамички опсег је широк, а квалитет звука прилично добар.
3.2.1 ПЦМ кодирање
Кодирано је кодирање А-закона 13 полилин.
За детаље погледајте: ПЦМ кодирање гласа
КСНУМКС Цханнел
Канали се могу поделити на моно и стерео (двоканални).
Свака вредност узорка ПЦМ садржана је у целом броју и, а дужина и је минимални број бајтова потребан за смештај наведене дужине узорка.
Величина узорка Формат података Минимална вредност Максимална вредност
8-битни ПЦМ непотписан инт 0 225
16-битни ПЦМ инт -32767 32767
За моно звучне датотеке подаци узорковања су 8-битни кратки цели број (кратки инт 00Х-ФФХ) и подаци узорковања се чувају у хронолошком редоследу.
Двоканална стерео звучна датотека, сваки податак за узорковање је 16-битни цели број (инт), горњих осам битова (леви канал) и доњих осам битова (десни канал) представљају два канала, а подаци узорковања су хронолошким редоследом Депозит у алтернативном редоследу.
Исто важи и када је број битова узорковања 16 бита, а складиште је повезано са редоследом бајтова.
ПЦМ формат података
Сви мрежни протоколи користе велики ендански начин преноса података. Стога се метода великог ендијана назива и мрежним редом бајтова. Када два хоста са различитим редоследом бајтова комуницирају, морају се претворити у мрежни ред бајтова пре слања података пре слања.
4 Г.711
Генерално ПЦМ, аналогни сигнал се подвргава одређеној обради (као што је амплитудска компресија) пре дигитализације. Једном дигитализован, ПЦМ сигнал се обично даље обрађује (као што је компресија дигиталних података).
Г.711 је стандардни алгоритам мултимедијалних дигиталних сигнала (компресија / декомпресија) који модулира импулсни код из ИТУ-Т. То је техника узорковања за дигитализацију аналогних сигнала, посебно за аудио сигнале. ПЦМ узоркује сигнал 8000 пута у секунди, 8КХз; сваки узорак је 8 битова, укупно 64Кбпс (ДС0). Постоје два стандарда за кодирање нивоа узорковања. Северна Америка и Јапан користе стандард Му-Лав, док већина других земаља користи стандард А-Лав.
А-лав и у-лав су две методе кодирања ПЦМ-а. А-лав ПЦМ се користи у Европи и мојој земљи, а Му-лав се користи у Северној Америци и Јапану. Разлика између ове две методе је метода квантизације. Закон А користи 12-битну квантизацију, а закон У користи 13-битну квантизацију. Фреквенција узорковања је 8КХз, а обе су методе 8-битног кодирања.
Једноставно разумевање: ПЦМ су оригинални аудио подаци које прикупља аудио опрема. Г.711 и ААЦ су два различита алгоритма, који могу компримовати ПЦМ податке до одређеног односа, чиме се штеди пропусни опсег у мрежном преносу.
Наша друга производ:
