|
Оцифрованный звук и факторы, влияющие на его качество
Человеческий голос порождает аналоговый сигнал, который занимает полосу частот между 200 и 3400 Гц. Кодирование речи обеспечивает компактное цифровое представление аналогового голосового сигнала и делает возможной высококачественную передачу по цифровым телефонным сетям. По своей сути оцифрованный звук довольно прост. Звук передается по проводу как изменяющееся аналоговое напряжение. Чтобы произвести цифровую обработку, вы дискретизируете звук, измеряя напряжение через равные промежутки времени и преобразуя его в цифровое представление с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (analog-to-digital converter, ACD). После чего можно хранить и обрабатывать полученные значения как обычные цифровые данные. Для воспроизведения звука вам потребуется преобразовать данные обратно в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) (digital-to-analog converter). На качество получаемого в результате звука оказывают влияние два фактора. Первый - частота дискретизации (sampling rate) показывает, как часто вы измеряете значение аналогового сигнала. Разрядность дискретизации (sample size) определяет точность замера. При увеличении частоты и разрядности дискретизации вы будете получать звук с лучшим качеством, но при этом будет увеличиваться количество данных, которые необходимо хранить или передавать. Так, одна секунда звука качества CD (44100 измерений в секунду, 16 бит на канал, два канала) дает 172 килобайта данных. Для определения лучшей частоты и разрядности дискретизации необходимо найти компромисс между звуковым качеством и размером данных. Например, звуковой CD хранит оцифрованный звук, дискретизированный с частотой 44100 измерений в секунду, который может воспроизводиться с частотой до 22050 Гц. Такая частота. перекрывающая диапазон звуков, воспринимающихся большинством людей, хорошо объясняет высокое качество звукового CD. В то время как многие современные телефонные сети используют цифровой звук, дискретизированный с частотой 8000 измерений в секунду. Так как человеческая речь в основном лежит в диапазоне 3000 Гц, такая частота дискретизации вполне подходит для этих целей. Разрядность дискретизации управляет фактором, представляющим собой отношение сигнала к шуму (signal-to-noise ratio). Любой метод хранения и воспроизведения звука вносит некоторые случайные потери, которые проявляются в виде шума. Для оцифрованного звука шум определяется точностью измерений. Чем точнее измерение, тем меньше зазор для шума.
|
