Представление сигнала в цифровой форме. Дискретизация. Квантование.

Кодирование – единственный способ передачи информации, передающейся сознательно

Подобие – входной и выходной похожи

Цифровое кодирование – примитивный способ

Только два сигнала 0 и 1

Операция проводится в 3 этапа

Дискретизация по чистоте

Аналоговый сигнал во времени разбивается на интервалы. Измеряется в Герцах. Количество интервалов нужно чтоб замерить амплитуду на каждом отрезке

Разрядность квантования. Частота дискретизации – разбиение сигнала во времени на равные отрезки в соответствии с теоремой Котельникова

Для неискаженной передачи непрерывного сигнала, занимающего определенную полосу частот, необходимо, чтобы частота дискретизации была как минимум вдвое выше верхней частоты воспроизводимого диапазона частот

От 30 до 15 кГц

CD 44-100 кГц

48 кГц

High 96 кГц

Уровень квантования – разбиение сигнала по амплитуде

Дискретизация по уровню также связана с ограничением сигнала по динамическому диапазону

Динамический диапазон – диапазон наибольшего и наименьшего уровней сигнала, внутри которого сохраняются основные характеристики тракта

Снизу динамический диапазон ограничен уровнем шумов, а сверху номинальным уровнем (Дб)

Нулевой уровень превышать нельзя

Уровни шумов, например – 72 Дб – 65 Дб. Качественный

Болевой порог 130 Дб на расстоянии 100 м взлетает реактивный самолет

Разрядность квантования очень влияет на динамический диапазон

Весь динамический диапазон сигнала разбивается на число уровней кратно 2(в степени) n

Число n – уровень квантования в битах

Бит – элементарная единица количество информации

1 бит – наличие информации

0 бит – отсутствие информации

Каждой зоне, разбитой по оси, присваивается значение или номер, тогда уровень будет описываться номером зоны, в которой он находится

2n=4 n=2

Код Грея – код весовых коэффициентов

Биты образуются в байты – кодовые слова – кодовые предложения – цифровой поток, передающий сигнал в одну миллисекунду

n=8 - 256

n=16 – 65536

n=20 – 1018576

необходимая точность разрядности квантования выбирается кроме того из следующих соображений: необходимый нам сигнал шума но величины хуже чем аналоговый сигнал 96 Дб шум

соотношение сигнала – помеха

разрядность квантования = 16 бит в этом случае

число зон, уровней, разрю амплитуды = 2^16=65536

Дискретизация по чистоте

Квантование по уровню

Кодирование

АЦП Аналогово-цифровой преобразователь

AT Converter. Codec

Помехоустойчивость

Параметр скорость передачи данных цифрового потока. Скорость цифрового потока Q определяют как произведение частоты дискретизации на разрядность квантования

Q= F(d)*n при F(d)=48000, n=16 бит, Q=768 кб\с

Для стерео потока 1536 кб\с

Цифровое сжатие информации

- или компрессия – конечная цель – исключение из цифрового потока избыточной информации.

Звуковой сигнал – случайный процесс. Уровни связаны в течение времени корреляции

Корреляционные – связи, описывающие события во временных отрезках: предыдущего, настоящего и будущего

-длительные – весна, лето, осень

-кратковременные

Метод экстраполяции. Из цифрового в синусойду

Передают только разницу следующего сигнала и предыдущего

Психофизические свойства звука – позволяет уху отбирать сигналы

Удельный вес в объеме сигнала

Реальные\импульсивные

Система помехоусточива, от формы импульса ничего не зависит. Импульс легко восстановить

АЧХ – зависимость амплитуды от частоты

АЧХ регулирует тембр звучания

Эквалайзер – корректор АЧХ

Низкие, средние, высокие частоты

Басы, средние, верха

Present

Low medium high

Эквалайзер 10, 20, 40, 256 полосные

Анализатор спектра – удалить, распознать голос

Психоакустические устройства

Силы – процесс

Частотное устройство обработки – плагины – модули, которые при открытом коде программы дорабатывают, посылают

Динамическая обработка сигнала

Приложения – устройства, которые регулируют динамические устройства

Громкость – уровень сигнала

Регуляторы уровня

Фейдеры \ микшеры

Фейд in \ Фейд out

Уменьшение шума

Пикосрезатель

Компрессор

Шумоподавитель