1.Audio
Attiecas uz skaņas viļņiem ar frekvenci no 20 Hz līdz 20 kHz, kurus dzird cilvēka ausis.
Ja datoram pievienojat atbilstošu audio karti, ko mēs bieži saucam par skaņas karti, mēs varam ierakstīt visas skaņas, un skaņas akustiskās īpašības, piemēram, skaņas līmeni, var saglabāt kā failus datora cietajā diskā. Un otrādi, mēs varam izmantot arī noteiktu audio programmu, lai atskaņotu saglabāto audio failu, lai atjaunotu iepriekš ierakstīto skaņu.
2. Paraugu ņemšanas biežums
Attiecas uz skaņas paraugu skaitu, kas iegūti sekundē. Skaņa patiesībā ir sava veida enerģijas vilnis, tāpēc tai ir arī frekvences un amplitūdas īpašības. Frekvence atbilst laika asij, un amplitūda atbilst līmeņa asij. Vilnis ir bezgala gluds, un virkni var uzskatīt par neskaitāmu punktu sastāvu. Tā kā atmiņas vieta ir relatīvi ierobežota, digitālās kodēšanas procesā jāņem paraugi no virknes punktiem.
Paraugu ņemšanas process ir noteiktā punkta frekvences vērtības iegūšana. Acīmredzot, jo vairāk punktu iegūst vienā sekundē, jo vairāk tiek iegūta informācija par frekvenci. Lai atjaunotu viļņu formu, jo augstāka ir paraugu ņemšanas frekvence, jo labāka ir skaņas kvalitāte. Jo reālāka ir atjaunošana, bet tajā pašā laikā tā aizņem vairāk resursu. Cilvēka auss ierobežotās izšķirtspējas dēļ nevar atšķirt pārāk augstu frekvenci. Parasti tiek izmantota paraugu ņemšanas frekvence 22050, 44100 jau ir kompaktdiska skaņas kvalitāte, un paraugu ņemšana, pārsniedzot 48,000 96,000 vai 24 XNUMX, cilvēka ausij vairs nav nozīmes. Tas ir līdzīgs XNUMX kadriem sekundē filmās. Ja tas ir stereo, paraugs tiek dubultots, un fails ir gandrīz divkāršots.
Saskaņā ar Nyquist paraugu ņemšanas teoriju, lai nodrošinātu, ka skaņa netiek sagrozīta, paraugu ņemšanas frekvencei jābūt aptuveni 40 kHz. Mums nav jāzina, kā radās šī teorēma. Mums tikai jāzina, ka šī teorēma mums saka - ja mēs vēlamies precīzi ierakstīt signālu, mūsu paraugu ņemšanas frekvencei jābūt lielākai vai vienādai ar audio signāla maksimālās frekvences divkāršu vai vienādu. Atcerieties, ka tā ir maksimālā frekvence. .
Digitālā audio jomā parasti tiek izmantoti šādi paraugu ņemšanas ātrumi:
8000 Hz - tālruņa izmantotais paraugu ņemšanas ātrums, kas ir pietiekams cilvēka runai
11025 Hz - tālruņa izmantotā paraugu ņemšanas frekvence
22050 Hz paraugu ņemšanas ātrums, ko izmanto radio apraidei
32000 Hz paraugu ņemšanas ātrums, ko izmanto miniDV digitālā videokamera, DAT (LP režīms)
44100 Hz-Audio kompaktdisks, ko parasti izmanto arī MPEG-1 audio (VCD, SVCD, MP3) paraugu ņemšanas biežumā
47250 Hz paraugu ņemšanas ātrums, ko izmanto komerciālie PCM ierakstītāji
48000 Hz paraugu ņemšanas ātrums digitālajai skaņai, ko izmanto miniDV, digitālajā TV, DVD, DAT, filmās un profesionālajā audio
50000 Hz paraugu ņemšanas frekvence, ko izmanto komerciālie digitālie ierakstītāji
96000 Hz vai 192000 Hz - paraugu ņemšanas ātrums, ko izmanto DVD-Audio, dažiem LPCM DVD audio celiņiem, BD-ROM (Blu-ray Disc) un HD-DVD (High Definition DVD) audio celiņiem
3. paraugu ņemšanas bitu skaits
Paraugu ņemšanas bitu skaitu sauc arī par izlases lielumu vai kvantēšanas bitu skaitu. Tas ir parametrs, ko izmanto, lai mērītu skaņas svārstības, tas ir, skaņas kartes izšķirtspēju vai to var saprast kā skaņas kartes apstrādāto skaņas kartes izšķirtspēju. Jo lielāka vērtība, jo augstāka izšķirtspēja un reālistiskāka ierakstītā un atskaņotā skaņa. Skaņas kartes bits attiecas uz digitālā skaņas signāla binārajiem cipariem, ko skaņas karte izmanto, vācot un atskaņojot skaņas failus. Skaņas kartes bits objektīvi atspoguļo digitālā skaņas signāla ievades skaņas signāla apraksta precizitāti. Parastās skaņas kartes galvenokārt ir 8 bitu un 16 bitu. Mūsdienās visi tirgū esošie galvenie produkti ir 16 bitu un augstākas skaņas kartes.
Katra izlasē iekļautā datu amplitūda tiek reģistrēta, un paraugu ņemšanas precizitāte ir atkarīga no paraugu ņemšanas bitu skaita:
1 baits (tas ir, 8 biti) var ierakstīt tikai 256 skaitļus, tas ir, amplitūdu var sadalīt tikai 256 līmeņos;
2 baiti (tas ir, 16 biti) var būt tik mazi kā 65536, kas jau ir CD standarts;
4 baiti (tas ir, 32 biti) var sadalīt amplitūdu 4294967296 līmeņos, kas patiešām nav vajadzīgs.
4. kanālu skaits
Tas ir skaņas kanālu skaits. Kopējais mono un stereo (divkanālu) tagad ir attīstījies uz četru skaņu telpisko (četrkanālu) un 5.1 kanālu.
(1) Vienotais ceļš
Mono ir salīdzinoši primitīva skaņas reproducēšanas forma, un agrīnās skaņas kartes to izmantoja biežāk. Mono skaņu var atskaņot tikai, izmantojot vienu skaļruni, un daži tiek apstrādāti arī divos skaļruņos, lai izvadītu to pašu skaņas kanālu. Kad monofoniskā informācija tiek atskaņota caur diviem skaļruņiem, mēs skaidri jūtam, ka skaņa nāk no diviem skaļruņiem. Nav iespējams noteikt skaņas avota konkrēto atrašanās vietu, kas tiek pārraidīta uz mūsu ausīm no skaļruņa vidus.
(2) Stereo
Binaurālajiem kanāliem ir divi skaņas kanāli. Princips ir tāds, ka cilvēki, dzirdot skaņu, var spriest par skaņas avota konkrēto atrašanās vietu, pamatojoties uz fāžu starpību starp kreiso un labo ausu. Ierakstīšanas laikā skaņa tiek piešķirta diviem neatkarīgiem kanāliem, lai panāktu labu skaņas lokalizācijas efektu. Šī tehnika ir īpaši noderīga mūzikas novērtēšanā. Klausītājs var skaidri nošķirt virzienu, no kura nāk dažādi instrumenti, kas padara mūziku izdomas bagātāku un tuvāku pieredzei uz vietas.
Pašlaik visbiežāk tiek izmantotas divas balsis. Karaokē viens ir paredzēts mūzikas atskaņošanai, bet otrs - dziedātāja balsij; VCD vienā dublē mandarīnu valodā, bet otrs dublē kantoniešu valodā.
(3) Četrtoņu surround
Četru kanālu surround nosaka četrus skaņas punktus, priekšējo kreiso, priekšējo labo, aizmugurējo kreiso un aizmugurējo labo, un auditoriju ieskauj šie četri skaņas punkti. Tajā pašā laikā ieteicams pievienot arī zemfrekvences skaļruni, lai uzlabotu zemfrekvences signālu atskaņošanas apstrādi (tas ir iemesls, kāpēc 4.1 kanālu skaļruņu sistēmas mūsdienās ir populāras). Kas attiecas uz kopējo efektu, četru kanālu sistēma var radīt klausītājiem telpisko skaņu no dažādiem virzieniem, var iegūt dzirdes pieredzi, atrodoties dažādās vidēs, un sniegt lietotājiem pavisam jaunu pieredzi. Mūsdienās četru kanālu tehnoloģija ir plaši integrēta dažādu vidējas un augstas klases skaņas karšu dizainā, kļūstot par nākotnes attīstības galveno tendenci.
(4) kanāls
5.1 kanāls ir plaši izmantots dažādos tradicionālajos teātros un mājas kinozālēs. Daži no pazīstamākajiem skaņas ierakstu saspiešanas formātiem, piemēram, Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS uc, ir balstīti uz 5.1 skaņas sistēmu. ".1" kanāls ir īpaši izstrādāts zemfrekvences skaļruņu kanāls, kas var radīt zemfrekvences skaļruņus ar frekvences diapazona diapazonu no 20 līdz 120 Hz. Faktiski 5.1 skaņas sistēma nāk no 4.1 surround, atšķirība ir tā, ka tā pievieno centrālo vienību. Šī centrālā vienība ir atbildīga par skaņas signāla pārraidi zem 80Hz, kas ir noderīga, lai stiprinātu cilvēka balsi, skatoties filmu, un koncentrētu dialogu visa skaņas lauka vidū, lai palielinātu kopējo efektu.
Pašlaik daudzi tiešsaistes mūzikas atskaņotāji, piemēram, QQ Music, ir nodrošinājuši 5.1 kanālu mūziku izmēģinājuma klausīšanai un lejupielādei.
5. rāmis
Audio rāmju jēdziens nav tik skaidrs kā video rāmji. Gandrīz visos video kodēšanas formātos rāmis ir vienkārši domājams kā kodēts attēls. Tomēr audio rāmis ir saistīts ar kodēšanas formātu, kuru ievieš katrs kodēšanas standarts. Jo, ja tas ir PCM (nekodēti audio dati), tam vispār nav nepieciešams kadru jēdziens, un to var atskaņot atbilstoši izlases ātrumam un izlases precizitātei. Piemēram, divkāršam audio ar paraugu ņemšanas ātrumu 44.1 kHz un paraugu ņemšanas precizitāti 16 bitiem varat aprēķināt, ka bitu pārraides ātrums ir 44100 * 16 * 2bps, un audio dati sekundē ir fiksēts 44100 * 16 * 2 / 8 baiti.
Amr rāmis ir salīdzinoši vienkāršs. Tas nosaka, ka ik pēc 20ms audio ir kadrs, un katrs audio kadrs ir neatkarīgs. Ir iespējams izmantot dažādus kodēšanas algoritmus un dažādus kodēšanas parametrus.
Mp3 rāmis ir nedaudz sarežģītāks un satur vairāk informācijas, piemēram, izlases ātrumu, bitu pārraides ātrumu un dažādus parametrus.
6. cikls
Kadru skaits, kas nepieciešams vienai audio ierīces apstrādei, tiek izmantots kā vienība, lai audio ierīce piekļūtu datiem un saglabātu audio datus.
7. pītas režīms
Digitālo audio signālu uzglabāšanas metode. Dati tiek saglabāti nepārtrauktajos kadros, tas ir, vispirms tiek ierakstīti 1. kadra kreisā kanāla un labā kanāla paraugi, un pēc tam tiek sākta 2. kadra ierakstīšana.
8. nemainīts režīms
Vispirms ierakstiet visu kadru kreisā kanāla paraugus periodā un pēc tam ierakstiet visus labā kanāla paraugus.
9. bitu pārraides ātrums
Bitu pārraides ātrumu sauc arī par bitu pārraides ātrumu, kas attiecas uz mūzikas atskaņoto datu daudzumu sekundē, un vienību izsaka bitos, kas ir bināri biti. bps ir bitu pārraides ātrums. b ir bits (bits), s ir otrais (otrais), p ir katrs (uz), viens baits ir ekvivalents 8 bināriem bitiem. Tas nozīmē, ka 4 minūšu 128 bps dziesmas faila lielums tiek aprēķināts šādi (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8 MB, 1B (baits) = 8b (bits), parasti mp3 ir izdevīgs aptuveni 128 bitu pārraides ātrums. Tas ir arī apmēram 3-4 BM liels.
Datoru lietojumos visaugstākais precizitātes līmenis ir PCM kodēšana, ko plaši izmanto materiālu glabāšanai un mūzikas novērtēšanai. To lieto kompaktdiskos, DVD diskos un mūsu parastajos WAV failos. Tāpēc PCM ir kļuvis par bezzaudējumu kodējumu pēc vienošanās, jo PCM ir labākais digitālās audio precizitātes līmenis. Tas nenozīmē, ka PCM var nodrošināt absolūtu signāla precizitāti. PCM var sasniegt tikai vislielāko bezgalības tuvumu.
PCM audio straumes bitu pārraides ātruma aprēķināšana ir ļoti vienkāršs uzdevums: paraugu ņemšanas ātruma vērtība × izlases lieluma vērtība × kanāla numurs bps. WAV fails ar paraugu ņemšanas ātrumu 44.1 KHz, paraugu ņemšanas lielums 16 biti un divkanālu PCM kodējums, tā datu pārraides ātrums ir 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 Kbps. Mūsu kopīgajā audio kompaktdiskā tiek izmantota PCM kodēšana, un kompaktdiska ietilpībā var būt tikai 72 minūtes mūzikas informācijas.
Divkanālu PCM kodēts audio signāls prasa 176.4 KB vietas 1 sekundē un apmēram 10.34M 1 minūtē. Tas ir nepieņemami lielākajai daļai lietotāju, īpaši tiem, kam patīk klausīties mūziku datorā. Disku noslogojums, ir tikai divas metodes, samazināšanas indekss vai saspiešana. Nav ieteicams samazināt izlases indeksu, tāpēc eksperti ir izstrādājuši dažādas saspiešanas shēmas. Oriģinālākie ir DPCM, ADPCM, un slavenākais ir MP3. Tāpēc koda ātrums pēc datu saspiešanas ir daudz mazāks nekā sākotnējais kods.
