Любые процессы реальности могут быть преобразованы в цифровую форму. Так, кодирование звуковой инфы при помощи вычислительных машин производится по последующей схеме:

— колебания воздуха регистрируются чувствительными устройствами;

— производится их преобразование в электронный ток, в каком частота (амплитуда) меняется соответственно;

— приобретенный ток оцифровывается, другими словами происходит его дискретизация (время от времени молвят, что имеет место двоичное кодирование звуковой инфы).

Приобретенный электрический аналог начального звукового потока тем лучше, чем выше частота выборок при дискретизации и глубина кодировки.

Другими словами, кодирование звуковой инфы – это процесс преобразования знакомого многим аналогового сигнала в цифровой, созданного для следующей обработки на соответственных устройствах. Разглядим подробнее этапы и методы оцифровки звука.

Дискретизация по временным рамкам – это база оцифровки. Согласно аксиоме Котельникова, аналоговый электронный сигнал может быть преобразован в цифровую форму методом считывания с определенным шагом непрерывного ряда значений его амплитуды. Частота таких считываний должна как минимум в два раза превосходить предельное значение частоты основного сигнала. По мере надобности оцифровки аналогового «исходника» с рабочей частотой 0-20 кГц подборка должна осуществляться не пореже чем 40 тыс. раз за секунду (40 кГц). Дискретизация показывает на количество замеров за секунду начального аналогового сигнала (сэмплирование, частота подборки). С ростом выборок увеличивается не только лишь качество, да и объем получаемого потока данных.

Также кодирование звуковой инфы может производиться другими методами. Как, к примеру, оцифровка средством неоднородного квантования, время от времени именуемого логарифмическим. При его использовании вся амплитудная шкала условно разбивается на участки с высочайшими и низкими значениями. Предстоящее кодирование звуковой инфы происходит методом внедрения огромного количества уровней квантования на участках с малым значением амплитуды (и напротив). Но отметим, что общее число уровней остается таким же, как и в однородном способе квантования (PCM).

Совсем другой подход реализован в другом методе кодировки. Он носит заглавие «дифференциальная импульсно-кодовая модуляция» (DPCM). При таком методе квантованию подвергается не конкретная амплитуда сигнала, а ее относительные значения. В итоге удается достигнуть уменьшения занимаемого данными объема, потому что задействуется механизм пророчества следующих отсчетов начального сигнала.

Кодирование и обработка звуковой инфы, описываемая в данной работе, подразумевает необходимость выполнения преобразования «аналог-цифра». Этот процесс осуществляется при помощи АЦП (аналого-цифрового преобразователя). С работой этого устройства раз в день сталкивается каждый обладатель компьютера, оборудованного звуковой картой (в данном случае имеет место оборотный процесс – получение аналогового сигнала из цифрового потока).

Функции АЦП заключаются в последующем:

— В ограничении полосы пропускаемых частот. При помощи фильтров отсекаются составляющие сигнала, частота которых – больше половины частоты дискретизации (причина описывалась ранее).

— Подборка значений амплитуды через определенные промежутки времени. В итоге аналоговый сигнал представляется последовательностью единичных разрядов различной интенсивности (дискретизация).

— Подмена величин приобретенных разрядов их наиблежайшими значениями из фиксированного набора (квантование).

— Преобразование каждого квантованного значения условным числом уровня квантования (каждому значению – собственный порядковый номер). Это и является завершающим шагом оцифровки.