1. Audio
Týká se zvukových vln s frekvencí mezi 20 Hz a 20 kHz, které lze slyšet lidskými ušima.
Pokud do počítače přidáte odpovídající zvukovou kartu, což často nazýváme zvukovou kartou, můžeme zaznamenat všechny zvuky a akustické vlastnosti zvuku, například úroveň zvuku, lze uložit jako soubory na pevný disk počítače. Naopak můžeme použít určitý zvukový program k přehrávání uloženého zvukového souboru k obnovení dříve zaznamenaného zvuku.
2. Vzorkovací frekvence
Odkazuje na počet zvukových vzorků získaných za sekundu. Zvuk je vlastně druh energetické vlny, má tedy také charakteristiky frekvence a amplitudy. Frekvence odpovídá časové ose a amplituda odpovídá úrovni osy. Vlna je nekonečně hladká a řetězec lze považovat za složený z nespočetných bodů. Protože úložný prostor je relativně omezený, musí být během řetězce digitálního kódování vzorkovány body řetězce.
Proces vzorkování spočívá v extrakci hodnoty frekvence určitého bodu. Je zřejmé, že čím více bodů se získá za jednu sekundu, tím více informací o frekvenci se získá. Aby se obnovil tvar vlny, čím vyšší je vzorkovací frekvence, tím lepší je kvalita zvuku. Čím reálnější je restaurování, ale zároveň zabírá více zdrojů. Kvůli omezenému rozlišení lidského ucha nelze rozlišit příliš vysokou frekvenci. Obvykle se používá vzorkovací frekvence 22050, 44100 je již kvalita zvuku CD a vzorkování přes 48,000 96,000 nebo 24 XNUMX již nemá pro lidské ucho smysl. To je obdoba XNUMX snímků za sekundu ve filmech. Pokud je stereofonní, vzorek se zdvojnásobí a soubor se téměř zdvojnásobí.
Podle Nyquistovy vzorkovací teorie by vzorkovací frekvence měla být kolem 40kHz, aby bylo zajištěno, že zvuk nebude zkreslený. Nepotřebujeme vědět, jak tato věta vznikla. Musíme pouze vědět, že tato věta nám říká, že pokud chceme přesně zaznamenat signál, musí být naše vzorkovací frekvence větší nebo rovna dvojnásobku maximální frekvence zvukového signálu. Pamatujte, že je to maximální frekvence. .
V oblasti digitálního zvuku jsou běžně používané vzorkovací frekvence:
8000 Hz - vzorkovací frekvence používaná telefonem, která je dostatečná pro lidskou řeč
11025 Hz - vzorkovací frekvence používaná telefonem
Vzorkovací frekvence 22050 Hz použitá pro rozhlasové vysílání
32000 XNUMX Hz vzorkovací frekvence používaná digitální videokamerou miniDV, DAT (režim LP)
44100 Hz-Audio CD, také běžně používané při vzorkovací frekvenci zvuku MPEG-1 (VCD, SVCD, MP3)
Vzorkovací frekvence 47250 Hz používaná komerčními rekordéry PCM
Vzorkovací frekvence 48000 XNUMX Hz pro digitální zvuk používaný v miniDV, digitální televizi, DVD, DAT, filmech a profesionálním zvuku
Vzorkovací frekvence 50000 XNUMX Hz používaná komerčními digitálními rekordéry
96000 192000 Hz nebo XNUMX XNUMX Hz - vzorkovací frekvence používaná pro DVD-Audio, některé zvukové stopy LPCM DVD, zvukové stopy BD-ROM (Blu-ray Disc) a zvukové stopy HD-DVD (High Definition DVD)
3. počet vzorkovacích bitů
Počet vzorkovacích bitů se také nazývá velikost vzorkování nebo počet kvantizačních bitů. Jedná se o parametr používaný k měření fluktuace zvuku, tj. Rozlišení zvukové karty, nebo jej lze chápat jako rozlišení zvukové karty zpracované zvukovou kartou. Čím větší hodnota, tím vyšší rozlišení a realističtější zvuk zaznamenaný a přehrávaný. Bit zvukové karty odkazuje na binární číslice digitálního zvukového signálu používaného zvukovou kartou při shromažďování a přehrávání zvukových souborů. Bit zvukové karty objektivně odráží přesnost popisu digitálního zvukového signálu vstupního zvukového signálu. Běžné zvukové karty jsou hlavně 8bitové a 16bitové. V současné době jsou všechny běžné produkty na trhu 16bitové a vyšší zvukové karty.
Zaznamenává se amplituda všech vzorkovaných dat a přesnost vzorkování závisí na počtu vzorkovacích bitů:
1 bajt (tj. 8bitový) může zaznamenat pouze 256 čísel, to znamená, že amplitudu lze rozdělit pouze na 256 úrovní;
2 bajty (tj. 16 bitů) mohou být tak malé jako 65536, což je již standard CD;
4 bajty (tj. 32bitové) mohou rozdělit amplitudu na 4294967296 úrovní, což je opravdu zbytečné.
4. počet kanálů
To je počet zvukových kanálů. Společné mono a stereo (dvoukanálové) se nyní vyvinuly na čtyřzvukový prostorový (čtyřkanálový) a 5.1 kanálů.
(1) Jedna silnice
Mono je relativně primitivní forma reprodukce zvuku a starší zvukové karty ji používaly častěji. Monofonní zvuk lze znít pouze pomocí jednoho reproduktoru a některé jsou také zpracovány do dvou reproduktorů pro výstup stejného zvukového kanálu. Když jsou monofonní informace přehrávány dvěma reproduktory, můžeme jasně cítit, že zvuk vychází ze dvou reproduktorů. Není možné určit konkrétní umístění zdroje zvuku, který je přenášen do našich uší ze středu reproduktoru.
(2) Stereo
Binaurální kanály mají dva zvukové kanály. Princip je takový, že když lidé slyší zvuk, mohou posoudit konkrétní umístění zdroje zvuku na základě fázového rozdílu mezi levým a pravým uchem. Zvuk je během procesu nahrávání přidělen na dva nezávislé kanály, aby se dosáhlo dobrého efektu lokalizace zvuku. Tato technika je zvláště užitečná při oceňování hudby. Posluchač dokáže jasně rozlišit směr, ze kterého vycházejí různé nástroje, díky čemuž je hudba nápaditější a blíže zážitku na místě.
V současnosti se nejčastěji používají dva hlasy. V karaoke je jeden pro přehrávání hudby a druhý pro hlas zpěváka; ve VCD jeden kopíruje v mandarínštině a druhý v kantonštině.
(3) Čtyřtónový prostorový zvuk
Čtyřkanálový prostorový zvuk definuje čtyři zvukové body, přední levý, přední pravý, levý zadní a pravý zadní, a publikum je obklopeno těmito čtyřmi zvukovými body. Současně se také doporučuje přidat subwoofer, který zlepší zpracování přehrávání nízkofrekvenčních signálů (to je důvod, proč jsou dnes populární 4.1kanálové reproduktorové systémy). Pokud jde o celkový efekt, čtyřkanálový systém může posluchačům přinést prostorový zvuk z několika různých směrů, může získat sluchový zážitek z různých prostředí a poskytnout uživatelům zcela nový zážitek. V dnešní době je čtyřkanálová technologie široce integrována do designu různých zvukových karet střední a vyšší třídy a stává se hlavním trendem budoucího vývoje.
(4) kanál
Kanály 5.1 byly široce používány v různých tradičních divadlech a domácích kinech. Některé z nejznámějších kompresních formátů záznamu zvuku, jako jsou Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS atd., Jsou založeny na zvukovém systému 5.1. Kanál „.1“ je speciálně navržený kanál subwooferu, který umožňuje produkci subwooferů s rozsahem frekvenční odezvy 20 až 120 Hz. Zvukový systém 5.1 ve skutečnosti pochází z prostorového zvuku 4.1, rozdíl je v tom, že přidává centrální jednotku. Tato centrální jednotka je zodpovědná za přenos zvukového signálu pod 80 Hz, což je užitečné pro posílení lidského hlasu při sledování filmu a soustředění dialogu uprostřed celého zvukového pole pro zvýšení celkového efektu.
V současné době poskytuje mnoho online hudebních přehrávačů, jako je QQ Music, 5.1kanálovou hudbu pro zkušební poslech a stahování.
5. rám
Koncept zvukových snímků není tak jasný jako snímky videa. Téměř všechny formáty kódování videa mohou jednoduše považovat snímek za zakódovaný obrázek. Zvukový rámec však souvisí s formátem kódování, který je implementován každým standardem kódování. Protože pokud jde o PCM (nekódovaná zvuková data), vůbec nepotřebuje koncept snímků a lze jej přehrávat podle vzorkovací frekvence a přesnosti vzorkování. Například pro duální zvuk se vzorkovací frekvencí 44.1 kHZ a přesností vzorkování 16 bitů můžete vypočítat, že bitová rychlost je 44100 16 * 2 * 44100 b / s a zvuková data za sekundu jsou pevná 16 2 * 8 * XNUMX / XNUMX bytů.
Rám amr je poměrně jednoduchý. Stanovuje, že každých 20 ms zvuku je snímek a každý snímek zvuku je nezávislý. Je možné použít různé kódovací algoritmy a různé parametry kódování.
Rámeček mp3 je o něco složitější a obsahuje více informací, jako je vzorkovací frekvence, bitová rychlost a různé parametry.
6. cyklus
Počet rámců požadovaných pro jedno zpracování zvukovým zařízením se používá jako jednotka pro přístup k datům a ukládání zvukových dat zvukovým zařízením.
7. prokládaný režim
Metoda ukládání digitálních zvukových signálů. Data se ukládají do souvislých rámců, to znamená, že se nejprve zaznamenají vzorky levého kanálu a vzorky pravého kanálu rámce 1 a poté se zahájí záznam rámce 2.
8. neprokládaný režim
Nejprve nahrajte vzorky levého kanálu všech snímků v období a poté nahrajte všechny vzorky pravého kanálu.
9. přenosová rychlost
Bitová rychlost se také nazývá bitová rychlost, která označuje množství dat přehrávaných hudbou za sekundu, a jednotka je vyjádřena v bitech, což jsou binární bity. bps je bitová rychlost. b je bit (bit), s je druhý (druhý), p je každý (za), jeden bajt odpovídá 8 binárním bitům. To znamená, že velikost souboru 4minutové skladby 128 b / s se počítá takto (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8 MB, 1B (bajt) = 8b (bit), obecně mp3 je výhodné na kolem 128 bitové rychlosti, to je také o velikosti 3-4 BM.
V počítačových aplikacích je nejvyšší úrovní věrnosti kódování PCM, které se široce používá pro ukládání materiálu a hodnocení hudby. Používá se na CD, DVD a v našich běžných souborech WAV. Proto se PCM stalo konvencí bezztrátovým kódováním, protože PCM představuje nejlepší úroveň věrnosti v digitálním zvuku. Neznamená to, že PCM může zajistit absolutní věrnost signálu. PCM může dosáhnout pouze nejvyššího stupně nekonečné blízkosti.
Výpočet bitové rychlosti zvukového toku PCM je velmi snadný úkol, hodnota vzorkovací frekvence × hodnota velikosti vzorkování × číslo kanálu bps. Soubor WAV se vzorkovací frekvencí 44.1 KHz, vzorkovací velikostí 16 bitů a dvoukanálovým kódováním PCM, jeho datová rychlost je 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 kB / s. Naše běžné zvukové CD používá kódování PCM a kapacita CD pojme pouze 72 minut hudebních informací.
Dvoukanálový zvukový signál kódovaný PCM vyžaduje za 176.4 sekundu 1 kB prostoru a za 10.34 minutu přibližně 1 mil. To je pro většinu uživatelů nepřijatelné, zejména pro ty, kteří rádi poslouchají hudbu na počítači. Obsazenost disku, existují pouze dvě metody, index převzorkování nebo komprese. Není vhodné snižovat index vzorkování, proto odborníci vyvinuli různá schémata komprese. Nejoriginálnější jsou DPCM, ADPCM a nejznámější je MP3. Proto je rychlost kódu po kompresi dat mnohem nižší než původní kód.
