1. ήχου
Αναφέρεται σε ηχητικά κύματα με συχνότητα μεταξύ 20 Hz και 20 kHz που μπορούν να ακουστούν από τα ανθρώπινα αυτιά.
Εάν προσθέσετε μια αντίστοιχη κάρτα ήχου στον υπολογιστή, την οποία ονομάζουμε συχνά κάρτα ήχου, μπορούμε να καταγράψουμε όλους τους ήχους και τα ακουστικά χαρακτηριστικά του ήχου, όπως το επίπεδο του ήχου, μπορούν να αποθηκευτούν ως αρχεία στο τον σκληρό δίσκο του υπολογιστή. Αντίθετα, μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα ήχου για την αναπαραγωγή του αποθηκευμένου αρχείου ήχου για την επαναφορά του προηγουμένως εγγεγραμμένου ήχου.
2. Συχνότητα δειγματοληψίας
Αναφέρεται στον αριθμό των ηχητικών δειγμάτων που λαμβάνονται ανά δευτερόλεπτο. Ο ήχος είναι στην πραγματικότητα ένα είδος ενεργειακού κύματος, οπότε έχει επίσης τα χαρακτηριστικά της συχνότητας και του πλάτους. Η συχνότητα αντιστοιχεί στον άξονα χρόνου και το πλάτος αντιστοιχεί στον άξονα στάθμης. Το κύμα είναι απείρως απαλό και η χορδή μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από αμέτρητα σημεία. Επειδή ο χώρος αποθήκευσης είναι σχετικά περιορισμένος, τα σημεία της συμβολοσειράς πρέπει να λαμβάνονται δείγματα κατά τη διαδικασία ψηφιακής κωδικοποίησης.
Η διαδικασία δειγματοληψίας είναι να εξαγάγετε την τιμή συχνότητας ενός συγκεκριμένου σημείου. Προφανώς, όσο περισσότερα σημεία εξάγονται σε ένα δευτερόλεπτο, τόσο περισσότερες πληροφορίες συχνότητας λαμβάνονται. Για την επαναφορά της κυματομορφής, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας, τόσο καλύτερη είναι η ποιότητα του ήχου. Όσο πιο πραγματική είναι η αποκατάσταση, αλλά ταυτόχρονα καταλαμβάνει περισσότερους πόρους. Λόγω της περιορισμένης ανάλυσης του ανθρώπινου αυτιού, πολύ υψηλή συχνότητα δεν μπορεί να διακριθεί. Η συχνότητα δειγματοληψίας 22050 χρησιμοποιείται συνήθως, το 44100 έχει ήδη ποιότητα ήχου CD και η δειγματοληψία άνω των 48,000 ή 96,000 δεν είναι πλέον σημαντική για το ανθρώπινο αυτί. Αυτό είναι παρόμοιο με τα 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο σε ταινίες. Εάν είναι στερεοφωνικό, το δείγμα διπλασιάζεται και το αρχείο σχεδόν διπλασιάζεται.
Σύμφωνα με τη θεωρία δειγματοληψίας Nyquist, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι ο ήχος δεν παραμορφώνεται, η συχνότητα δειγματοληψίας θα πρέπει να είναι περίπου 40kHz. Δεν χρειάζεται να γνωρίζουμε πώς δημιουργήθηκε αυτό το θεώρημα. Αρκεί να γνωρίζουμε ότι αυτό το θεώρημα μας λέει ότι εάν θέλουμε να εγγράψουμε ένα σήμα με ακρίβεια, η συχνότητα δειγματοληψίας μας πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με τη διπλάσια από τη μέγιστη συχνότητα του ηχητικού σήματος. Θυμηθείτε, είναι η μέγιστη συχνότητα. .
Στον τομέα του ψηφιακού ήχου, οι συχνότητες δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι:
8000 Hz - ο ρυθμός δειγματοληψίας που χρησιμοποιείται από το τηλέφωνο, ο οποίος επαρκεί για την ανθρώπινη ομιλία
11025 Hz - Δείγμα δειγματοληψίας που χρησιμοποιείται από το τηλέφωνο
Ρυθμός δειγματοληψίας 22050 Hz που χρησιμοποιείται για ραδιοφωνικές εκπομπές
Ρυθμός δειγματοληψίας 32000 Hz που χρησιμοποιείται από ψηφιακή βιντεοκάμερα miniDV, DAT (λειτουργία LP)
44100 Hz-Audio CD, που χρησιμοποιείται επίσης συνήθως στο ρυθμό δειγματοληψίας MPEG-1 ήχου (VCD, SVCD, MP3)
Ποσοστό δειγματοληψίας 47250 Hz που χρησιμοποιείται από εμπορικές συσκευές εγγραφής PCM
Ρυθμός δειγματοληψίας 48000 Hz για ψηφιακό ήχο που χρησιμοποιείται σε miniDV, ψηφιακή τηλεόραση, DVD, DAT, ταινίες και επαγγελματικό ήχο
Ποσοστό δειγματοληψίας 50000 Hz που χρησιμοποιείται από εμπορικές ψηφιακές συσκευές εγγραφής
96000 Hz ή 192000 Hz - ο ρυθμός δειγματοληψίας που χρησιμοποιείται για DVD-Audio, ορισμένα κομμάτια ήχου LPCM DVD, κομμάτια ήχου BD-ROM (Blu-ray Disc) και κομμάτια ήχου HD-DVD (DVD υψηλής ευκρίνειας)
3. ο αριθμός των bit δειγματοληψίας
Ο αριθμός των bit δειγματοληψίας ονομάζεται επίσης το μέγεθος δειγματοληψίας ή ο αριθμός των bit ψηφιοποίησης. Είναι μια παράμετρος που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της διακύμανσης του ήχου, δηλαδή της ανάλυσης της κάρτας ήχου ή μπορεί να γίνει κατανοητή ως η ανάλυση της κάρτας ήχου που επεξεργάζεται η κάρτα ήχου. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο υψηλότερη είναι η ανάλυση και τόσο πιο ρεαλιστικός ο ήχος που εγγράφηκε και αναπαράχθηκε. Το bit της κάρτας ήχου αναφέρεται στα δυαδικά ψηφία του ψηφιακού σήματος ήχου που χρησιμοποιείται από την κάρτα ήχου κατά τη συλλογή και την αναπαραγωγή αρχείων ήχου. Το κομμάτι της κάρτας ήχου αντικατοπτρίζει αντικειμενικά την ακρίβεια της περιγραφής του ψηφιακού σήματος ήχου του σήματος ήχου εισόδου. Οι κοινές κάρτες ήχου είναι κυρίως 8-bit και 16-bit. Σήμερα, όλα τα mainstream προϊόντα στην αγορά είναι κάρτες ήχου 16 bit και άνω.
Το πλάτος κάθε δείγματος δεδομένων καταγράφεται και η ακρίβεια της δειγματοληψίας εξαρτάται από τον αριθμό των δειγματοληπτικών δυαδικών ψηφίων:
1 byte (δηλαδή 8bit) μπορεί να καταγράψει μόνο 256 αριθμούς, δηλαδή, το πλάτος μπορεί να χωριστεί μόνο σε 256 επίπεδα.
2 bytes (δηλαδή, 16 bits) μπορεί να είναι τόσο μικρά όσο 65536, που είναι ήδη πρότυπο CD.
4 bytes (δηλαδή 32bit) μπορούν να υποδιαιρέσουν το πλάτος σε επίπεδα 4294967296, πράγμα που είναι πραγματικά περιττό.
4. ο αριθμός των καναλιών
Αυτός είναι ο αριθμός των καναλιών ήχου. Τα κοινά μονοφωνικά και στερεοφωνικά (διπλά κανάλια) έχουν πλέον αναπτυχθεί σε τέσσερα κανάλια surround (τέσσερα κανάλια) και 5.1 κανάλια.
(1) Ενιαίος δρόμος
Το Mono είναι μια σχετικά πρωτόγονη μορφή αναπαραγωγής ήχου και οι πρώτες κάρτες ήχου το χρησιμοποιούσαν πιο συχνά. Ο μονοφωνικός ήχος μπορεί να ακουστεί μόνο με ένα ηχείο και μερικά επεξεργάζονται επίσης σε δύο ηχεία για την έξοδο του ίδιου καναλιού ήχου. Όταν αναπαράγονται μονοφωνικές πληροφορίες μέσω δύο ηχείων, μπορούμε καθαρά να νιώσουμε ότι ο ήχος προέρχεται από δύο ηχεία. Είναι αδύνατο να προσδιοριστεί η συγκεκριμένη θέση της πηγής ήχου που μεταδίδεται στα αυτιά μας από τη μέση του ηχείου.
(2) Στερεοφωνικό
Τα κανάλια Binaural έχουν δύο κανάλια ήχου. Η αρχή είναι ότι όταν οι άνθρωποι ακούνε έναν ήχο, μπορούν να κρίνουν τη συγκεκριμένη θέση της πηγής ήχου με βάση τη διαφορά φάσης μεταξύ του αριστερού και του δεξιού αυτιού. Ο ήχος κατανέμεται σε δύο ανεξάρτητα κανάλια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εγγραφής, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται ένα καλό αποτέλεσμα εντοπισμού ήχου. Αυτή η τεχνική είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην εκτίμηση της μουσικής. Ο ακροατής μπορεί σαφώς να διακρίνει την κατεύθυνση από την οποία προέρχονται διάφορα όργανα, γεγονός που καθιστά τη μουσική πιο ευφάνταστη και πιο κοντά στην επιτόπια εμπειρία.
Αυτή τη στιγμή είναι η πιο κοινή χρήση δύο φωνών. Στο καραόκε, το ένα είναι για αναπαραγωγή μουσικής και το άλλο για τη φωνή του τραγουδιστή. στο VCD, το ένα μεταγλωττίζεται στα μανταρίνια και το άλλο μεταγλωττίζεται στα καντονέζικα.
(3) Τετράχρωμο περιβάλλον
Το περιβάλλον τεσσάρων καναλιών ορίζει τέσσερα σημεία ήχου, εμπρός αριστερά, εμπρός δεξιά, πίσω αριστερά και πίσω δεξιά και το κοινό περιβάλλεται από αυτά τα τέσσερα σημεία ήχου. Ταυτόχρονα, συνιστάται επίσης να προσθέσετε ένα υπογούφερ για να βελτιώσετε την επεξεργασία αναπαραγωγής σημάτων χαμηλής συχνότητας (αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα συστήματα ηχείων 4.1 καναλιών είναι δημοφιλή σήμερα). Όσον αφορά το συνολικό εφέ, το σύστημα τεσσάρων καναλιών μπορεί να φέρει τους ακροατές surround ήχου από πολλές διαφορετικές κατευθύνσεις, να αποκτήσει την ακουστική εμπειρία του να βρίσκεστε σε μια ποικιλία διαφορετικών περιβαλλόντων και να δώσει στους χρήστες μια ολοκαίνουργια εμπειρία. Σήμερα, η τεχνολογία τεσσάρων καναλιών έχει ενσωματωθεί ευρέως στο σχεδιασμό διαφόρων καρτών ήχου mid-to-high-end, καθιστώντας την κύρια τάση της μελλοντικής ανάπτυξης.
(4) κανάλι
5.1 κανάλια έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορα παραδοσιακά θέατρα και οικιακά θέατρα. Μερικές από τις πιο γνωστές μορφές συμπίεσης ηχογράφησης, όπως Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS κ.λπ., βασίζονται στο σύστημα ήχου 5.1. Το κανάλι ".1" είναι ένα ειδικά σχεδιασμένο κανάλι υπογούφερ που μπορεί να παράγει υπογούφερ με εύρος απόκρισης συχνότητας 20 έως 120 Hz. Στην πραγματικότητα, το σύστημα ήχου 5.1 προέρχεται από 4.1 surround, η διαφορά είναι ότι προσθέτει μια κεντρική μονάδα. Αυτή η κεντρική μονάδα είναι υπεύθυνη για τη μετάδοση του ηχητικού σήματος κάτω των 80Hz, το οποίο είναι χρήσιμο για την ενίσχυση της ανθρώπινης φωνής κατά την παρακολούθηση της ταινίας και για τη συγκέντρωση του διαλόγου στη μέση ολόκληρου του ηχητικού πεδίου για αύξηση του συνολικού εφέ.
Προς το παρόν, πολλές διαδικτυακές συσκευές αναπαραγωγής μουσικής, όπως η QQ Music, παρείχαν μουσική 5.1 καναλιών για δοκιμαστική ακρόαση και λήψη.
5. πλαίσιο
Η έννοια των καρέ ήχου δεν είναι τόσο σαφής όσο τα καρέ βίντεο. Σχεδόν όλες οι μορφές κωδικοποίησης βίντεο μπορούν απλώς να θεωρήσουν ένα πλαίσιο ως κωδικοποιημένη εικόνα. Ωστόσο, το πλαίσιο ήχου σχετίζεται με τη μορφή κωδικοποίησης, η οποία εφαρμόζεται από κάθε πρότυπο κωδικοποίησης. Επειδή εάν είναι PCM (μη κωδικοποιημένα δεδομένα ήχου), δεν χρειάζεται καθόλου την έννοια των καρέ και μπορεί να αναπαραχθεί σύμφωνα με τον ρυθμό δειγματοληψίας και την ακρίβεια δειγματοληψίας. Για παράδειγμα, για διπλό ήχο με ρυθμό δειγματοληψίας 44.1kHZ και ακρίβεια δειγματοληψίας 16 bit, μπορείτε να υπολογίσετε ότι ο ρυθμός bit είναι 44100 * 16 * 2bps και τα δεδομένα ήχου ανά δευτερόλεπτο είναι σταθερά 44100 * 16 * 2 / 8 byte.
Το πλαίσιο amr είναι σχετικά απλό. Ορίζει ότι κάθε 20ms ήχου είναι ένα πλαίσιο και κάθε πλαίσιο ήχου είναι ανεξάρτητο. Είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικοί αλγόριθμοι κωδικοποίησης και διαφορετικές παράμετροι κωδικοποίησης.
Το πλαίσιο mp3 είναι λίγο πιο περίπλοκο και περιέχει περισσότερες πληροφορίες, όπως ρυθμό δειγματοληψίας, ρυθμό bit και διάφορες παραμέτρους.
6. κύκλος
Ο αριθμός των καρέ που απαιτούνται για μία επεξεργασία από μια συσκευή ήχου χρησιμοποιείται ως μονάδα πρόσβασης δεδομένων και αποθήκευσης δεδομένων ήχου από τη συσκευή ήχου.
7. συνδυασμένη λειτουργία
Η μέθοδος αποθήκευσης ψηφιακών σημάτων ήχου. Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε συνεχή πλαίσια, δηλαδή, τα δείγματα του αριστερού καναλιού και τα δείγματα του δεξιού καναλιού του πλαισίου 1 καταγράφονται πρώτα και μετά ξεκινά η εγγραφή του πλαισίου 2.
8. μη αλληλένδετη λειτουργία
Πρώτα, καταγράψτε τα δείγματα του αριστερού καναλιού όλων των καρέ σε μια περίοδο και μετά καταγράψτε όλα τα σωστά δείγματα καναλιών.
9. ρυθμός bit
Ο ρυθμός bit ονομάζεται επίσης ρυθμός bit, ο οποίος αναφέρεται στην ποσότητα δεδομένων που παίζονται από τη μουσική ανά δευτερόλεπτο και η μονάδα εκφράζεται σε bit, τα οποία είναι δυαδικά bit. Το bps είναι το bit rate. b είναι bit (bit), s είναι δεύτερο (δεύτερο), p είναι κάθε (ανά), ένα byte ισοδυναμεί με 8 δυαδικά bit. Δηλαδή, το μέγεθος αρχείου ενός τραγουδιού 4 λεπτών 128bps υπολογίζεται ως εξής (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8MB, 1B (Byte) = 8b (bit), γενικά το mp3 είναι ευεργετικό σε ρυθμός περίπου 128 bit, είναι επίσης περίπου 3-4 BM σε μέγεθος.
Στις εφαρμογές υπολογιστών, το υψηλότερο επίπεδο πιστότητας είναι η κωδικοποίηση PCM, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως για αποθήκευση υλικού και εκτίμηση μουσικής. Χρησιμοποιείται σε CD, DVD και τα κοινά αρχεία WAV. Επομένως, το PCM έχει γίνει κωδικοποίηση χωρίς απώλειες από τη σύμβαση, επειδή το PCM αντιπροσωπεύει το καλύτερο επίπεδο πιστότητας στον ψηφιακό ήχο. Δεν σημαίνει ότι το PCM μπορεί να διασφαλίσει την απόλυτη πιστότητα του σήματος. Το PCM μπορεί να επιτύχει μόνο τον μεγαλύτερο βαθμό άπειρης εγγύτητας.
Ο υπολογισμός του ρυθμού bit μιας ροής ήχου PCM είναι μια πολύ εύκολη εργασία, τιμή ρυθμού δειγματοληψίας × τιμή μεγέθους δειγματοληψίας × αριθμός καναλιού bps. Ένα αρχείο WAV με ρυθμό δειγματοληψίας 44.1KHz, μέγεθος δειγματοληψίας 16bit και κωδικοποίηση PCM διπλού καναλιού, ο ρυθμός δεδομένων του είναι 44.1K × 16 × 2 = 1411.2Kbps. Το κοινό μας CD ήχου χρησιμοποιεί κωδικοποίηση PCM και η χωρητικότητα ενός CD μπορεί να περιέχει μόνο 72 λεπτά μουσικών πληροφοριών.
Ένα κωδικοποιημένο σήμα ήχου διπλού καναλιού PCM απαιτεί χώρο 176.4KB σε 1 δευτερόλεπτο και περίπου 10.34M σε 1 λεπτό. Αυτό είναι απαράδεκτο για τους περισσότερους χρήστες, ειδικά για εκείνους που τους αρέσει να ακούνε μουσική στον υπολογιστή. Πληρότητα δίσκου, υπάρχουν μόνο δύο μέθοδοι, δείκτης δειγματοληψίας ή συμπίεση. Δεν συνιστάται η μείωση του δείκτη δειγματοληψίας, έτσι οι ειδικοί έχουν αναπτύξει διάφορα σχήματα συμπίεσης. Τα πιο πρωτότυπα είναι DPCM, ADPCM και το πιο διάσημο είναι MP3. Επομένως, ο ρυθμός κωδικού μετά τη συμπίεση δεδομένων είναι πολύ χαμηλότερος από τον αρχικό κώδικα.
