янутих вище різновидів інформації. p> Комп'ютер - це цифрове влаштування, тобто електронний пристрій, в якому робочим сигналом є дискретний сигнал. Сьогоднішні комп'ютери оперують дискретними сигналами, несучими двійкові значення, умовно позначаються як В«ТакВ» і В«ніВ» (на електричному рівні: 0 вольт і V вольт, для деякого ненульового значення V). За допомогою одного двійкового сигналу за один крок можна передати інформацію про один з всього двох положень: 0 ("так") або 1 (В«ніВ»). З допомогою N двійкових сигналів за один крок можна передати інформацію про один з 2 N положень (2 N - це число комбінацій нулів і одиниць для N сигналів). Взаємодія всіх складових комп'ютер блоків відбувається шляхом обміну і обробки одним або одночасно кількома двійковими сигналами. Всі - коди управління, а також сама оброблювана інформація - все представляється у комп'ютері у вигляді чисел. З цієї причини і аудіо сигнали в цифровий апаратурі представляють у вигляді чисел. p> Отже, яким же чином можна описати аналоговий аудіо сигнал в цифровій формі? Реальний аудіо сигнал - це складне за формою сумнів, якась складна залежність амплітуди звукової хвилі від часу. На рис. 2 представлений графік реальної звукової хвилі.
В
Рис.2. Зображення реальної звукової хвилі
Для комп'ютерної обробки аналоговий сигнал потрібно якимось чином перетворити в послідовність двійкових чисел. Поступимо наступним чином. Будемо вимірювати напругу через рівні проміжки часу і записувати отримані значення в пам'ять комп'ютера. Цей процес називається дискретизацією (Або оцифруванням). p> Перетворення аналогового звукового сигналу в цифровий вигляд називається аналогово-цифровим перетворенням або оцифруванням . Процес такого перетворення полягає в:
В· здійсненні замірів величини амплітуди аналогового сигналу з деяким тимчасовим кроком - дискретизація ,
В· подальшою запису отриманих значень амплітуди в чисельному вигляді - квантування .
Процес дискретизації за часом - це процес отримання миттєвих значень преутвореного аналогового сигналу з певним часовим кроком, званим кроком дискретизації.
Чим вище частота дискретизації (тобто кількість відліків за секунду) і чим більше розрядів відводиться для кожного відліку, тим точніше буде представлений звук. Але при цьому збільшується і розмір звукового файлу. Тому залежно від характеру звуку, вимог, що пред'являються до його якості та обсягу займаної пам'яті, вибирають деякі компромісні значення.
Кількість здійснюваних в одну секунду замірів величини сигналу називають частотою дискретизації або частотою вибірки, або частотою семплювання (від англ. В«SamplingВ» - В«вибіркаВ») . Очевидно, що чим менше крок дискретизації, тим вище частота дискретизації (тобто, тим частіше реєструються значення амплітуди), і, значить, тим більш точне уявлення про сигнал ми отримуємо. p> Вухо людини не помічає ступінчастість отриманого сигналу. Тут можна провести наступну аналогію. Кожна людина дивився в кінотеатрі фільми, і перед його очима на екрані йшло безперервне, плавне дію: Але ж на самій-то справі кінострічка виставляє собою серію нерухомих, дискретних зображень, які прокручуються з високою швидкістю 24 кадри в секунду. Оскільки людським очам властива деяка інерційність, то їх легко обдурити, ніж надзвичайно вправно користуються кінематографісти. Наші вуха теж в якійсь мірі не ідеальні, і їх можна обдурити подібним чином, представляючи безперервний аналоговий сигнал у вигляді послідовності швидко змінюваних миттєвих значень напруги. Тільки в відміну від кінострічки зміна В«звукового кадруВ» відбувається в тисячі разів швидше. Для повної маскування ступенчатости сигналу застосовуються фільтри нижніх частот, згладжуючі форму хвилі. p> Тепер, для запису кожного окремого значення амплітуди, його необхідно округлити до найближчого рівня квантування. Цей процес називається квантуванням по амплітуді. Говорячи більш формальною мовою, квантування по амплітуді - Це процес заміни реальних (виміряних) значень амплітуди сигналу значеннями, наближеними із певною точністю. Кожен з 2 N можливих рівнів називається рівнем квантування , а відстань між двома найближчими рівнями квантування називається кроком квантування. Квантування значень сигналу привносить в спектр сигналу додаткову перешкоду, звану шумом квантування або шумом дроблення . Шумом (помилкою) квантування називають сигнал, що становить різницю між відновленим цифровим і вихідним аудіо сигналами. Ця різниця утворюється в результаті округлення виміряних значень сигналу. При ...
