Kodning af lydinformation

Eventuelle processer af virkelighed kan omdannes til digital form. Kodningen af ​​audioinformation ved hjælp af computere udføres således ifølge den følgende skema:

- luftvibrationer registreres af følsomme instrumenter

- de omdannes til en elektrisk strøm, hvor frekvensen (amplitude) ændres i overensstemmelse hermed

- Den modtagne strøm er digitaliseret, det vil sige det samples (undertiden siges det, at binær kodning af lydinformation finder sted).

Den modtagne elektroniske analog af den oprindelige lydstrøm er mere kvalitativ, jo højere er prøveudtagningsfrekvensen ved prøveudtagning og dybden af ​​kodning.

Med andre ord, kodning af lydinformationEr processen med at konvertere en velkendt analog til et digitalt signal, beregnet til efterfølgende behandling på de relevante enheder. Lad os i højere grad overveje stadier og måder at digitalisere lyden på.

Time-domain sampling er grundlagetdigitalisering. Ifølge Kotel'nikovs sætning kan et analogt elektrisk signal omdannes til en digital form ved at læse med et bestemt trin en kontinuerlig række værdier af dens amplitude. Hyppigheden af ​​sådanne aflæsninger skal i det mindste fordoble grænseværdien for frekvensen af ​​hovedsignalet. Hvis det er nødvendigt at digitalisere en analog "kilde" med en driftsfrekvens på 0-20 kHz, skal prøven samples ikke mindre end 40 tusind gange pr. Sekund (40 kHz). Prøveudtagning angiver antallet af målinger pr. Sekund af det oprindelige analoge signal (prøveudtagning, prøvetagningsfrekvens). Med væksten af ​​prøver øges ikke kun kvaliteten, men også mængden af ​​den modtagne datastrøm.

Også kodning af lydinformation kanudført på andre måder. Som for eksempel digitalisering ved hjælp af ikke-ensartet kvantisering, undertiden kaldet logaritmisk. Ved anvendelse af den er hele amplitudeskalaen traditionelt opdelt i sektioner med høje og lave værdier. Yderligere kodning af lydinformation sker ved at anvende et stort antal kvantiseringsniveauer i områder med en lille amplitudeværdi (og omvendt). Vi bemærker dog, at det samlede antal niveauer forbliver det samme som i den homogene kvantiseringsmetode (PCM).

En helt anden tilgang er implementeret ialternativ kodning metode. Det kaldes "differential pulse-code modulation" (DPCM). På denne måde påvirkes kvantiseringen ikke af signalets umiddelbare amplitude, men af ​​dens relative værdier. Som et resultat er det muligt at reducere mængden af ​​data optaget af dataene, da mekanismen til forudsigelse af de efterfølgende prøver af det oprindelige signal er involveret.

Kodning og behandling af lydinformation,beskrevet i dette papir, forudsætter behovet for at udføre en "analog-ciffer" -transformation. Denne proces udføres ved hjælp af en ADC (analog til digital konverter). Ved driften af ​​denne enhed vender hver ejer af en computer udstyret med et lydkort hver dag (i dette tilfælde er der en omvendt proces - opnåelse af et analogt signal fra den digitale strøm).

ADC's funktioner er som følger:

- Ved begrænsning af båndbredden af ​​transmitterede frekvenser. Ved hjælp af filtre er komponenterne i signalet, hvis frekvens er mere end halvdelen af ​​prøvefrekvensen afbrudt (årsagen er beskrevet tidligere).

- Prøveudtagning af amplitudeværdier med bestemte intervaller. Som et resultat er det analoge signal repræsenteret af en sekvens af enkelte bit af forskellig intensitet (prøveudtagning).

- Udskiftning af værdierne af de opnåede bits med deres nærmeste værdier fra et fast sæt (kvantisering).

- Konverter hver kvantiseret værdi af det betingede antal kvantiseringsniveauer (hver værdi - dens serienummer). Dette er den sidste fase af digitalisering.