Кодирование аудио информации в компьютере

 Кодирование аудио информации в компьютере

Звук – это колебания физической среды. В повседневной жиз- ни такой средой является воздух. Чаще всего звуковые колебания преобразуют в электрические с помощью микрофона. Представление о форме этого сигнала можно получить через программу Windows Player.

Звуковой (аудио) сигнал имеет аналоговую природу. Для того чтобы преобразовать его в дискретную форму используют специаль- ный блок, входящий в состав звуковой карты компьютера, АЦП (ана- лого-цифровой преобразователь). Основной принцип его работы за- ключается в том, что интенсивность звукового сигнала фиксируется не непрерывно, а периодически, в определенные моменты времени. Частоту, характеризующую периодичность измерения, называют

частотой дискретизации. Считается, что для хорошего воспроиз- ведения звука она должна, по крайней мере, в два раза превышать максимальную частоту волны, входящей в спектр звукового сигнала. Человеческое ухо воспринимает как звук колебания в диапазоне час- тот до 22 000 Гц. Следовательно, для хорошего воспроизведения му- зыки частота дискретизации должна быть не менее 44 000 Гц. При записи речи такое высокое качество воспроизведения не нужно. Оп- ределено, что речь воспринимается вполне разборчиво уже при час- тоте дискретизации 8 000 Гц.

Помимо дискретизации по времени АЦП проводит дискрети- зацию и по интенсивности звука, т. е. по амплитуде звукового сигна- ла. В АЦП закладывается сетка стандартных интенсивностей – глу- бина кодирования (256 или 65 536 уровней), и реальная интенсив- ность округляется до уровня, ближайшего по сетке.

Обратное преобразование закодированного таким образом звука в аналоговую форму, воспринимаемую человеческим ухом, производится блоком ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). По закодированным точкам время-интенсивность с помощью интерпо- ляции рассчитывается гладкая непрерывная кривая, которая исполь- зуется при восстановлении звукового сигнала. Для проведения расче- тов, восстанавливающих вид звукового сигнала, выпускаются спе- циализированные микропроцессоры, DSP (Digital Signal Processor).