Alle Prozesse der Realität können in digitale Form umgewandelt werden. Somit wird das Codieren von Audioinformation unter Verwendung von Computern gemäß dem folgenden Schema durchgeführt:
- Luftvibrationen werden von empfindlichen Instrumenten aufgezeichnet;
- sie werden in einen elektrischen Strom umgewandelt, in dem sich die Frequenz (Amplitude) entsprechend ändert;
- der empfangene Strom wird digitalisiert, dh es wird abgetastet (manchmal wird gesagt, dass die binäre Codierung der Audioinformation stattfindet).
Das empfangene elektronische Analog des anfänglichen Schallstroms ist qualitativer, je höher die Abtastfrequenz bei der Abtastung und die Tiefe der Codierung ist.
Mit anderen Worten, Kodierung von AudioinformationenIst der Prozess der Umwandlung eines bekannten analogen in ein digitales Signal, für die anschließende Verarbeitung auf den entsprechenden Geräten. Betrachten wir die Stufen und Arten der Digitalisierung des Klangs genauer.
Time-Domain-Sampling ist die GrundlageDigitalisierung. Nach dem Satz von Kotel'nikov kann ein analoges elektrisches Signal in eine digitale Form umgewandelt werden, indem mit einem bestimmten Schritt eine kontinuierliche Folge von Werten seiner Amplitude gelesen wird. Die Häufigkeit solcher Messungen sollte den Grenzwert der Frequenz des Hauptsignals mindestens verdoppeln. Wenn es notwendig ist, die analoge "Quelle" mit einer Betriebsfrequenz von 0-20 kHz zu digitalisieren, sollte die Probe nicht weniger als 40.000 Mal pro Sekunde (40 kHz) abgetastet werden. Sampling gibt die Anzahl der Messungen des ursprünglichen analogen Signals pro Sekunde an (Abtastung, Abtastfrequenz). Mit dem Wachstum von Samples erhöht sich nicht nur die Qualität, sondern auch das Volumen des empfangenen Datenstroms.
Auch Codierung von Toninformationen kannauf andere Weise durchgeführt. Zum Beispiel Digitalisierung mittels ungleichmäßiger Quantisierung, manchmal auch als logarithmisch bezeichnet. Bei Verwendung wird die gesamte Amplitudenskala üblicherweise in Abschnitte mit hohen und niedrigen Werten unterteilt. Eine weitere Codierung von Audioinformation erfolgt durch Anlegen einer großen Anzahl von Quantisierungspegeln in Bereichen mit einem kleinen Amplitudenwert (und umgekehrt). Wir stellen jedoch fest, dass die Gesamtzahl der Stufen die gleiche bleibt wie bei der homogenen Quantisierungsmethode (PCM).
Ein völlig anderer Ansatz ist in implementiertalternative Verschlüsselungsmethode. Es wird "differentielle Pulscodemodulation" (DPCM) genannt. Auf diese Weise wird die Quantisierung nicht durch die unmittelbare Amplitude des Signals, sondern durch seine relativen Werte beeinflusst. Als Ergebnis ist es möglich, die Datenmenge zu reduzieren, die von den Daten eingenommen wird, da der Mechanismus zum Vorhersagen der nachfolgenden Abtastwerte des ursprünglichen Signals involviert ist.
Kodierung und Verarbeitung von Audioinformationen,In diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass eine "analoge Ziffern" -Transformation durchgeführt werden muss. Dieser Vorgang wird mit einem ADC (Analog-Digital-Wandler) durchgeführt. Beim Betrieb dieser Vorrichtung steht jeder Besitzer eines Computers, der mit einer Soundkarte ausgestattet ist, jeden Tag vor (in diesem Fall gibt es einen umgekehrten Prozess - Erlangen eines analogen Signals aus dem digitalen Strom).
Die Funktionen des ADC sind wie folgt:
- Bei der Begrenzung der Bandbreite der übertragenen Frequenzen. Mit Hilfe von Filtern werden die Komponenten des Signals, deren Frequenz mehr als die Hälfte der Abtastfrequenz beträgt, abgeschnitten (der Grund wurde früher beschrieben).
- Abtastung von Amplitudenwerten in bestimmten Intervallen. Als Ergebnis wird das analoge Signal durch eine Folge von einzelnen Bits unterschiedlicher Intensität (Abtastung) dargestellt.
- Ersetzen der Werte der erhaltenen Bits durch ihre nächsten Werte von einer festen Menge (Quantisierung).
- Umwandlung jedes quantisierten Wertes durch die bedingte Anzahl der Quantisierungsstufe (jeder Wert hat seine eigene Seriennummer). Dies ist die letzte Stufe der Digitalisierung.
