Οποιεσδήποτε διαδικασίες της πραγματικότητας μπορούν να μετατραπούν σε ψηφιακή μορφή. Έτσι, η κωδικοποίηση των ηχητικών πληροφοριών με υπολογιστές πραγματοποιείται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:
- Οι κραδασμοί του αέρα καταγράφονται από ευαίσθητα όργανα.
- μετατρέπονται σε ηλεκτρικό ρεύμα, στο οποίο η συχνότητα (εύρος) μεταβάλλεται ανάλογα.
- το λαμβανόμενο ρεύμα ψηφιοποιείται, δηλαδή διενεργείται δειγματοληψία (μερικές φορές λέγεται ότι λαμβάνει χώρα δυαδική κωδικοποίηση των ακουστικών πληροφοριών).
Το λαμβανόμενο ηλεκτρονικό ανάλογο της αρχικής ροής ήχου είναι πιο ποιοτικό, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα δειγματοληψίας κατά τη δειγματοληψία και το βάθος της κωδικοποίησης.
Με άλλα λόγια, κωδικοποίηση πληροφοριών ήχουΕίναι η διαδικασία μετατροπής ενός οικείου αναλογικού σήματος σε ψηφιακό σήμα, που προορίζεται για περαιτέρω επεξεργασία στις κατάλληλες συσκευές. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τα στάδια και τους τρόπους ψηφιοποίησης του ήχου.
Η δειγματοληψία στο πεδίο χρόνου είναι η βάσηψηφιοποίηση. Σύμφωνα με το θεώρημα του Kotel'nikov, ένα αναλογικό ηλεκτρικό σήμα μπορεί να μετατραπεί σε ψηφιακή μορφή διαβάζοντας με ένα βήμα μια συνεχή σειρά τιμών του εύρους του. Η συχνότητα τέτοιων μετρήσεων θα πρέπει να διπλασιάζει τουλάχιστον την οριακή τιμή της συχνότητας του κύριου σήματος. Εάν είναι απαραίτητο, ψηφιοποίηση αναλογικών «πηγαίο κώδικα» προς την συχνότητα λειτουργίας του 0-20 δειγματοληψίας kHz θα πρέπει να πραγματοποιείται όχι λιγότερο από 40 χιλιάδες. Φορές ανά δευτερόλεπτο (40 kHz). Η δειγματοληψία υποδεικνύει τον αριθμό μετρήσεων ανά δευτερόλεπτο του αρχικού αναλογικού σήματος (δειγματοληψία, συχνότητα δειγματοληψίας). Με την αύξηση των δειγμάτων, αυξάνεται όχι μόνο η ποιότητα αλλά και ο όγκος της ροής λαμβανόμενων δεδομένων.
Επίσης, η κωδικοποίηση των πληροφοριών ήχου μπορείμε άλλους τρόπους. Όπως, για παράδειγμα, η ψηφιοποίηση μέσω μη ομοιόμορφης κβαντισμού, μερικές φορές αποκαλείται λογαριθμική. Όταν το χρησιμοποιείτε, ολόκληρη η κλίμακα εύρους διαιρείται κατά κανόνα σε τμήματα με υψηλές και χαμηλές τιμές. Η περαιτέρω κωδικοποίηση των πληροφοριών ήχου γίνεται με την εφαρμογή ενός μεγάλου αριθμού επιπέδων κβαντισμού σε περιοχές με μικρή τιμή πλάτους (και αντίστροφα). Ωστόσο, σημειώνουμε ότι ο συνολικός αριθμός των επιπέδων παραμένει ο ίδιος όπως στην μέθοδο ομοιογενούς κβαντισμού (PCM).
Μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση εφαρμόζεται στηνεναλλακτική μέθοδο κωδικοποίησης. Ονομάζεται "διαφορική διαμόρφωση παλμικού κώδικα" (DPCM). Με τον τρόπο αυτό, η ποσοτικοποίηση επηρεάζεται όχι από το άμεσο εύρος του σήματος, αλλά από τις σχετικές τιμές του. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να μειωθεί η ποσότητα δεδομένων που καταλαμβάνουν τα δεδομένα, καθώς εμπλέκεται ο μηχανισμός για την πρόβλεψη των επακόλουθων δειγμάτων του αρχικού σήματος.
Κωδικοποίηση και επεξεργασία πληροφοριών ήχου,που περιγράφεται σε αυτή την εργασία, προϋποθέτει την πραγματοποίηση ενός μετασχηματισμού "αναλογικού ψηφίου". Αυτή η διαδικασία διεξάγεται χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα ADC (μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό). Με τη λειτουργία αυτής της συσκευής, κάθε ιδιοκτήτης υπολογιστή που είναι εξοπλισμένος με κάρτα ήχου αντιμετωπίζει κάθε μέρα (στην περίπτωση αυτή υπάρχει αντίστροφη διαδικασία - λήψη αναλογικού σήματος από την ψηφιακή ροή).
Οι λειτουργίες του ADC είναι οι εξής:
- Περιορισμός του εύρους ζώνης των μεταδιδόμενων συχνοτήτων. Με τη βοήθεια φίλτρων, τα συστατικά του σήματος των οποίων η συχνότητα είναι περισσότερο από το ήμισυ της συχνότητας δειγματοληψίας αποκόπτονται (ο λόγος περιγράφηκε προηγουμένως).
- Δειγματοληψία τιμών εύρους σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Ως αποτέλεσμα, το αναλογικό σήμα αντιπροσωπεύεται από μια ακολουθία απλών δυαδικών ψηφίων διαφορετικής έντασης (δειγματοληψία).
- Αντικατάσταση των τιμών των λαμβανόμενων δυφίων με τις πλησιέστερες τιμές τους από ένα σταθερό σύνολο (ποσοτικοποίηση).
- Μετατροπή κάθε κβαντισμένης τιμής από τον υπό όρους αριθμό του επιπέδου κβαντισμού (κάθε τιμή έχει τον δικό της αύξοντα αριθμό). Αυτό είναι το τελευταίο στάδιο της ψηφιοποίησης.
