Qualquer processo da realidade pode ser digitalizado. Assim, a codificação das informações de áudio por meio de computadores é realizada de acordo com o seguinte esquema:
- as vibrações do ar são registradas por dispositivos sensíveis;
- são convertidos em corrente elétrica, na qual a frequência (amplitude) muda de acordo;
- a corrente recebida é digitalizada, ou seja, é amostrada (às vezes dizem que há codificação binária da informação de áudio).
O análogo eletrônico resultante do fluxo de áudio original é de qualidade mais alta, quanto maior a frequência de amostragem e a profundidade de codificação.
Em outras palavras, a codificação de informações de áudioÉ o processo de conversão de um sinal analógico familiar a muitos em digital, destinado a processamento posterior em dispositivos apropriados. Vamos examinar mais de perto os estágios e métodos de digitalização de som.
A amostragem do tempo é a basedigitalização. De acordo com o teorema de Kotelnikov, um sinal elétrico analógico pode ser convertido para a forma digital pela leitura de uma série contínua de valores de sua amplitude com um determinado passo. A frequência dessas leituras deve ser pelo menos duas vezes o limite de frequência do sinal principal. Caso seja necessário digitalizar uma "fonte" analógica com freqüência de operação de 0-20 kHz, a amostragem deve ser realizada no mínimo 40 mil vezes por segundo (40 kHz). Amostragem indica o número de amostras por segundo do sinal analógico original (amostragem, taxa de amostragem). Com o crescimento das amostras, não só aumenta a qualidade, mas também o volume do fluxo de dados recebido.
Além disso, a codificação de informações de áudio poderealizada de outras maneiras. Por exemplo, digitalização por quantização não uniforme, às vezes chamada de logarítmica. Ao usá-lo, toda a escala de amplitude é convencionalmente dividida em seções com valores altos e baixos. A codificação adicional de informações de áudio ocorre aplicando um grande número de níveis de quantização em áreas com um valor de amplitude pequeno (e vice-versa). Observe, entretanto, que o número total de níveis permanece o mesmo que no método de quantização uniforme (PCM).
Uma abordagem completamente diferente é implementada emmétodo de codificação alternativo. É chamado de Modulação por Código de Pulso Diferencial (DPCM). Com este método, não é a amplitude direta do sinal que é quantizada, mas seus valores relativos. Com isso, é possível obter uma diminuição do volume ocupado pelos dados, uma vez que o mecanismo de previsão de amostras subsequentes do sinal original é ativado.
Codificação e processamento de áudio,descrito neste trabalho assume a necessidade de realizar a conversão analógico-digital. Este processo é realizado através de um ADC (Conversor Analógico para Digital). Todo dono de computador equipado com placa de som se depara com a operação desse dispositivo todos os dias (neste caso, ocorre o processo inverso - receber um sinal analógico de um fluxo digital).
As funções do ADC são as seguintes:
- Em limitar a largura de banda. Os filtros cortam os componentes do sinal cuja frequência é mais da metade da frequência de amostragem (o motivo foi descrito anteriormente).
- Amostragem de valores de amplitude em intervalos regulares. Como resultado, o sinal analógico é representado como uma sequência de bits únicos de várias intensidades (amostragem).
- Substituir os valores dos dígitos recebidos pelos seus valores mais próximos de um conjunto fixo (quantização).
- Converter cada valor quantizado em um número condicional do nível de quantização (cada valor tem seu próprio número ordinal). Esta é a última etapa da digitalização.
