Digitale Klangqualität
Toninformationen. Schall ist eine Welle, die sich mit kontinuierlich variierender Intensität und Frequenz durch Luft, Wasser oder ein anderes Medium bewegt.
Eine Person empfängt Schallwellen (Luftschwingungen), die durch Hören in Form von Schall unterschiedlicher Lautstärke und Tonhöhe unterstützt werden. Je höher die Intensität der Schallwelle ist, desto lauter der Schall, desto höher die Frequenz der Welle, desto höher die Tonhöhe
Abhängigkeit von Lautstärke und Tonhöhe von der Intensität und Frequenz einer Schallwelle
Das menschliche Ohr empfängt Schall mit einer Frequenz von 20 Schwingungen pro Sekunde (kleiner Schall) bis 20.000 Schwingungen pro Sekunde (lauter Schall).
Eine Person kann Schall in einem breiten Spektrum von Intensitäten empfangen, wobei die höchste Intensität 1014-mal höher ist als die niedrigste (100 Milliarden-mal). Zur Messung der Lautstärke wird eine spezielle Einheit “Dezibel” (dbl) verwendet (Tabelle 5.1). Durch Verringern oder Erhöhen der Lautstärke um 10 dB kann die Schallintensität um das 10-fache verringert oder erhöht werden.
Die Lautstärke
Ton in Dezibel
untere Grenze der Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs 0
Blattflüstern 10
Gespräch 60
Gudok Fahrzeug 90
Düsentriebwerk 120
Schmerzschwelle 140
Sound Time Sampling. Damit ein Computer Ton verarbeiten kann, muss ein kontinuierliches Audiosignal mit Unterstützung für die Zeitabtastung in eine diskrete digitale Form umgewandelt werden. Eine konstante Schallwelle wird in kleine separate Zeitabschnitte unterteilt, für jeden Abschnitt wird ein bestimmter Wert für die Schallintensität festgelegt.
Daher wird die konstante Abhängigkeit der Lautstärke des Schalls von der Zeit A (t) durch eine diskrete Folge von Lautstärkepegeln ersetzt. In der Grafik scheint dies eine glatte Kurve durch eine Folge von “Schritten” zu ersetzen.
Abtastfrequenz. Um analogen Ton aufzunehmen und in ein digitales Format umzuwandeln, wird ein Mikrofon verwendet, das an die Soundkarte angeschlossen ist. Die Qualität des erhaltenen digitalen Klangs hängt von der Anzahl der Messungen des Schallpegels pro Zeiteinheit ab, dh von der Abtastfrequenz. Je mehr Messungen in 1 Sekunde durchgeführt werden (je höher die Abtastfrequenz), desto genauer wiederholt die “Leiter” des digitalen Audiosignals die Kurve des Dialogsignals.
Die Audio-Abtastrate ist die Anzahl der Audio-Lautstärkemessungen in einer Sekunde.
Die Audio-Abtastrate kann zwischen 8000 und 48000 Schallvolumenmessungen pro Sekunde liegen.
Audio-Codierungstiefe. Jedem “Schritt” wird ein bestimmter Wert für die Lautstärke zugewiesen. Lautheitspegel des Tons können als ein Satz wahrscheinlicher Zustände N angesehen werden, für die eine Codierung einer bestimmten Menge an Informationen I erforderlich ist, die durch die Codierungstiefe des Tons vergrößert wird.
Die Audiocodierungstiefe ist die Informationsmenge, die zum Codieren der diskreten Lautstärkepegel von digitalem Audio erforderlich ist.
Wenn die Codiertiefe bekannt ist, kann die Anzahl der digitalen Lautstärkepegel mit der Formel N = 2I berechnet werden. Lassen Sie die Soundcodierungstiefe 16 Bit betragen, dann ist die Anzahl der Soundlautstärkepegel gleich:
N = 2I = 216 = 65536.
Während des Codierungsvorgangs wird jedem Schallpegel ein eigener 16-Bit-Binärcode zugewiesen, der niedrigste Schallpegel entspricht dem Code 0000000000000000 und der höchste – 1111111111111111.
Die Qualität des digitalisierten Klangs. Je höher die Tonabtastfrequenz und -tiefe ist, desto höher ist die Qualität des digitalisierten Tons. Die niedrigste Qualität des digitalisierten Tons, die für die Qualität einer Telefonverbindung geeignet ist, wird mit einer Abtastrate von 8000 Mal pro Sekunde, einer 8-Bit-Abtastrate und durch Aufzeichnen einer Audiospur (“Mono” -Modus) erzielt. Der höchste digitalisierte Ton, der für die Audio-CD-Qualität geeignet ist, wird mit einer Abtastrate von 48.000 Mal pro Sekunde, einer 16-Bit-Abtastrate und durch Aufzeichnen von 2 Audiospuren (“Stereo” -Modus) erzielt ).
Es ist zu beachten, dass das Informationsvolumen in der Audiodatei umso größer ist, je höher die Qualität des digitalen Klangs ist. Sie können das Informationsvolumen in einer digitalen Stereo-Sounddatei mit einer Dauer von 1 Sekunde und einer durchschnittlichen Klangqualität (16 Bit, 24.000 Messungen pro Sekunde) schätzen. Dazu muss die Codierungstiefe mit der Anzahl der Messungen in 1 Sekunde multipliziert und mit 2 multipliziert werden (Stereoton):
16 Bit 24.000 2 = 768.000 Bit = 96.000 b = 93,75 KB.
