Audiokodierung und -verarbeitung
Toninformationen. Schall ist eine Welle, die sich mit sich ständig ändernder Intensität und Frequenz durch Luft, Wasser oder ein anderes Medium bewegt.
Eine Person nimmt Schallwellen (Luftschwingungen) mit Hilfe des Hörens in Form von Geräuschen unterschiedlicher Lautstärke und Tonhöhe wahr. Je höher die Intensität der Schallwelle ist, desto lauter der Schall, desto höher die Frequenz der Welle, desto höher die Tonhöhe
Das menschliche Ohr nimmt Schall mit einer Frequenz von 20 Schwingungen pro Sekunde (leiser Schall) bis 20.000 Schwingungen pro Sekunde (hoher Schall) wahr.
Eine Person kann Schall in einem weiten Bereich von Intensitäten wahrnehmen, in denen die maximale Intensität 10 bis 14 Mal höher ist als die minimale (einhunderttausend Milliarden Mal). Zur Messung der Lautstärke wird eine spezielle Einheit “Dezibel” (dbl) verwendet (Tabelle 5.1). Das Verringern oder Erhöhen der Schalllautstärke um 10 dB entspricht einer 10-fachen Verringerung oder Erhöhung der Schallintensität.
Tabelle 5.1. Lautstärke
Lautstärke in Dezibel
Untergrenze der Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs 0
Blatt flüstert zehn
Gespräch 60
Horn 90
Düsentriebwerk 120
Schmerzschwelle 140
Sound Time Sampling. Damit ein Computer Ton verarbeiten kann, muss ein kontinuierliches Audiosignal mithilfe von Zeitabtastung in eine diskrete digitale Form umgewandelt werden. Eine kontinuierliche Schallwelle ist in separate kleine Zeitabschnitte unterteilt, für jeden Abschnitt wird ein bestimmter Wert für die Schallintensität festgelegt.
Daher wird die kontinuierliche Abhängigkeit der Lautstärke des Schalls zum Zeitpunkt 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. Ein an die Soundkarte angeschlossenes Mikrofon wird verwendet, um analogen Ton aufzunehmen und in ein digitales Format umzuwandeln. 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 variieren.
Audio-Codierungstiefe. Jedem “Schritt” wird ein bestimmter Wert für die Lautstärke zugewiesen. Lautstärkepegel können als eine Reihe möglicher Zustände N angesehen werden, für die eine bestimmte Menge an Informationen I erforderlich ist, die als Audiocodierungstiefe bezeichnet wird.
Die Audiocodierungstiefe ist die Informationsmenge, die zum Codieren der diskreten Lautstärkepegel von digitalem Audio erforderlich ist.
Bei bekannter Codierungstiefe kann die Anzahl der digitalen Audio-Lautstärkepegel mit der Formel N = 2 I berechnet werden. Lassen Sie die Audiocodierungstiefe 16 Bit betragen, dann beträgt die Anzahl der Lautstärken:
N = 2 I = 2 16 = 65 536.
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 Abtastfrequenz und -tiefe des Klangs ist, desto besser ist der Klang des digitalisierten Klangs. Die niedrigste Qualität des digitalisierten Tons, die der Qualität der Telefonkommunikation entspricht, wird mit einer Abtastrate von 8000 Mal pro Sekunde, einer Abtastrate von 8 Bit und durch Aufzeichnen einer Audiospur (“Mono” -Modus) erhalten. Die höchste Qualität des digitalisierten Klangs, die der Qualität einer Audio-CD entspricht, wird mit einer Abtastrate von 48.000 Mal pro Sekunde, einer Abtastrate von 16 Bit und der Aufnahme von zwei Audiospuren (Stereomodus) erreicht. .
Es ist zu beachten, dass das Informationsvolumen in der Audiodatei umso größer ist, je höher die Qualität des digitalen Klangs ist. Es ist möglich, das Informationsvolumen einer digitalen Stereo-Sounddatei mit einer Dauer von 1 Sekunde bei einer durchschnittlichen Klangqualität (16 Bit, 24.000 Messungen pro Sekunde) zu 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 Byte = 93,75 KB.
Sound-Editoren. Mit Sound-Editoren können Sie Sound nicht nur aufnehmen und wiedergeben, sondern auch bearbeiten.
