Auflösung der Audiodatei. Audiokodierung und -verarbeitung
Grundlegendes Konzept
Die Abtastfrequenz (f) bestimmt die Anzahl der in 1 Sekunde gespeicherten Abtastwerte;
1 Hz (ein Hertz) ist eine Zählung pro Sekunde,
und 8 kHz sind 8000 Abtastungen pro Sekunde
Die Codiertiefe (b) ist die Anzahl der Bits, die zum Codieren des Pegels von erforderlich sind
Speicherkapazität für Datenspeicherung 1 Kanal (Mono)
(Um Informationen über einen Ton mit einer Dauer von t Sekunden zu speichern, der mit einer Abtastrate von f Hz und einer Codiertiefe von b Bits codiert ist, ist 1 Bit Speicher erforderlich.)
Bei einer 2-Kanal-Aufnahme (Stereo) wird die zum Speichern von Daten für einen Kanal erforderliche Speichermenge mit 2 multipliziert
I = f b t 2
Maßeinheiten I – Bits, b – Bits, f – Hertz, t – Sekunden Abtastfrequenz 44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz
Audiokodierung
Grundlegende theoretische Bestimmungen
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 analoges Audio aufzunehmen und in ein digitales Format umzuwandeln. Die Qualität des erhaltenen digitalen Klangs hängt von der Anzahl der Messungen des Lautstärkepegels pro Zeiteinheit ab, dh von der Abtastrate. Je mehr Messungen in 1 Sekunde durchgeführt werden (je höher die Abtastfrequenz), desto genauer wiederholt die “Leiter” des digitalen Audiosignals die Kurve des analogen Signals.
Die Audio-Abtastrate ist die Anzahl der Messungen der Lautstärke eines Tons pro Sekunde, gemessen in Hertz (Hz). Bezeichnen wir die Abtastfrequenz mit dem Buchstaben f.
Die Audio-Abtastrate kann zwischen 8000 und 48000 Schallvolumenmessungen pro Sekunde variieren. Für die Codierung wird eine von drei Frequenzen ausgewählt: 44,1 kHz, 22,05 kHz, 11,025 kHz.
Audio-Codierungstiefe. Jedem “Schritt” wird ein bestimmter Wert für die Lautstärke zugewiesen. Lautstärkepegel können als ein Satz möglicher Zustände N angesehen werden, für die eine Codierung einer bestimmten Informationsmenge b erforderlich ist, die als Audiocodierungstiefe bezeichnet 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 Audio-Lautstärkepegel mit der Formel N = 2b berechnet werden. Lassen Sie die Audiocodierungstiefe 16 Bit betragen, dann beträgt die Anzahl der Lautstärken:
N = 2 b = 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. .