We now offer a subscription for just 10 cents a day*
You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.
For just 10 cents a day*
*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).
All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.
That's only 10 cents per day!
CLICK TO PURCHASE
THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS
For just 10 cents a day*
Hoe wordt analoge audio geconverteerd naar digitaal?
Geluid is een complex analoog signaal. Om dergelijke signalen te analyseren wordt een techniek gebruikt die veel wordt gebruikt in de elektronica. Met behulp van de Fourier-transformatie wordt een complex signaal omgezet in een harmonische reeks, bestaande uit sinusoïden met verschillende frequenties en amplitudes. Maar in de praktijk is het signaal waar we mee te maken hebben natuurlijk heel anders dan het sinusvormige signaal.
Muzikanten noemen de eerste harmonische in dit spectrum de grondtoon, en harmonischen met hogere frequenties worden harmonischen genoemd. De hoofdtoon bepaalt de toonhoogte en de harmonischen geven het een bepaalde kleur, waardoor het timbre van een stem of muziekinstrument ontstaat.
Om de spectra van audiosignalen te bestuderen, worden complexe en dure instrumenten gebruikt – spectrumanalysatoren.
Met behulp van dergelijke apparaten kan worden vastgesteld dat sommige muziekinstrumenten, zoals een viool, een relatief uniform spectrum hebben en sommige windspectra met uitgesproken maxima en minima, formanten genaamd.
Er zijn geen termen die de kleuring van het timbre van een menselijke stem of muziekinstrumenten rechtstreeks beschrijven, dus het is noodzakelijk om toevlucht te nemen tot verschillende metaforen zoals “diep timbre”, “hard timbre”, “metaalachtig” geluid of zelfs “transistor”.
Digitale informatieverwerkingsmethoden zijn vele malen geprobeerd in verband met geluidsopname, maar de eerste serieuze resultaten werden bereikt in het begin van de jaren tachtig, die samenvielen met de snelle ontwikkeling van computers en het succes van de microminiaturisatie van radiocomponenten. Het gebruik van digitale geluidsverwerkingstechnieken heeft opwindende nieuwe mogelijkheden geopend.
Om geluid op een computer te verwerken, moet het eerst worden geconverteerd naar een digitaal, gecodeerd formaat. Een analoog signaal wordt gecodeerd door apparaten die analoog-naar-digitaal converters (ADC’s) worden genoemd. De belangrijkste methode voor het coderen van een analoog signaal is pulscodemodulatie, die uit drie bewerkingen bestaat: bemonstering, kwantisering en codering.
We zullen nu niet ingaan op de coderingstheorie, vooral omdat het vrij complex is en hogere wiskundige vaardigheden vereist. Het is belangrijk voor ons om te begrijpen dat de kwaliteit van het gedigitaliseerde geluid en de resulterende bestandsgrootte afhankelijk zijn van de samplefrequentie en bitdiepte.
De samplefrequentie is de frequentie waarmee de karakteristieken van een audiosignaal worden gemeten. Uit Kotelnikovs bemonsteringsstelling volgt dat om een niet-vervormd digitaal signaal te verkrijgen, de bemonsteringsfrequentie ten minste tweemaal de hoogste frequentie van het gecodeerde signaal moet zijn. Daarom moet bij het coderen van een audiosignaal de samplefrequentie ten minste 40 kHz zijn. In digitale communicatiesystemen is de bemonsteringsfrequentie 32 kHz, in laser-cd-spelers en digitale bandrecorders voor consumenten – 44,1 kHz. Bij digitale studioapparatuur is de samplefrequentie zelfs nog hoger: 48 kHz.
De bitdiepte van het opgenomen geluid is het aantal geheugenbits dat wordt toegewezen om elke waarde van de amplitude van het geluidssignaal op te nemen op het moment van de meting. Moderne geluidskaarten gebruiken 8 of 16 bits geheugen per dimensie en er zijn 32-bits kaarten van hogere kwaliteit beschikbaar. Hoe hoger de bitdiepte, hoe hoger de kwaliteit van het gedigitaliseerde geluid.
Zoals eerder vermeld, hangt de grootte van een audiobestand af van de samplefrequentie en bitdiepte van het geluid. Dus met een samplefrequentie van 44 kHz en een geluidsdiepte van 16 bits, vereist een minuut geluid een bestandsgrootte van 5,3 MB en met een samplefrequentie van 11 kHz en 8 bits, 660 Kb.
Het is duidelijk dat een dergelijke verspilling van schijfruimte onaanvaardbaar bleek en er zijn speciale algoritmen en formaten gemaakt voor goedkopere opslag van audiobestanden.
Bij het vergelijken van verschillende compressie-indelingen wordt vaak de parameter “geluidskwaliteit bij een bepaalde bitsnelheid” gebruikt.
Bitsnelheid is een parameter die aangeeft hoeveel schijfruimte wordt gebruikt om 1 seconde muziek op te slaan. Een bitsnelheid van 128 Kbps betekent bijvoorbeeld dat een nummer van drie minuten ongeveer 2,8 MB in beslag neemt.
In principe gebruiken alle programma’s voor het coderen van audio (ook wel encoders genoemd) algoritmen van twee typen: voor verliesloze audiocompressie en voor verliesvrije compressie.
Lossless compressie-algoritmen zijn in feite bekende archiveringsprogramma’s voor pc-gebruikers, speciaal aangepast om met een audiostream te werken. Bij het afspelen van geluid tijdens het afspelen, wordt het archief uit het archief gedecomprimeerd.