Ääni, englanti on AUDIO, ehkä olet nähnyt AUDIO-lähdön tai tuloportin videonauhurin tai VCD: n takapaneelissa. Tällä tavalla voimme selittää äänen erittäin suositulla tavalla, kunhan se on ääni, jonka voimme kuulla, se voidaan lähettää äänisignaalina. Äänen fyysiset ominaisuudet ovat liian ammattimaisia, joten katso muita materiaaleja. Ääni luonnossa on hyvin monimutkainen, ja aaltomuoto on erittäin monimutkainen. Yleensä käytämme pulssikoodimodulaatiokoodausta eli PCM-koodausta. PCM muuntaa jatkuvasti muuttuvat analogiset signaalit digitaalisiksi koodeiksi näytteenoton, kvantisoinnin ja koodauksen kolmella vaiheella.
1. Äänen peruskäsitteet
(1) Mikä on näytteenottotaajuus ja näytteen koko (bitti / bitti).
Ääni on itse asiassa eräänlainen energiaaalto, joten sillä on myös taajuuden ja amplitudin ominaisuudet. Taajuus vastaa aika-akselia ja amplitudi vastaa taso-akselia. Aalto on äärettömän sileä, ja merkkijonon voidaan katsoa koostuvan lukemattomista pisteistä. Koska tallennustila on suhteellisen rajallinen, merkkijonon pisteistä on otettava näytteet digitaalisen koodauksen aikana. Näytteenottoprosessina on purkaa tietyn pisteen taajuusarvo. On selvää, että mitä enemmän pisteitä puretaan yhdessä sekunnissa, sitä enemmän taajuusinformaatiota saadaan. Aaltomuodon palauttamiseksi on oltava kaksi näytteenottopistettä yhdessä tärinässä. Korkein tuntuva taajuus on 20 kHz. Siksi ihmiskorvan kuulovaatimusten täyttämiseksi on tarpeen ottaa näyte vähintään 40 k kertaa sekunnissa, ilmaistuna 40 kHz: ssä, ja tämä 40 kHz on näytteenottotaajuus. Yhteisen CD-levyn näytteenottotaajuus on 44.1 kHz. Ei riitä, että sinulla on taajuustietoja. Meidän on myös hankittava tämän taajuuden energia-arvo ja kvantifioitava se signaalin voimakkuuden ilmaisemiseksi. Kvantisointitasojen lukumäärä on kokonaisluku 2, yhteinen CD-bittinen 16-bittinen näytteenottokoko, eli 2 - 16. teho. Näytteenottokokoa on vaikeampaa ymmärtää suhteessa näytteenottotaajuuteen, koska se on abstrakti piste, yksinkertaisena esimerkkinä: Oletetaan, että aalto näytteistetään kahdeksan kertaa ja näytepisteitä vastaavat energia-arvot ovat A8-A1, mutta käytämme vain 8-bittistä näytekokoa. Tämän seurauksena voimme säilyttää vain 2 pisteen arvot A4-A1: ssa ja hylätä muut 8 pistettä. Jos otamme 4-bittisen näytekoon, kaikki vain 3 pisteen tiedot tallennetaan. Mitä suurempi näytteenottotaajuuden ja näytteenoton koko on, sitä lähempänä tallennettu aaltomuoto on alkuperäiseen signaaliin.
2. Häviötön ja häviötön
Näytteenottotaajuuden ja näytekoon mukaan voi olla tiedossa, että suhteessa luonnollisiin signaaleihin audiokoodaus voi olla parhaimmillaan vain äärettömän lähellä. Ainakin nykyinen tekniikka voi vain tehdä tämän. Luonnollisiin signaaleihin nähden mikä tahansa digitaalinen audiokoodausmenetelmä on häviöllinen. Koska sitä ei voida täysin palauttaa. Tietokonesovelluksissa korkein tarkkuus on PCM-koodaus, jota käytetään laajalti materiaalien säilyttämiseen ja musiikin arvostamiseen. CD-, DVD- ja yleisiä WAV-tiedostoja käytetään kaikkia. Siksi PCM: stä on tullut häviötön koodaus yleisesti, koska PCM edustaa digitaalisen äänen parasta tarkkuustasoa. Se ei tarkoita, että PCM voi varmistaa signaalin absoluuttisen tarkkuuden. PCM voi saavuttaa vain suurimman määrän ääretöntä läheisyyttä. Olemme tavallisesti sisällyttäneet MP3: n häviöllisen äänikoodauksen luokkaan, joka on suhteessa PCM-koodaukseen. Koodaamisen suhteellisen häviöttömyyden ja häviöttömyyden korostaminen on kertoa kaikille, että todellisen häviöttömyyden saavuttaminen on vaikeaa. Se on kuin numeroiden käyttäminen pi: n ilmaisemiseen. Ei ole väliä kuinka suuri tarkkuus on, se on vain äärettömän lähellä, ei oikeastaan yhtä suuri kuin pi. arvo.
3. Miksi käyttää äänen pakkaustekniikkaa
PCM-äänivirran bittinopeuden laskeminen on erittäin helppo tehtävä, näytteenottotaajuuden arvo × näytteen koon arvo × kanavan numero bps. WAV-tiedosto, jonka näytteenottotaajuus on 44.1 KHz, näytteenottokoko 16 bittiä ja kaksikanavainen PCM-koodaus, sen datanopeus on 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 Kbps. Sanomme usein, että 128K MP3, vastaava WAV-parametri, on tämä 1411.2 Kbps, tätä parametria kutsutaan myös datan kaistanleveydeksi, se on käsite, jonka kaistanleveys on ADSL: ssä. Jaa koodinopeus 8: lla, niin saat tämän WAV: n datanopeuden, joka on 176.4 kt / s. Tämä tarkoittaa, että näytteenottotaajuus sekunnin tallentamiseksi on 44.1 kHz, näytteenottokoko on 16 bittiä ja kaksikanavainen PCM-koodattu äänisignaali vaatii 176.4 kt tilaa ja 1 minuutti on noin 10.34 M, mitä ei voida hyväksyä useimmille käyttäjille . Erityisesti niille, jotka haluavat kuunnella musiikkia tietokoneella, levyn käytön vähentämiseksi on vain kaksi tapaa vähentää näytteenottoindeksiä tai pakkausta. Indeksiä ei ole suositeltavaa pienentää, joten asiantuntijat ovat kehittäneet erilaisia pakkausjärjestelmiä. Eri käyttötarkoitusten ja kohdemarkkinoiden vuoksi eri äänen pakkauskoodausten saavuttama äänenlaatu ja pakkaussuhde ovat erilaiset, ja mainitsemme ne yksitellen seuraavissa artikkeleissa. Yksi asia on varma, ne on pakattu.
4. Taajuuden ja näytteenottotaajuuden suhde
Näytteenottotaajuus osoittaa, kuinka monta kertaa alkuperäinen signaali näytteistetään sekunnissa. Yleisesti näkemiemme äänitiedostojen näytteenottotaajuus on 44.1 kHz. Mitä tämä tarkoittaa? Oletetaan, että meillä on 2 siniaaltosignaalia, 20 Hz ja 20 kHz, joista jokaisen pituus on sekunti, vastaamaan matalinta taajuutta ja korkeinta taajuutta, jonka voimme kuulla, näyte näistä kahdesta signaalista 40 kHz: llä, voimme saada minkälaisen tuloksen? Tuloksena on, että 20 Hz: n signaalista otetaan näytteet 40K / 20 = 2000 kertaa tärinää kohti, kun taas 20K: n signaalista otetaan näytteet vain kahdesti tärinää kohti. On selvää, että samalla näytteenottotaajuudella matalataajuiset tiedot ovat paljon yksityiskohtaisempia kuin suurtaajuustiedot. Siksi jotkut audioharrastajat syyttävät CD: tä siitä, että digitaalinen ääni ei ole tarpeeksi todellinen, eikä CD: n 44.1 KHz: n näytteenotto voi taata, että korkeataajuinen signaali tallennetaan hyvin. Korkeataajuisten signaalien paremman tallentamisen vuoksi näyttää siltä, että tarvitaan suurempi näytetaajuus, joten jotkut ystävät käyttävät 48KHz: n näytteenottotaajuutta CD-ääniraitojen sieppauksessa, mikä ei ole suositeltavaa! Tämä ei todellakaan ole hyvä äänenlaadulle. Kopiointiohjelmistolle saman näytteenottotaajuuden ylläpitäminen kuin CD: n tarjoama 44.1 KHz on yksi tae parhaan äänenlaadun parantamiseksi. Suuremmat näytteenottotaajuudet ovat hyödyllisiä vain verrattuna analogisiin signaaleihin. Jos näytteistettävä signaali on digitaalinen, älä yritä lisätä näytteenottotaajuutta.
5. Virtausominaisuudet
Internetin kehittyessä ihmiset ovat asettaneet vaatimuksia musiikin kuuntelulle verkossa. Siksi vaaditaan myös, että äänitiedostot voidaan lukea ja toistaa samanaikaisesti kaikkien tiedostojen lukemisen ja sitten toistamisen sijaan, jotta voit kuunnella niitä lataamatta. Ylös. On myös mahdollista koodata ja lähettää samanaikaisesti. Tämä ominaisuus mahdollistaa suoran lähetyksen verkossa, ja todellisuus on perustaa oma digitaalinen radioasema.
Useita täydentäviä käsitteitä:
Mikä on jakaja?
Taajuudenjakajana on erottaa eri taajuuskaistojen äänisignaalit, vahvistaa ne erikseen ja lähettää ne sitten vastaavien taajuuskaistojen kaiuttimiin toistoa varten. Kun toistetaan korkealaatuista ääntä, taajuusjako on suoritettava elektronisesti. Se voidaan jakaa kahteen tyyppiin: (1) Tehonjakaja: sijaitsee kaiuttimeen asetetun tehovahvistimen jälkeen LC-suodatinverkon kautta, tehovahvistimen antama tehon äänisignaali on jaettu bassoon, keskialuetta ja diskanttia varten, ja lähetetään yksittäisille puhujille. Yhteys on yksinkertainen ja helppokäyttöinen, mutta se kuluttaa virtaa, äänilaaksoja ilmestyy ja ristiin * vääristyy. Sen parametrit liittyvät suoraan kaiuttimen impedanssiin, ja kaiuttimen impedanssi on taajuuden funktio, joka poikkeaa suuresti nimellisarvosta. Virhe on myös suuri, mikä ei edistä säätöä. (2) Elektroninen taajuusjakaja: Laite, joka jakaa heikot äänisignaalit taajuuteen. Se sijaitsee tehovahvistimen edessä. Kun taajuus on jaettu, erillistä tehovahvistinta käytetään vahvistamaan kukin äänitaajuuskaistasignaali ja lähettämään ne sitten vastaaviin kaiuttimiin. yksikkö. Koska virta on pieni, se voidaan toteuttaa pienemmällä tehoelektronisella aktiivisuodattimella, jota on helpompi säätää, mikä vähentää tehohäviötä ja kaiutinyksiköiden välisiä häiriöitä. Signaalin menetys on pieni ja äänenlaatu hyvä. Tämä menetelmä vaatii kuitenkin kullekin kanavalle riippumattoman tehovahvistimen, jolla on korkeat kustannukset ja monimutkainen piirirakenne, ja jota käytetään ammattimaisissa äänenvahvistusjärjestelmissä. (Lähettäjä av_world)
Mikä on viritin?
Herätin on harmoninen generaattori, äänenkäsittelylaite, joka käyttää ihmisten psykoakustisia ominaisuuksia äänisignaalin muokkaamiseen ja kaunistamiseen. Lisäämällä äänelle korkeataajuisia harmonisia komponentteja ja muita menetelmiä voit parantaa äänen laatua, sävyn väriä, lisätä äänen tunkeutumista ja lisätä äänen avaruuden tunnetta. Nykyaikaiset virittäjät voivat paitsi luoda korkeataajuisia yliaaltoja, myös niillä on matalataajuiset laajennus- ja musiikkityylitoiminnot, mikä tekee bassovaikutuksesta täydellisemmän ja musiikin ekspressiivisemmän. Käytä herätteitä äänen selkeyden, ymmärrettävyyden ja ilmeikkyyden parantamiseksi. Tee äänestä miellyttävämpi korville, vähennä kuuntelun väsymistä ja lisää äänenvoimakkuutta. Vaikka herätin lisää vain noin 0.5 dB harmonisia komponentteja ääniin, kuulostaa siltä, että äänenvoimakkuus on kasvanut noin 10 dB. Äänen kuuloäänet ovat ilmeisesti lisääntyneet, äänikuvan kolmiulotteinen tunne ja äänen erottamisen kasvu; äänen sijainti ja kerrostus paranevat, ja toistettavan äänen äänenlaatua ja nauhan toistonopeutta voidaan parantaa. Koska äänimerkki menettää korkeataajuiset harmoniset komponentit lähetyksen ja tallennuksen aikana, esiintyy suurtaajuista kohinaa. Tällöin ensimmäinen käyttää herätintä kompensoimaan signaalin ensin, ja jälkimmäinen suodattimen avulla suodattaa korkean taajuuden kohinan, ja luo sitten korkean äänenvoimakkuuden komponentin toistoäänen laadun varmistamiseksi. Virittimen säätö vaatii ääniteknikon arvioimaan järjestelmän äänenlaadun ja sävyn ja tekemään sen jälkeen säädöt subjektiivisen kuunteluarvion perusteella.
Mikä on taajuuskorjain?
Taajuuskorjain on elektroninen laite, joka voi säätää eri taajuuskomponenttien sähköisten signaalien vahvistusta erikseen. Se kompensoi kaiuttimien ja äänikentän viat säätämällä eri taajuuksien sähköisiä signaaleja, kompensoi ja muokkaa erilaisia äänilähteitä ja muita erikoistehosteita. , Yleissekoittimen taajuuskorjain voi säätää vain korkeataajuista, välitaajuista ja matalataajuista sähköistä signaalia erikseen. Taajuuskorjaimia on kolme tyyppiä: graafinen taajuuskorjain, parametrinen taajuuskorjain ja huoneen taajuuskorjain. 1. Graafinen taajuuskorjain: joka tunnetaan myös nimellä kaavion taajuuskorjain, paneelissa olevien työntö-vetonäppäinten jakamisen avulla se voi intuitiivisesti heijastaa kutsuttua tasauskorjauskäyrää, ja kunkin taajuuden kasvu ja vaimennus ovat selkeät yhdellä silmäyksellä. Se käyttää vakiona Q-tekniikkaa, jokainen taajuus Piste on varustettu push-pull-potentiometrillä riippumatta siitä, onko tietty taajuus korotettu vai vaimennettu, suodattimen taajuuskaistanleveys on aina sama. Yleisesti käytetty ammattimainen graafinen taajuuskorjain jakaa 20Hz - 20kHz signaalin 10 segmenttiin, 15 segmenttiin, 27 segmenttiin ja 31 segmenttiin säätämistä varten. Tällä tavoin ihmiset valitsevat taajuuskorjaimet, joissa on eri segmenttimäärä eri vaatimusten mukaan. Yleisesti ottaen 10-kaistaisen taajuuskorjaimen taajuuspisteet jaetaan oktaavivälinä. Yleensä 15-kaistainen taajuuskorjain on 2/3-oktaavinen taajuuskorjain, ja kun sitä käytetään ammattimaisessa äänivahvistuksessa, 31-kaistainen taajuuskorjain on 1/3-oktaavista taajuuskorjainta käytetään enimmäkseen tärkeimmissä tilanteissa, joissa vaaditaan hienoa kompensointia . Graafisella taajuuskorjaimella on yksinkertainen rakenne, se on intuitiivinen ja selkeä, joten sitä käytetään laajasti ammattimaisessa äänentoistossa. 2. Parametrinen taajuuskorjain: tunnetaan myös nimellä parametrinen taajuuskorjain, taajuuskorjain, joka voi hienosäätää taajuuskorjauksen eri parametreja. Se on enimmäkseen kiinnitetty mikseriin, mutta siellä on myös riippumaton parametrinen taajuuskorjain. Säädetyt parametrit sisältävät taajuuskaistat ja taajuuspisteet. , Vahvistus- ja laatutekijän Q-arvo jne. Voivat kaunistaa (mukaan lukien ruma) ja muokata ääntä, tehdä äänen (tai musiikin) tyylistä erottamiskykyisemmän ja värikkäämmän ja saavuttaa halutun taiteellisen vaikutuksen. 3. Huoneen taajuuskorjain on taajuuskorjain, jota käytetään huoneen taajuusvastekäyrän säätämiseen. Koska koriste-aineet absorboivat (tai heijastavat) eri taajuuksia ja normaalin resonanssin vaikutusta, on tarpeen käyttää huoneen taajuuskorjainta. Äänirakenteen taajuusvirheet tulisi kompensoida ja säätää objektiivisesti. Mitä hienompi taajuusalue, sitä terävämpi säädetty huippu, eli mitä korkeampi Q-arvo (laatutekijä), sitä hienompi kompensointi säätämisen aikana. Mitä paksumpi taajuusalue on, sitä leveämpi on säädetty piikki.
Mikä on puristusrajoitin?
Puristusrajoitin on yhteinen termi kompressorille ja rajoitimelle. Se on äänisignaalien käsittelylaite, joka voi pakata tai rajoittaa äänisignaalien dynamiikkaa. Kompressori on muuttuvan vahvistuksen vahvistin, ja sen vahvistuskerroin (vahvistus) voi muuttua automaattisesti tulosignaalin voimakkuudella, joka on kääntäen verrannollinen. Kun tulosignaali saavuttaa tietyn tason (kynnystä kutsutaan myös kriittiseksi arvoksi), lähtösignaali kasvaa tulosignaalin kasvaessa. Tätä tilannetta kutsutaan kompressoriksi; jos se ei kasva, sitä kutsutaan Limiteriksi. Aikaisemmin kompressori käytti Hard-polvetekniikkaa, ja tulosignaali saavutti kynnyksen heti, kun tulosignaali saavutti kynnyksen. Vahvistus pienenee välittömästi siten, että taivutuspisteessä tapahtuu signaalin äkillinen dynaaminen muutos (vahvistuksen muutoksen käännekohta), mikä saa ihmiskorvan tuntemaan selvästi, että voimakas signaali puristuu yhtäkkiä. Tämän puutteen korjaamiseksi uudessa modernissa kompressorissa käytetään pehmeää polvea. Tämän kompressorin puristussuhteen muutos ennen kynnystä ja sen jälkeen on tasapainoinen ja asteittainen, mikä tekee puristuksen muutoksesta vaikeaa havaita, ja äänenlaatu paranee edelleen. . Kompressori voi ylläpitää tietyn tasapainon instrumentin ja laulajan äänenvoimakkuuden välillä äänitysprosessin aikana; varmistaa signaalin voimakkuuden tasapaino. Joskus sitä käytetään myös laulajien vokalistien eliminoimiseen tai pakkaus- ja vapauttamisajan muuttamiseen tuottamaan "käänteisen äänen" erityistehosteen, jossa ääni muuttuu pienestä suureksi. Yleisradiojärjestelmässä sitä käytetään kompressoimaan ohjelmasignaali suuremmalla dynaamisella alueella keskimääräisen emissiotason nostamiseksi edellyttäen, että estetään modulointivääristymät ja estetään lähettimen ylikuormitus. Tanssisalin äänenvahvistusjärjestelmässä kompressori pakkaa signaalin säilyttäen samalla alkuperäisen ohjelmasuunnittelun, mikä vähentää musiikin dynamiikkaa vastaamaan äänenvahvistusjärjestelmän ja taiteellisen toiminnan vaatimuksia. Vaikka kompressorilla on monia käyttötarkoituksia, nykyaikaisissa kompressoreissa käytetään yleensä uutta tekniikkaa, kuten pehmeät polvet, mikä voi edelleen vähentää kompressorin kompressorin sivuvaikutuksia, mutta se ei tarkoita, että kompressori ei tuhoa äänenlaatua. Uudelleen olemassa. Siksi älä käytä äänenvahvistusjärjestelmässä rajoitinta väärin, vaikka haluat käyttää sitä, sinun on käytettävä pelkistintä signaalin käsittelyyn varoen. Tämä ei ole vain tarve suojata vahvistimia ja kaiuttimia, vaan myös tarvetta parantaa äänen laatua.
Mikä on signaali-kohinasuhde (S / N)?
Signaali-kohinasuhde viittaa signaalin tehoon linjan referenssipisteessä ja luontaiseen kohinatehoon, kun signaalia ei ole
Suhde ilmaistaan desibeleinä (dB). Mitä suurempi arvo, sitä parempi, mikä tarkoittaa vähemmän melua.
Mikä on desibeli
Desibeli (dB) on vakioyksikkö, joka ilmaisee suhteellisen teho- tai amplituditason. Ilmaistaan dB: nä. Mitä suurempi desibelinumero, sitä voimakkaampi ääni kuuluu. Laskennassa joka kymmenen desibeliä nousee desibeleinä, melutaso on noin kymmenen kertaa alkuperäinen.
dB: desibeli desibeli. Sitä käytetään ilmaisemaan kahden jännitteen, voiman tai äänen suhteellinen taso.
dBm: Muunnos desibeleitä, 0dB = 1mW 600 ohmiin
dBv: Desibelimuunnos, 0dB = 0.775 volttia.
dBV: Muunnos desibeleistä, 0dB = 1 voltti.
dB / oktaavi: desibeli / oktaavi. Suodattimen kaltevuuden ilmaisu, mitä suurempi desibelien määrä oktaavia kohden, sitä jyrkempi kaltevuus.
Tämä käsite on suhteellisen monimutkainen, käytämme fysiikan laskelmia havainnollistamaan:
Äänen voimakkuuden ilmaisemiseksi ihmiset esittivät "äänenvoimakkuuden" käsitteen ja mitasivat sen suuruuden ääniyksikön läpi, joka kulkee pystysuoraan pinta-alayksikön läpi 1 sekunnissa. Äänen voimakkuutta edustaa kirjain "I", ja sen yksikkö on "Watts / m2". Määräysten mukaan, jos yksikköalaan nähden kohtisuorassa oleva äänienergia kaksinkertaistuu yhden sekunnin kuluessa, myös äänen voimakkuus kaksinkertaistuu. Siksi äänen voimakkuus on objektiivinen fyysinen määrä, joka ei muutu ihmisten tunteiden mukaan.
Vaikka äänenvoimakkuus on objektiivinen fyysinen määrä, äänenvoimakkuuden suuruuden ja ihmisten subjektiivisesti tunteman äänenvoimakkuuden välillä on hyvin suuri ero. Äänen voimakkuustason käsitteen mukauttamiseksi ihmisten subjektiiviseen käsitykseen äänenvoimakkuudesta on otettu käyttöön fysiikassa. Desibeli on äänenvoimakkuuden yksikkö, joka on kymmenesosa kellosta.
Kuinka äänenvoimakkuustasoa säädetään? Mitä tekemistä sillä on äänenvoimakkuuden kanssa?
Mittaus osoittaa, että ihmiskorvalla on erilainen herkkyys eri taajuuksille. Se on herkin 3000 Hz: n ääniaalloille. Niin kauan kuin tämän taajuuden äänenvoimakkuus saavuttaa I0 = 10-12 wattia / m2, se voi aiheuttaa kuuloa ihmiskorvassa. Äänenvoimakkuustaso määritetään ihmiskorvan kuuleman vähimmäisäänenvoimakkuuden I0 perusteella, ja äänenvoimakkuus I0 = 10-12 wattia / m2 määritetään nollatason äänenvoimakkuudeksi, ts. äänen voimakkuus tällä hetkellä Taso on nolla belliä (myös nolla desibeliä). Kun äänen voimakkuus kaksinkertaistuu I0: sta 2I0: een, ihmisen korvan tuntema äänenvoimakkuus ei kaksinkertaistu. Vasta kun äänenvoimakkuus saavuttaa 10I0, ihmisen korvat tuntevat äänenvoimakkuuden kaksinkertaistuneen. Tätä äänenvoimakkuutta vastaava äänenvoimakkuustaso on 1 beeli = 10 desibeliä; kun äänenvoimakkuudesta tulee 100I0, ihmisen korvat kokevat äänen voimakkaaksi. Heikko kasvaa 2 kertaa, vastaava äänenvoimakkuustaso on 2 Bel = 20 desibeliä; kun äänenvoimakkuudesta tulee 1000I0, ihmiskorvan tuntema äänenvoimakkuus kasvaa 3 kertaa ja vastaava äänenvoimakkuustaso on 3 Bel = 30 desibeliä. Niin edelleen ja niin edelleen. Suurin äänenvoimakkuus, jonka ihmiskorva kestää, on 1 watti / m2 = 1012I0, ja sitä vastaava äänenvoimakkuustaso on 12 bar = 120 desibeliä.
Kaava: Äänenpainetaso (dB) = 20Lg (mitattu äänenpaine / äänenpaineen vertailuarvo)
Vanhan kalan huomautus: Kun mitattu äänenpaine on sama kuin vertailuäänenpaine, laskettu tulos logaritmin ottamisen jälkeen on 0dB. Analogisissa äänilaitteissa se voi olla suurempi kuin 0 dB, mutta digitaaliset laitteet eivät. Digitaalinen laskenta vaatii mittauksen, eikä siinä ole ääretöntä arvoa. Siksi käyttämissämme digitaalisissa laitteissa ja ohjelmistoissa 0dB: stä on tullut viitearvo.
2. Johdanto yleisiin äänimuotoihin ja soittimiin
Valtavirran äänimuotojen ominaisuudet ja mukautettavuus
Kaikenlaisilla äänikoodauksilla on tekniset ominaisuudet ja sovellettavuus eri tilanteissa. Selitetään karkeasti, kuinka näitä äänikoodauksia voidaan soveltaa joustavasti.
4-1 PCM-koodattu WAV
Kuten aiemmin mainittiin, PCM-koodattu WAV-tiedosto on paras äänenlaatu. Windows-käyttöjärjestelmässä kaikki ääniohjelmistot voivat tarjota hänelle tukea. WinAPI: ssä on monia Windowsin tarjoamia toimintoja, jotka voivat toistaa suoraan wavia. Siksi multimediaohjelmistoa kehitettäessä wavia käytetään usein suurina määrinä tapahtumien ääniefekteihin ja taustamusiikkiin. PCM-koodattu wav voi saavuttaa parhaan äänenlaadun samalla näytteenottotaajuudella ja näytekoolla, joten sitä käytetään myös laajalti äänen muokkauksessa, ei-lineaarisessa muokkauksessa ja muissa kentissä.
Ominaisuudet: Äänenlaatu on erittäin hyvä, ja sitä tukee suuri määrä ohjelmistoja.
Koskee: multimediakehitystä, musiikin ja äänitehosteiden säilyttämistä.
4-2 MP3
MP3: lla on hyvä pakkaussuhde. LAME: n koodaama keskitason ja korkean bittinopeuden mp3 on äänen suhteen hyvin lähellä alkuperäistä WAV-tiedostoa. Käyttämällä sopivia parametreja LAME-koodattu MP3 soveltuu erittäin hyvin musiikin arvostamiseen. Koska MP3: ta on otettu käyttöön pitkään yhdistettynä melko hyvään äänenlaatuun ja pakkaussuhteeseen, monet pelit käyttävät mp3-tiedostoa myös tapahtumien äänitehosteisiin ja taustamusiikkiin. Lähes kaikki tunnetut äänenmuokkausohjelmat tarjoavat myös tukea MP3: lle, voit käyttää mp3-tiedostoja kuten wav, mutta koska mp3-koodaus on häviöllistä, äänenlaatu heikkenee jyrkästi useiden muokkausten jälkeen, ja mp3 ei sovi materiaalien tallentamiseen. Mutta demo teoksena on todella erinomainen. MP3: n pitkä historia ja hyvä äänenlaatu tekevät siitä yhden eniten käytettyjä häviöllisiä koodauksia. Suuri määrä mp3-resursseja löytyy Internetistä, ja mp3-soittimesta on tulossa muoti päivittäin. Monet VCDPlayer, DVDPlayer ja jopa matkapuhelimet voivat toistaa mp3-tiedostoja, ja mp3 on yksi parhaiten tuetuista koodauksista. MP3 ei myöskään ole täydellinen, eikä se toimi hyvin pienemmillä bittinopeuksilla. MP3: lla on myös suoratoistovälineen perusominaisuudet, ja sitä voi toistaa verkossa.
Ominaisuudet: Hyvä äänenlaatu, suhteellisen korkea pakkaussuhde, jota tukee suuri määrä ohjelmistoja ja laitteistoja, ja jota käytetään laajalti.
Soveltuu: Soveltuu musiikin arvostamiseen korkeammilla vaatimuksilla.
4-3 OGG
Ogg on erittäin lupaava koodi, jolla on hämmästyttävä suorituskyky eri bittinopeuksilla, erityisesti matalilla ja keskisuurilla bittinopeuksilla. Hyvän äänenlaadun lisäksi Ogg on myös täysin ilmainen koodekki, joka luo pohjan Oggin tuen lisäämiselle. Oggilla on erittäin hyvä algoritmi, jolla voidaan saavuttaa parempi äänenlaatu pienemmällä bittinopeudella. 128 kbps Ogg on jopa parempi kuin 192 kbps tai jopa korkeampi bittinopeus mp3. Oggin diskantilla on tietty metallinen maku, joten tämä Oggin vika paljastuu koodattaessa joitain sooloinstrumentteja, joilla on korkeat vaatimukset korkeille taajuuksille. OGG: llä on suoratoistovälineen perusominaisuudet, mutta mediapalveluohjelmistojen tukea ei ole, joten ogg-pohjainen digitaalinen lähetys ei ole vielä mahdollista. Oggin nykyinen tuettu tila ei ole tarpeeksi hyvä, riippumatta siitä, onko se ohjelmisto tai laitteisto, sitä ei voida verrata mp3-tiedostoon.
Ominaisuudet: Se voi saavuttaa paremman äänenlaadun kuin mp3 pienemmällä bittinopeudella kuin mp3, ja sillä on hyvä suorituskyky korkealla, keskitasolla ja matalalla bittinopeudella.
Käytä: Käytä pienempää tallennustilaa parempaan äänenlaatuun (verrattuna MP3: een)
4-4 MPC
Kuten OGG, MPC: n kilpailija on myös mp3. Keskitasolla ja korkealla bittinopeudella MPC voi saavuttaa paremman äänenlaadun kuin kilpailijat. Keskimääräisillä bittinopeuksilla MPC: n suorituskyky ei ole huonompi kuin Ogg. Suurilla bittinopeuksilla MPC: n suorituskyky on vieläkin epätoivoisempi. MPC: n äänenlaadun etu ilmenee pääasiassa suurtaajuusosassa. MPC: n korkea taajuus on paljon herkempi kuin MP3, eikä sillä ole Oggin metallista makua. Se on tällä hetkellä sopivin häviökoodaus musiikin arvostamiseen. Koska ne ovat kaikki uusia koodeja, ne muistuttavat Oggin kokemusta, eikä niillä ole laajaa ohjelmisto- ja laitteistotukea. MPC: llä on hyvä koodaustehokkuus, ja koodausaika on paljon lyhyempi kuin OGG ja LAME.
Ominaisuudet: Keski- ja suurilla bittinopeuksilla sillä on paras äänenlaadun suorituskyky häviöllisessä koodauksessa ja korkeilla bittinopeuksilla erinomainen korkeataajuinen suorituskyky.
Koskee: musiikin arvostusta parhaalla äänenlaadulla edellyttäen, että säästät paljon tilaa.
4-6 WMA
Monet ystävät rakastavat myös Microsoftin kehittämää WMA: ta. Alhaisilla bittinopeuksilla sillä on paljon parempi äänenlaatu kuin mp3: lla. WMA: n ilmaantuminen eliminoi heti suositun VQF-koodauksen. Microsoft-taustalla varustettu WMA on saanut hyvää ohjelmisto- ja laitteistotukea. Windows Media Player voi toistaa WMA: ta ja kuunnella WMA-koodaustekniikkaan perustuvia digitaalisia radioasemia. Koska soitinta on melkein jokaisella tietokoneella, yhä useammat musiikkisivustot ovat valmiita käyttämään WMA: ta ensimmäisenä valintana online-koe-esiintymisessä. Hyvän tukiympäristön lisäksi WMA: lla on myös erittäin hyvä suorituskyky 64-128 kbps: n bittinopeudella. Vaikka monet ystävät, joilla on korkeammat vaatimukset, eivät ole tyytyväisiä, useampi kaveri, jolla on alhaisemmat vaatimukset, ovat hyväksyneet tämän koodauksen. WMA on erittäin suosio on tulossa pian.
Ominaisuudet: Äänenlaadun suorituskyky pienillä bittinopeuksilla on vaikea voittaa
Koskee: digitaalisen radion asetuksia, online-koetta, musiikin arvostusta alhaisissa vaatimuksissa
4-7 mp3PRO
Parannettuna mp3-versiona mp3PRO on erittäin hyvälaatuinen, täynnä diskanttia, vaikka mp3PRO on lisätty toistoprosessiin SBR-tekniikan kautta, mutta todellinen kuuntelukokemus on melko hyvä, vaikka se tuntuu hieman ohuelta, mutta se on jo 64 kbps: n maailma Ei ole kilpailijaa, jopa yli 128 kbps: n mp3-tiedostoa, mutta valitettavasti mp3PRO: n matalataajuinen suorituskyky on yhtä rikki kuin mp3. Onneksi SBR: n korkeataajuinen interpolointi voi enemmän tai vähemmän peittää tämän vian, joten mp3PRO päinvastoin, WMA: n matalataajuinen heikkous ei ole yhtä ilmeinen kuin WMA: n. Voit tuntea syvästi, kun vaihdat PRO-tilan ja normaalitilan välillä käyttämällä RCA mp3PRO -soittimen PRO-kytkintä. Kaiken kaikkiaan 64 kbps: n mp3PRO on saavuttanut 128 kbps: n mp3-äänenlaadun tason, ja korkea taajuusosa on voittanut hieman.
Ominaisuudet: äänenlaadun kuningas pienillä bittinopeuksilla
Soveltuu: musiikin arvostamiseen alhaisissa vaatimuksissa
4-8 APE
Uudentyyppinen häviötön äänikoodaus, joka tarjoaa puristussuhteen 50-70%. Vaikka se ei ole mainitsemisen arvoinen verrattuna häviölliseen koodaukseen, se on suuri siunaus ystäville, jotka etsivät täydellistä huomiota. APE voi olla todella häviötön eikä äänetön ja pakkaussuhde on parempi kuin vastaavat häviöttömät muodot.
Ominaisuudet: Äänenlaatu on erittäin hyvä.
Sopii: korkealaatuiseen musiikin arvostukseen ja kokoelmaan.
3, audiosignaalin koodauksen käsittely
(1) PCM-koodaus
PCM-pulssikoodimodulaatio on lyhenne pulssikoodimodulaatiosta. Edellisessä tekstissä mainitsimme PCM: n yleisen työnkulun. Meidän ei tarvitse välittää PCM: n lopullisessa koodauksessa käytetystä laskentamenetelmästä. Meidän on tiedettävä vain PCM-koodatun äänivirran edut ja haitat. PCM-koodauksen suurin etu on hyvä äänenlaatu, ja suurin haittapuoli on sen suuri koko. Yhteinen ääni-CD käyttää PCM-koodausta, ja CD-levylle mahtuu vain 72 minuuttia musiikkitietoja.
Kuten me kaikki tiedämme, riippumatta siitä, kuinka tehokkaat nykyiset multimediatietokoneet ovat, ne pystyvät käsittelemään vain digitaalista tietoa sisällä. Kuulemamme äänet ovat kaikki analogisia signaaleja. Kuinka tietokone voi myös käsitellä näitä äänitietoja? Mitä eroa on myös analogisella äänellä ja digitaalisella äänellä? Mitkä ovat digitaalisen äänen edut? Nämä aiomme esitellä alla.
Analogisen äänen muuntamista digitaaliseksi ääneksi kutsutaan näytteenotoksi tietokonemusiikissa. Tärkein prosessissa käytetty laitteisto on analoginen digitaalimuunnin (ADC). Näytteenottoprosessi muuntaa tavallisen analogisen audiosignaalin sähköisen signaalin useiksi binäärikoodeiksi, joita kutsutaan "Bitiksi" 0 ja 1, nämä 0 ja 1 muodostavat digitaalisen äänitiedoston. Kuten alla olevassa kuvassa on esitetty, kuvassa oleva sinikäyrä edustaa alkuperäistä äänikäyrää; värillinen neliö edustaa näytteenoton jälkeen saatua tulosta. Mitä johdonmukaisemmat nämä kaksi ovat, sitä parempi näytteenotto.
Yllä olevan kuvan absessi on näytteenottotaajuus; ordinaatti on näytteenottotarkkuus. Kuvan ruudukot salataan vähitellen vasemmalta oikealle, ensin lisäämällä abscissan tiheyttä ja sitten ordinaatin tiheyttä. On selvää, että kun absissin yksikkö on pienempi, toisin sanoen kahden näytteenottomomentin väli on pienempi, se edistää paremmin alkuperäisen äänen todellisen tilan ylläpitämistä. Toisin sanoen, mitä korkeampi näytteenottotaajuus, sitä taattu äänenlaatu; vastaavasti, kun pystysuora Mitä pienempi koordinaattiyksikkö on, sitä parempi äänenlaatu on, sitä suurempi on näytteenottobittien määrä, sitä parempi.
Kiinnitä huomiota yhteen kohtaan. 8-bittinen (8Bit) ei tarkoita, että ordinaatti on jaettu 8 osaan, mutta 2 ^ 8 = 256 osaa; samalla tavalla 16-bittinen tarkoittaa, että ordinaatti on jaettu 2 ^ 16 = 65536 osaan; kun taas 24 bittiä on jaettu 2 ^ 16 = 65536 osaan. Jaa 2 ^ 24 = 16777216 osaan. Suoritetaan nyt laskenta nähdäksesi kuinka suuri digitaalisen äänitiedoston datamäärä on. Oletetaan, että käytämme stereona 44.1 kHz, 16 bittiä (toisin sanoen kahta kanavaa)
(2) Aalto
Tämä on vanha Microsoftin kehittämä äänitiedostomuoto. WAV on PIFF Resource Interchange File Format -määrityksen mukainen tiedostomuoto. Kaikilla WAV-tiedostoilla on tiedostotunniste, joka on äänivirran koodausparametri. WAV: llä ei ole kovia ja nopeita sääntöjä äänivirran koodauksesta. PCM: n lisäksi melkein kaikki ACM-määrittelyä tukevat koodaukset voivat koodata WAV-äänivirtoja. Monilla ystävillä ei ole tätä käsitettä. Otetaan AVI esimerkkinä, koska AVI ja WAV ovat hyvin samankaltaisia tiedostorakenteessa, mutta AVI: llä on vielä yksi videovirta. On olemassa monenlaisia AVI: itä, joiden kanssa olemme yhteydessä, joten meidän on usein asennettava jokin Decode katsellaksesi joitain AVI: itä. DivX, jonka kanssa olemme tekemisissä, on eräänlainen videokoodaus. AVI voi käyttää DivX-koodausta videovirran pakkaamiseen. Tietysti voidaan käyttää myös muita. Pakkauksen koodaus. Samoin WAV voi myös käyttää erilaisia äänikoodauksia äänivirran pakkaamiseen, mutta olemme yleensä WAV, jonka äänivirran koodaa PCM, mutta tämä ei tarkoita, että WAV voi käyttää vain PCM-koodausta. MP3-koodausta voidaan käyttää myös WAV-muodossa. Kuten AVI, niin kauan kuin vastaava dekoodaus on asennettu, voit nauttia näistä WAV-tiedostoista.
Windows-käyttöjärjestelmässä PCM-koodaukseen perustuva WAV on parhaiten tuettu äänimuoto, ja kaikki ääniohjelmistot tukevat sitä täydellisesti. Koska se voi saavuttaa korkeammat äänenlaatuvaatimukset, WAV on myös ensisijainen muoto musiikin muokkaamiseen ja luomiseen. Sopii musiikkimateriaalien tallentamiseen. Siksi PCM-koodaukseen perustuvaa WAV: ia käytetään välitysmuotona, ja sitä käytetään usein muiden koodauksien keskinäisessä muunnoksessa, kuten muuntaa MP3 WMA: ksi.
(3) MP3-koodaus
Suosituimpana äänen pakkausmuotona MP3 on kaikkien laajalti hyväksymä. Erilaisia MP3-ohjelmistoon liittyviä ohjelmistotuotteita syntyy loputtomasti, ja useammat laitteistotuotteet ovat alkaneet tukea MP3-tiedostoja. On monia VCD / DVD-soittimia, joita voimme ostaa. Voi tukea MP3-tiedostoja, kannettavia MP3-soittimia on enemmän jne. Vaikka useat suuret musiikkiyhtiöt ovat erittäin inhottavia tästä avoimesta muodosta, ne eivät voi estää tämän äänen pakkausmuodon selviytymistä ja leviämistä. MP3 on ollut kehityksessä 10 vuotta. Se on lyhenne MPEG (MPEG: Moving Picture Experts Group) Audio Layer-3: sta, joka on johdettu MPEG1: n koodausmenetelmä. Sen kehittivät menestyksekkäästi vuonna 1993 Fraunhofer IIS -tutkimuslaitos Saksassa ja Thomson. MP3 voi saavuttaa hämmästyttävän pakkaussuhteen 12: 1 ja ylläpitää äänen peruslaadun. Päivinä, jolloin kiintolevyt olivat niin kalliita sinä vuonna, käyttäjät hyväksyivät MP3 nopeasti. Internetin suosion myötä sadat miljoonat käyttäjät hyväksyivät MP3: n. Alkuperäinen MP3-koodaustekniikan julkaisu oli todella epätäydellinen. Äänen ja ihmisen kuulemisen tutkimuksen puutteen takia varhaiset mp3-kooderit koodattiin melkein kaikki karkealla tavalla, ja äänenlaatu kärsi vakavasti. Uusien tekniikoiden jatkuvan käyttöönoton myötä mp3-koodaustekniikkaa on parannettu yksi toisensa jälkeen, mukaan lukien kaksi suurta teknistä parannusta.
VBR: MP3-muotoisella tiedostolla on mielenkiintoinen ominaisuus, toisin sanoen se voidaan lukea toiston aikana, mikä on myös suoratoistovälineen perusominaisuuksien mukainen. Toisin sanoen, soitin voi pelata lukematta etukäteen tiedoston koko sisältöä, missä se luetaan, vaikka tiedosto olisi osittain vahingoittunut. Vaikka mp3-tiedostolla voi olla tiedostotunniste, se ei ole kovin tärkeä mp3-muotoisten tiedostojen kannalta. Tämän ominaisuuden ansiosta MP3-tiedoston jokaisella segmentillä ja kehyksellä voi olla erillinen keskimääräinen datanopeus ilman erityisiä dekoodausmenetelmiä. Joten on olemassa tekniikka nimeltä VBR (Variable bitrate, dynamic data rate), jonka avulla MP3-tiedoston jokaisella segmentillä tai jopa jokaisella kehyksellä on oma bittinopeus. Tämän etuna on äänenlaadun varmistaminen.
Meidän muiden tuotteiden:
