1. Heli
Viitab helilainetele, mille sagedus jääb vahemikku 20 Hz kuni 20 kHz ja mida kuulevad inimese kõrvad.
Kui lisate arvutisse vastava helikaardi, mida me sageli helikaardiks nimetame, saame kõik helid salvestada ja heli akustilised omadused, näiteks heli tase, saab failidena salvestada arvuti kõvakettale. Ja vastupidi, me võime salvestatud helifaili taasesitada ka eelnevalt salvestatud heli taastamiseks.
2. Proovivõtusagedus
Viitab sekundis saadud heliproovide arvule. Heli on tegelikult omamoodi energialaine, nii et sellel on ka sageduse ja amplituudi omadused. Sagedus vastab ajateljele ja amplituud taseteljele. Laine on lõpmatult sile ja stringi võib pidada lugematutest punktidest koosnevaks. Kuna salvestusruum on suhteliselt piiratud, tuleb stringi punktidest digitaalse kodeerimise käigus proovid võtta.
Proovivõtuprotsess on teatud punkti sageduse väärtuse eraldamine. Ilmselt saadakse rohkem punkte ühe sekundi jooksul, seda rohkem saadakse teavet sageduse kohta. Lainekuju taastamiseks on parem helikvaliteet, mida suurem on proovivõtusagedus. Mida reaalsem on taastamine, kuid samal ajal võtab see rohkem ressursse. Inimese kõrva piiratud eraldusvõime tõttu ei saa liiga kõrget sagedust eristada. Tavaliselt kasutatakse proovivõtusagedust 22050, 44100 on juba CD helikvaliteet ja üle 48,000 96,000 või 24 XNUMX proovivõtt pole inimese kõrva jaoks enam mõttekas. See sarnaneb filmide XNUMX kaadriga sekundis. Kui see on stereo, kahekordistatakse näidis ja fail peaaegu kahekordistub.
Nyquisti proovivõteteooria kohaselt peaks heli moonutamatuse tagamiseks olema proovivõtusagedus umbes 40 kHz. Me ei pea teadma, kuidas see teoreem tekkis. Peame ainult teadma, et see teoreem ütleb meile, et kui tahame signaali täpselt salvestada, peab meie diskreetimissagedus olema helisignaali maksimaalse sageduse kahekordne või sellega võrdne. Pidage meeles, et see on maksimaalne sagedus. .
Digitaalse heli valdkonnas on tavaliselt kasutatavad proovivõtusagedused järgmised:
8000 Hz - telefoni kasutatav proovivõtusagedus, mis on inimkõne jaoks piisav
11025 Hz - telefoni kasutatav proovivõtusagedus
Raadiosaadete edastamiseks kasutatakse 22050 Hz proovivõtusagedust
32000 Hz proovivõtusagedus, mida kasutab miniDV digitaalne videokaamera, DAT (LP-režiim)
44100 Hz-Audio CD, mida kasutatakse tavaliselt ka MPEG-1 heli (VCD, SVCD, MP3) diskreetimissageduses
Kaubanduslikes PCM-salvestites kasutatav 47250 Hz proovivõtusagedus
48000 Hz proovivõtusagedus digitaalsele heli jaoks, mida kasutatakse miniDV-s, digitaaltelevisioonis, DVD-s, DAT-is, filmides ja professionaalses helis
50000 Hz proovivõtusagedus, mida kasutavad kommertslikud digitaalsed salvestajad
96000 Hz või 192000 Hz - DVD-Audio, mõnede LPCM DVD heliradade, BD-ROM (Blu-ray Disc) ja HD-DVD (High Definition DVD) heliradade jaoks kasutatav proovivõtusagedus
3. proovivõtubittide arv
Proovivõtubittide arvu nimetatakse ka valimi suuruseks või kvantimisbitite arvuks. See on parameeter, mida kasutatakse heli kõikumise, see tähendab helikaardi eraldusvõime mõõtmiseks või seda võib mõista kui helikaardi töödeldava helikaardi eraldusvõimet. Mida suurem on väärtus, seda suurem on eraldusvõime ja seda realistlikum on salvestatud ja taasesitatud heli. Helikaardi bitt viitab digitaalse helisignaali binaarsetele numbritele, mida helikaart helifailide kogumisel ja esitamisel kasutab. Helikaardi bitt peegeldab objektiivselt digitaalse helisignaali sisendi helisignaali kirjelduse täpsust. Tavalised helikaardid on peamiselt 8-bitised ja 16-bitised. Tänapäeval on kõik turul olevad peamised tooted 16-bitised ja kõrgemad helikaardid.
Iga valimisse võetud andmete amplituud registreeritakse ja proovivõtutäpsus sõltub proovivõtubittide arvust:
1 bait (see tähendab 8-bitine) suudab salvestada ainult 256 numbrit, see tähendab, et amplituudi saab jagada ainult 256 tasemeks;
2 baiti (st 16 bitti) võib olla nii väike kui 65536, mis on juba CD-standard;
4 baiti (see tähendab 32-bitine) saab jagada amplituudi 4294967296 tasemeks, mis on tegelikult tarbetu.
4. kanalite arv
See on helikanalite arv. Ühine mono- ja stereo (kahekanaliline) on nüüdseks välja arenenud neljahelilise ruumilise (neljakanalise) ja 5.1 kanaliga.
(1) Üks tee
Mono on heli taasesitamise suhteliselt primitiivne vorm ja varased helikaardid kasutasid seda sagedamini. Monoheli saab kõlada ainult ühe kõlari abil ja mõned töödeldakse sama helikanali väljastamiseks kaheks kõlariks. Kui monofoonilist teavet taasesitatakse läbi kahe kõlari, võime selgelt tunda, et heli pärineb kahest kõlarist. Valjuhääldi keskelt meie kõrvadesse edastatava heliallika konkreetset asukohta on võimatu kindlaks teha.
(2) Stereo
Binauraalkanalitel on kaks helikanalit. Põhimõte on see, et inimesed saavad heli kuuldes hinnata heliallika konkreetset asukohta vasaku ja parema kõrva faaside erinevuse põhjal. Heli on salvestamise ajal eraldatud kahele sõltumatule kanalile, et saavutada hea heli lokaliseerimise efekt. See tehnika on eriti kasulik muusika hindamisel. Kuulaja saab selgelt eristada suunda, kust tulevad erinevad instrumendid, mis muudab muusika fantaasiarikkamaks ja lähemale kohapealsetele kogemustele.
Praegu kasutatakse kõige sagedamini kahte häält. Karaokes on üks muusika mängimiseks ja teine laulja hääleks; VCD-s on üks dubleeritud mandariini keeles ja teine kantoni keeles.
(3) Neljatooniline surround
Nelja kanaliga surround määratleb neli helipunkti, eesmine vasak, parem parem, taga vasak ja tagumine parem ning publikut ümbritsevad need neli helipunkti. Samal ajal on madalsageduslike signaalide taasesituse parandamiseks soovitatav lisada ka subwoofer (see on põhjus, miks 4.1-kanalilised kõlarisüsteemid on tänapäeval populaarsed). Mis puutub üldmõjusse, siis nelja kanaliga süsteem võib tuua kuulajateni ruumilise heli mitmest erinevast suunast, saada kuulmiskogemuse erinevates keskkondades viibimisest ja anda kasutajatele uhiuue kogemuse. Tänapäeval on neljakanaliline tehnoloogia laialdaselt integreeritud erinevate keskklassi ja kõrgema klassi helikaartide kujundusse, saades peamiseks arengusuundaks.
(4) kanal
5.1 kanalit on laialdaselt kasutatud erinevates traditsioonilistes teatrites ja kodukinodes. Mõned tuntumad helisalvestuse tihendusformaadid, nagu Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS jne, põhinevad helisüsteemil 5.1. ".1" kanal on spetsiaalselt loodud subwooferikanal, mis suudab toota subwoofereid sagedusvahemiku vahemikus 20 kuni 120 Hz. Tegelikult pärineb 5.1 helisüsteem 4.1 surround-ist, erinevus seisneb selles, et see lisab keskse üksuse. See kesküksus vastutab helisignaali edastamise eest alla 80Hz, mis on abiks filmi vaatamisel inimese hääle tugevdamisel ja koondefekti suurendamiseks dialoogi koondamiseks kogu helivälja keskele.
Praegu on paljud veebimuusikamängijad, näiteks QQ Music, pakkunud 5.1-kanalilist muusikat proovikuulamiseks ja allalaadimiseks.
5. raam
Heliraamide mõiste ei ole nii selge kui videoraamid. Peaaegu kõik videokodeerimise vormingud võivad kaadrit lihtsalt kodeeritud pildina mõelda. Heliraam on aga seotud kodeerimisvorminguga, mida rakendab iga kodeerimisstandard. Sest kui see on PCM (kodeerimata heliandmed), ei vaja see kaadrite kontseptsiooni üldse ja seda saab mängida vastavalt diskreetimissagedusele ja proovivõtutäpsusele. Näiteks topeltheli puhul, mille proovivõtusagedus on 44.1 kHZ ja proovivõtutäpsus 16 bitti, saate arvutada, et bitikiirus on 44100 * 16 * 2bps ja heliandmed sekundis on fikseeritud 44100 * 16 * 2 / 8 baiti.
Amr-raam on suhteliselt lihtne. See näeb ette, et iga 20 ms heli on kaader ja iga heli kaader on sõltumatu. Võimalik on kasutada erinevaid kodeerimisalgoritme ja erinevaid kodeerimisparameetreid.
MP3-kaader on natuke keerulisem ja sisaldab rohkem teavet, nagu proovivõtusagedus, bitikiirus ja erinevad parameetrid.
6. tsükkel
Heliseadme ühe töötlemise jaoks vajalike kaadrite arvu kasutatakse ühikuna heliseadme juurdepääsuks andmetele ja audioandmete salvestamisele.
7. põimitud režiim
Digitaalsete helisignaalide salvestusmeetod. Andmed salvestatakse pidevatesse kaadritesse, see tähendab, et kõigepealt salvestatakse kaadri 1 vasaku kanali ja parema kanali proovid ning seejärel alustatakse kaadri 2 salvestamist.
8. põimimata režiim
Kõigepealt registreerige kõigi kaadrite vasakpoolse kanali proovid perioodil ja seejärel salvestage kõik parema kanali proovid.
9. bitikiirus
Bittikiirust nimetatakse ka bitikiiruseks, mis viitab muusika sekundis mängitud andmekogusele ja ühikut väljendatakse bittides, mis on binaarbitid. bps on bitikiirus. b on bitt (bitt), s on teine (teine), p on iga (per), üks bait on samaväärne 8 binaarse bittiga. See tähendab, et 4-minutilise 128 bps loo faili suurus arvutatakse järgmiselt (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8 MB, 1B (bait) = 8b (bit), mp3 on üldiselt kasulik umbes 128 bitikiirust, see on ka umbes 3-4 BM suurune.
Arvutirakendustes on kõrgeim truudustase PCM-kodeering, mida kasutatakse laialdaselt materjali salvestamiseks ja muusika hindamiseks. Seda kasutatakse CD-del, DVD-del ja meie tavalistes WAV-failides. Seetõttu on PCM muutunud tavapäraselt kadudeta kodeeringuks, kuna PCM esindab digitaalse heli parimat truudustaset. See ei tähenda, et PCM suudaks tagada signaali absoluutse truuduse. PCM suudab saavutada ainult suurima lõpmatu läheduse.
PCM helivoo bitikiiruse arvutamine on väga lihtne ülesanne: proovivõtusageduse väärtus × proovivõtusuuruse väärtus × kanali number bps. WAV-fail valimisagedusega 44.1 KHz, valimisuurus 16-bitine ja kahekanaliline PCM-kodeering, selle andmeedastuskiirus on 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 Kbps. Meie tavaline audio-CD kasutab PCM-kodeeringut ja CD mahutab vaid 72 minutit muusikateavet.
Kahekanaliline PCM-i kodeeritud helisignaal nõuab 176.4 sekundiga 1 KB ruumi ja 10.34 minutiga umbes 1 MB. See on enamiku kasutajate jaoks vastuvõetamatu, eriti neile, kellele meeldib muusikat arvutist kuulata. Ketta hõivatus, on ainult kaks meetodit, alamvalimindeks või kokkusurumine. Valimiindeksit ei ole soovitatav vähendada, seetõttu on eksperdid välja töötanud mitmesugused tihendusskeemid. Kõige originaalsemad on DPCM, ADPCM ja kõige kuulsam on MP3. Seetõttu on koodide kiirus pärast andmete tihendamist palju väiksem kui algne kood.
