Позиция 11 Цифровое кодирование звука

Вопросы для самостоятельного изложения

О

1

пишите, в чем заключается процесс дискретизация аналогового сигнала. По какому правилу выбирается частота дискретизации?

Дискретизация. Непрерывный сигнал представляется последовательностью дискретных импульсов

Правило Котельникова.

При аналого-цифровом преобразовании непрерывного сигнала частота дискретизации должна превышать частоту самого сигнала не менее чем в два раза.

Опишите, в чем заключается процесс квантования аналогового сигнала.

2

По какому правилу выбирается шаг квантования и на что он влияет?

Квантование по уровню. Величина каждого импульса представляется целым числом, которое записывается в двоичном коде.

При квантовании по уровню погрешность тем меньше, чем больше разрядов в двоичном числе, которым измеряется величина сигнала. В настоящее время часто применяют 16-разрядное кодирование, которое позволяет регистрировать 65536 различных уровней громкости.

Что такое «поток данных»? В каких единицах он измеряется? Для данных, какого типа применим этот термин?

3

От чего зависит размер потока данных при представлении звуковых данных в двоичном коде.

Поток данных — это количество информации в сжатом виде, приходящееся на единицу времени для какой-либо записи. Существует два способа сжатия информации: с постоянным потоком данных (CBR, constant bitrate) и с переменным потоком данных (VBR, variable bitrate). В первом варианте каждый блок данных сжатого файла (который имеет определённую длительность при воспроизведении) имеет постоянный размер — соответственно поток данных не меняется на протяжении всего файла. В случае переменного потока данных каждый блок по выбору кодера может иметь больший или меньший размер. Поскольку реальные сигналы имеют постоянно изменяющуюся сложность, метод кодирования с переменным потоком данных оказался существенно эффективнее.

Когда поток данных не постоянен, то говоря о ширине потока данных подразумевают среднюю величину потока данных. Усреднение традиционно проводится в течении всей записи.

С точки зрения изменения сложности для сжатия, видеоинформация существенно сложнее, чем звуковая. Статичные сцены, где из кадра в кадр меняется лишь малая часть изображения, сменяются динамичными, где во время взрывов и погонь сложно найти два одинаковых кадра. Первые реализации MPEG кодеров использовали сжатие видео с постоянным потоком данных (в частности — стандарт Video CD, MPEG–1 сжатие). Однако это даёт настолько неудовлетворительные результаты, что сжатие видео с постоянным потоком данных на сегодня не используется нигде. Есть, правда, два исключения: совместимость со старыми стандартами (например Video CD) и цифровое вещание (network broadcasting).

Ширина потока данных измеряется в битах в секунду или байтах в секунду. Потоки данных при работе с видео достаточно велики, потому чаще встречаются килобиты и мегабиты (байт содержит 8 битов, килобайт содержит 1 024 байта, мегабайт равен 1 024 килобайтам, то есть 1 048 576 байтам). С битами не всё так просто: DivX Networks внесли изрядную путаницу, используя соотношение 1 кбит = 1 000 бит в своём кодере. (http://www.malbred.com/kodirovanie-video/potok-dannyh-bitrate.html)