WAVE-форма звука

Они называются выборками (по англ. sample, откуда еще одно название дискретизации – сэмплинг).

Обратное преобразование WAVE-формы звука в аналоговый сигнал осуществляется цифро-

аналоговым преобразователем (ЦАП).

WAVE-форма звука

WAVE-форма цифрового звука характеризуется пятью параметрами:

частотой дискретизации,

разрядностью выборок,

числом каналов или звуковых дорожек,

алгоритмом компрессии/декомпрессии – кодеком,

форматом хранения.

Частота дискретизации

Количество выборок в секунду называется частотой дискретизации и измеряется в герцах и килогерцах (1кГц=1000 выборок в сек.).

Теоретически для правильного восстановления аналогового сигнала по его цифровой записи достаточно, чтобы частота дискретизации более чем в два раза превосходила максимальную частоту звука (теорема Котельникова-Найквиста).

Частота дискретизации

Таким образом, для качественного воспроизведения самого высокого слышимого звука 20 кГц необходима частота дискретизации не менее 40 кГц.

Стандарт CD-DA цифровых аудиодисков требует частоты дискретизации 44,1 кГц (CD-качество).

Используются также частоты 22,05 (радио-качество) и 11,025 и 8 кГц (телефонное качество), во многих случаях дающие удовлетворительные результаты (например, для записи речи).

Частота дискретизации

Частота дискретизации

Для получения качественного цифрового звука процесс дискретизации строится по следующей схеме:

1.частичное подавление высокочастотных помех в аналоговом сигнале с помощью аналогового фильтра;

2.оверсэмплинг – дискретизация с частотой, значительно превышающей требуемую (при этом образующийся шум лежит все еще в неслышимом диапазоне);

3.подавление высокочастотного шума в цифровом звуке с помощью цифрового фильтра;

4.преобразование к требуемой частоте дискретизации.

Разрядность выборки

Измеренная амплитуда (выборка) преобразуется в целое число с некоторой погрешностью, определяемой разрядностью этого числа.

Это преобразование в числа с заданной разрядностью называется квантованием.

Погрешность при квантовании вносит шум тем больший, чем меньше разрядность.

Разрядность выборки

Теоретически, при n-разрядном квантовании отношение сигнал/шум будет составлять 6n дБ.

Таким образом, при 8-разрядной оцифровке динамический диапазон будет 48 дБ (качество УКВ- радио, достаточное для речи), а при 16-разрядной оцифровке он равен 96 дБ и практически покрывает весь нормально слышимый диапазон.

Другими словами, при 8-разрядном кодировании различаются 256 уровней громкости, а при 16- разрядном – 65536, что дает более точную запись.