Подбор входных и выходных данных для модели
В качестве входных данных для модели используются любые аудиофайлы расширения .wav, длительностью более одной секунды. Это обусловлено тем, при передаче по радиоканалу, передающее устройство работает сразу с декомпрессованным аудиопотоком (декомпрессия производится внешним источником), для встраивания в аудиопоток дополнительной информации (например, звуков уведомлений). Поэтому модуль работает с аудиофайлами без сжатия, чтобы сымитировать принятие потока данных от внешнего источника. Длительность более одной секунды обусловлена тем, что частота дискретизации модели установлена на 44100 Гц, как наиболее часто распространённая, то есть в одной секунде присутствует 44100 отсчётов. Уменьшение этого количества отсчёта (длительности аудиофайла меньше одной секунды) может привести к нестабильной работе модели.
Визуализация результатов работы модели
В качестве визуализации работы модели используются графики волнового представление аудио. Ниже приведены графики волнового представления: исходного аудио, аудио после фильтрации и микширования, аудио после кодирования и декодирования, а также исходного и фильтрованного аудио на одном графике.
Рисунок 3.4.3 – Волновое представление исходного аудио
Рисунок 3.4.4 – Волновое представление аудио после фильтрации и микширования
Рисунок 3.4.5 – Волновое представление аудио после кодирования и декодирования
Рисунок 3.4.6 – Волновое представление исходного и фильтрованного аудио, наложенные друг на друга
Выводы по результатам исследования
По результатам работы модели установлено, что выбранный метод обладает следующими достоинствами и недостатками:
Метод является очень простым для кодирования и декодирования с математической точки зрения, что обеспечивает достаточно быстрое кодирование-декодирование;
Несмотря на быстрое и простое кодирование-декодирование, предположительное использование полосовых фильтров в качестве разделения сигнала на частотные диапазоны, сильно (до 10 раз) замедляет выполнение метода. Этого можно избежать, настроив и указав заранее параметры фильтров, что избавит от ресурсо- и времязатратной операции их синтеза;
Применение адаптивного кодирование в методе позволяет сократить затраты памяти, необходимые на хранение информации а аудиофайле, при этом из-за разностного кодирования-декодирования, погрешности при декодировании настолько малы, что ими можно пренебречь;
Метод сравнительно гибок, так как позволяет без изменений в принципах своей работы изменять определяющие параметры, такие как частота дискретизации и количество байт на хранение информации о амплитуде отсчётов каждого из диапазонов.
Список литературы
VladikSS. Аудио через Bluetooth: максимально подробно о профилях, кодеках и устройствах / VladikSS. – Текст: электронный // Хабр. – URL: https://habr.com/en/articles/427997/ (дата обращения: 08.06.2024).
Hoene Christian. Technical Report: Considering Bluetooth’s Subband Codec (SBC) for Wideband Speech and Audio on the Internet / Christian Hoene, Mansoor Hyder. – D-72076 Tübingen, Germany: Interactive Communication Systems Wilhelm‑Schickard‑Institut Universtiät Tübingen, October 2009. – 47 с. – ISSN 0946-3852.
Johansson Gustav. Bachelor Degree Project in Information Technology: Bluetooth audio codecs in a real-time interactive context / Gustav Johansson, Mattias Adeväg, Jacob Milton. – Skövde, Sweden: University of Skövde, spring 2023. – 52 с.
Дорошев, Д.В. Импульсно-кодовая модуляция для кодирования звука / Д.В. Дорошев. – Гомель, Беларусь: Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого. – 4 с.
Неизвестный автор. Тема 2.3. Дифференциальная ИКМ / Неизвестный автор. – Текст: электронный // Интернет-портал narod.ru. – URL: https://tss-vosp.narod.ru/csp/zan/z09/z09v00.htm (дата обращения: 09.06.2024).
Robert Triggs. aptX and aptX HD: Bluetooth audio codecs explained / Robbert Triggs. – Текст: электронный // SOUNDGUYS. – URL: https://www.soundguys.com/understanding-bluetooth-codecs-15352/ (дата обращения: 09.06.2024).