Odyo
Refere a vag yo son ak yon frekans son ant 20 Hz ak 20 kHz ki ka tande pa zòrèy imen an.
Si ou ajoute yon kat odyo korespondan nan òdinatè a - kat son an nou souvan di, nou ka anrejistre tout son yo, ak karakteristik acoustik son an, tankou nivo son an, yo ka estoke kòm dosye sou òdinatè a difisil disk. Kontrèman, nou kapab tou itilize yon sèten pwogram odyo yo jwe ki estoke dosye a odyo retabli son an deja anrejistre.
1 fòma dosye Audio
Fòma a dosye odyo espesyalman refere a fòma a nan dosye a estoke done yo odyo. Gen anpil fòma diferan.
Metòd jeneral pou jwenn done odyo se echantiyon (quantize) vòltaj la odyo nan yon entèval tan fiks, ak magazen rezilta a nan yon rezolisyon sèten (pou egzanp, chak echantiyon nan CDDA se 16 Bits oswa 2 bytes). Entèval echantiyon an ka gen diferan estanda. Pou egzanp, CDDA itilize 44,100 fwa pou chak dezyèm; DVD itilize 48,000 oswa 96,000 fwa pou chak dezyèm. Se poutèt sa, [to echantiyon], [rezolisyon] ak nimewo a nan [chanèl] (pou egzanp, 2 chanèl pou stereo) se paramèt kle yo nan fòma a dosye odyo.
1.1 Pèt ak pèt
Dapre pwosesis pwodiksyon odyo dijital la, kodaj odyo kapab enfiniman tou pre siyal natirèl yo. Omwen teknoloji aktyèl la ka sèlman fè sa. Nenpòt konplo dijital odyo kodaj pèdi paske li pa ka konplètman retabli. Nan aplikasyon pou òdinatè, nivo ki pi wo nan fidelite se kodaj PCM, ki lajman itilize pou prezèvasyon materyèl ak apresyasyon mizik. Li itilize nan CD, DVD ak dosye WAV komen nou yo. Se poutèt sa, PCM te vin yon kodaj lossless pa konvansyon, paske PCM reprezante pi bon nivo fidelite nan odyo dijital.
Gen de kalite prensipal fòma dosye odyo:
Fòma san pèdi, tankou WAV, PCM, TTA, FLAC, AU, APE, TAK, WavPack (WV)
Fòma ki pèdi, tankou MP3, Windows Media Audio (WMA), Ogg Vorbis (OGG), AAC
2 entwodiksyon paramèt
2.1 echantiyon pousantaj
Refere a kantite echantiyon son yo jwenn pou chak dezyèm. Son se aktyèlman yon kalite vag enèji, kidonk li genyen tou karakteristik frekans ak anplitid. Frekans lan koresponn ak aks tan an ak anplitid la koresponn ak aks nivo a. Vag la se enfiniman lis, epi yo ka fisèl la konsidere kòm konpoze de pwen inonbrabl. Paske espas depo a relativman limite, pwen fisèl yo dwe pran echantiyon pandan pwosesis kodaj dijital la.
Pwosesis la pran echantiyon se ekstrè valè a frekans nan yon pwen sèten. Li evidan, pwen yo plis yo ekstrè nan yon sèl dezyèm lan, se enfòmasyon an frekans plis jwenn. Yo nan lòd yo retabli fòm nan vag, ki pi wo a frekans nan echantiyon, pi bon an bon jan kalite a son. Plis reyèl restorasyon an se, men an menm tan li okipe plis resous. Akòz rezolisyon an limite nan zòrèy imen an, twò wo yon frekans pa ka distenge. Se frekans nan echantiyon nan 22050 souvan itilize, 44100 se deja bon jan kalite son CD, ak pran echantiyon sou 48,000 oswa 96,000 pa gen okenn sans ankò nan zòrèy imen an. Sa a se menm jan ak 24 ankadreman yo pou chak dezyèm nan sinema. Si li stereo, echantiyon an double epi dosye a prèske double.
Dapre teyori echantiyon Nyquist la, pou asire ke son an pa defòme, frekans echantiyon an ta dwe alantou 40kHz. Nou pa bezwen konnen kijan teyorèm sa a te vini. Nou sèlman bezwen konnen ke Teyorèm sa a di nou ke si nou vle anrejistre yon siyal avèk presizyon, frekans echantiyon nou yo dwe pi gran pase oswa egal a de fwa frekans maksimòm siyal odyo a. Sonje byen, li se frekans lan maksimòm.
Nan jaden an nan odyo dijital, souvan itilize echantiyon pousantaj yo se:
8000 Hz-pousantaj echantiyon telefòn lan itilize, ki sifi pou lapawòl moun
11025 Hz-echantiyon pousantaj itilize pa telefòn lan
22050 Hz-echantiyon pousantaj yo itilize nan radyo difize
32000 Hz-echantiyon pousantaj pou miniDV kamera videyo dijital, DAT (LP mòd)
44100 Hz-Audio CD, tou souvan itilize kòm echantiyon pousantaj pou MPEG-1 odyo (VCD, SVCD, MP3)
47250 Hz-echantiyon pousantaj itilize pa anrejistrè komèsyal PCM
48000 Hz-echantiyon pousantaj pou son dijital yo itilize nan miniDV, dijital televizyon, DVD, DAT, sinema, ak odyo pwofesyonèl
50000 Hz-echantiyon pousantaj itilize pa komèsyal anrejistreman dijital
96000 Hz oswa 192000 Hz-pousantaj echantiyon yo itilize pou DVD-Audio, kèk tren odyo LPCM DVD, BD-ROM (Blu-ray Disc) tren odyo, ak HD-DVD (High Definition DVD) tren odyo
2.2 Kantite moso echantiyonaj yo
Nimewo a nan echantiyon Bits yo te rele tou gwosè a echantiyon oswa kantite Bits quantization. Li se yon paramèt ki itilize pou mezire fluctuation nan son an, se sa ki, rezolisyon an nan kat la son oswa ka konprann kòm rezolisyon an nan kat la son trete pa kat la son. Pi gwo a valè a, ki pi wo a rezolisyon an, ak plis reyalis son an anrejistre ak jwe tounen. Ti jan nan kat la son refere a chif yo binè nan siyal la son dijital itilize pa kat la son lè kolekte ak jwe dosye son. Ti jan nan kat la son objektivman reflete presizyon nan deskripsyon siyal son dijital la nan siyal la son opinyon. Kat son komen yo sitou 8-bit ak 16-bit. Sèjousi, tout pwodwi endikap sou mache a se 16-bit ak pi wo a kat son.
Chak done echantiyon anrejistre anplitid la, ak presizyon nan echantiyon depann sou kantite Bits echantiyon:
1 byte (ki se, 8bit) ka sèlman anrejistre 256 nimewo, ki vle di ke anplitid la kapab divize an 256 nivo sèlman;
2 bytes (ki se, 16bit) ka tankou ti kòm 65536, ki se deja yon estanda CD;
4 bytes (ki se, 32bit) ka sibdivize anplitid la nan nivo 4294967296, ki se reyèlman nesesè.
2.3 Kantite chanèl
Sa se, ki kantite chanèl son. Komen mono ak stereo (doub-chanèl) gen kounye a devlope nan kat-son antoure (kat-chanèl) ak 5.1 chanèl.
2.3.1 makak
Mono se yon fòm relativman primitif nan repwodiksyon son, ak kat son byen bonè itilize li pi souvan. Mono son ka sèlman kònen klewon lè l sèvi avèk yon sèl oratè, ak kèk yo tou trete nan de oratè pwodiksyon chanèl la son menm. Lè enfòmasyon monofonik yo jwe tounen nan de moun kap pale, nou ka byen klè santi ke son an soti nan de moun kap pale. Li enposib detèmine ki kote espesifik nan sous la son ki transmèt nan zòrèy nou soti nan mitan an nan oratè la.
2.3.2 Stereo
Binaural chanèl gen de chanèl son. Prensip la se ke lè moun tande yon son, yo ka jije pozisyon espesifik nan sous la son ki baze sou diferans lan faz ant zòrèy yo kite ak dwa. Son an resevwa lajan nan de chanèl endepandan pandan pwosesis anrejistreman an, konsa tankou reyalize yon bon efè lokalizasyon son. Teknik sa patikilyèman itil nan apresyasyon mizik. Koute a ka klèman distenge direksyon ki soti nan ki enstriman divès kalite soti nan, ki fè mizik la plis imajinè ak pi pre eksperyans nan sou-sit.
De vwa yo se kounye a pi souvan itilize a. Nan karaoke, youn se pou jwe mizik ak lòt la se pou vwa chantè a; an VCD, youn se doublaj nan Mandaren ak lòt la se doublaj nan Cantonese.
2.3.3 Kat-ton antoure
Kat-chanèl antoure defini kat pwen kònen klewon, devan gòch, devan dwat, dèyè gòch, ak dèyè dwat, ak odyans lan antoure pa sa yo. Li rekòmande tou pou ajoute yon subwoofer pou ranfòse pwosesis lèktur siyal ba frekans yo (se rezon ki fè sistèm oratè 4.1-chanèl yo lajman popilè jodi a). Osi lwen ke efè a an jeneral konsène, sistèm nan kat-chanèl ka pote tande antoure son an soti nan plizyè direksyon diferan, ka jwenn eksperyans nan oditif pou yo te nan yon varyete de anviwònman diferan, epi bay itilizatè yo yon eksperyans mak-nouvo. Sèjousi, kat-chanèl teknoloji te lajman entegre nan desen divès kalite kat son mitan-a-wo fen, vin tandans endikap nan devlopman nan lavni.
2.3.4 5.1 chanèl
5.1 chanèl yo te lajman itilize nan divès kalite teyat tradisyonèl ak teyat lakay yo. Gen kèk nan fòma yo konpresyon anrejistreman son pi byen li te ye, tankou Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS, elatriye, yo baze sou sistèm nan son 5.1. ".1" chanèl la se yon chanèl ki fèt espesyalman pou subwoofer ki ka pwodwi subwoofers ak yon seri repons frekans 20 a 120 Hz. An reyalite, sistèm nan son 5.1 soti nan 4.1 antoure, diferans lan se ke li ajoute yon inite sant. Sa a inite sant ki responsab pou transmèt siyal la son anba a 80Hz, ki se itil ranfòse vwa imen an lè l ap gade fim nan, epi konsantre dyalòg la nan mitan tout jaden an son ogmante efè a an jeneral.
Koulye a, anpil jwè mizik sou entènèt, tankou QQ Klas Mizik, te bay 5.1-chanèl mizik pou jijman tande ak telechaje.
2.4 Ankadreman
Konsèp nan ankadreman odyo se pa tankou klè tankou ankadreman videyo. Prèske tout fòma kodaj videyo ka senpleman panse a yon ankadreman kòm yon imaj kode. Sepandan, ankadreman an odyo ki gen rapò ak fòma a kodaj, ki se aplike pa chak estanda kodaj.
Pou egzanp, nan ka PCM (done odyo san kod), li pa bezwen konsèp nan ankadreman nan tout, epi yo ka jwe selon pousantaj la echantiyon ak presizyon echantiyon. Pou egzanp, pou odyo doub ak yon pousantaj echantiyon nan 44.1kHZ ak yon presizyon echantiyon nan 16 Bits, ou ka kalkile ke to a ti jan se 44100162bps, ak done yo odyo pou chak dezyèm se yon fiks 44100162/8 bytes.
Ankadreman an amr se relativman senp. Li précis ke chak 20ms nan odyo se yon ankadreman, ak chak ankadreman nan odyo se endepandan, epi li posib yo sèvi ak algoritm kodaj diferan ak paramèt kodaj diferan.
Mp3 ankadreman an se yon ti jan pi konplike e li gen plis enfòmasyon, tankou echantiyon pousantaj, pousantaj ti jan, ak paramèt divès kalite.
2.5 sik
Nimewo a nan ankadreman ki nesesè pa yon aparèy odyo pou pwosesis nan yon moman, ak done aksè nan aparèy la odyo ak depo a nan done odyo yo tout ki baze sou inite sa a.
2.6 mòd antrelate
Metòd la depo nan siyal dijital odyo. Done yo estoke nan ankadreman kontinyèl, se sa ki, echantiyon yo chanèl gòch ak echantiyon chanèl dwat nan ankadreman 1 yo anrejistre an premye, ak Lè sa a, se anrejistreman an nan ankadreman 2 te kòmanse.
2.7 Ki pa Peye-antrelase mòd
Premyèman, anrejistre echantiyon chanèl gòch yo nan tout ankadreman nan yon peryòd, ak Lè sa a, anrejistre tout echantiyon yo chanèl dwat.
2.8 To pousantaj (pousantaj ti jan)
To Bit yo te rele tou pousantaj bit, ki refere a kantite done jwe pa mizik pou chak dezyèm. Inite a eksprime pa ti jan, ki se ti jan binè. bps se to a ti jan. b se ti jan (ti jan), s se dezyèm (dezyèm), p se chak (pou chak), yon sèl byte ki ekivalan a 8 Bits binè. Sa vle di, gwosè dosye yon chante 4 minit nan 128bps kalkile tankou sa a (128/8) 460 = 3840kB = 3.8MB, 1B (Byte) = 8b (ti jan), jeneralman mp3 benefisye nan apeprè 128 ti jan pousantaj, epi li se pwobableman gwosè a se alantou 3-4 BM.
Nan aplikasyon pou òdinatè, nivo ki pi wo nan fidelite se kodaj PCM, ki lajman itilize pou prezèvasyon materyèl ak apresyasyon mizik. CD, DVD ak dosye WAV komen nou yo tout itilize. Se poutèt sa, PCM te vin yon kodaj lossless pa konvansyon, paske PCM reprezante pi bon nivo fidelite nan odyo dijital. Li pa vle di ke PCM ka asire fidelite absoli siyal la. PCM ka sèlman reyalize maksimòm pwoksimite enfini an.
Pou kalkile pousantaj ti jan nan yon kouran odyo PCM se yon travay trè fasil, echantiyon pousantaj valè × valè echantiyon gwosè × nimewo chanèl bps. Yon dosye WAV ak yon pousantaj echantiyon nan 44.1KHz, yon gwosè echantiyon nan 16bit, ak doub-chanèl kodaj PCM, pousantaj done li yo se 44.1K × 16 × 2 = 1411.2Kbps. CD komen Audio nou an itilize kodaj PCM, ak kapasite yon CD ka sèlman kenbe 72 minit enfòmasyon mizik.
Yon doub-chanèl PCM kode siyal odyo mande pou 176.4 KB nan espas nan 1 dezyèm, ak sou 10.34M nan 1 minit. Sa a se akseptab pou pifò itilizatè, espesyalman moun ki renmen koute mizik sou òdinatè a. Disk lokatè, gen sèlman de metòd, endèksamplaj endèks oswa konpresyon. Li pa rekòmande diminye endèks la pran echantiyon, se konsa ekspè yo te devlope rapid konpresyon divès kalite. Pi orijinal yo se DPCM, ADPCM, ak pi popilè a se MP3. Se poutèt sa, pousantaj la kòd apre konpresyon done se pi ba anpil pase kòd orijinal la.
2.9 Egzanp kalkil
Pou egzanp, longè dosye a nan "Windows XP startup.wav" se 424,644 bytes, ki se nan fòma "22050HZ / 16bit / stereo".
Lè sa a, pousantaj transmisyon li yo pou chak dezyèm (pousantaj ti jan, ki rele tou pousantaj ti jan, pousantaj echantiyon) se 22050162 = 705600 (bps), konvèti nan inite byte se 705600/8 = 88200 (bytes pou chak dezyèm), tan lèktur: 424644 (Total bytes) / 88200 (bytes pou chak dezyèm) ≈ 4.8145578 (segonn).
Men sa pa egzat ase. Fichye WAVE (* .wav) nan fòma PCM estanda a gen omwen 42 bytes enfòmasyon header, ki ta dwe retire lè yo kalkile tan lèktur la, kidonk gen: (424644-42) / (22050162/8) ≈ 4.8140816 ( segonn). Sa a se pi egzak.
3 PCM odyo kodaj
PCM kanpe pou batman Kòd batman kè. Nan pwosesis PCM, siyal analòg opinyon an pran echantiyon, quantifye, ak kode, ak nimewo binè kode a reprezante anplitid siyal analòg la; fen a ap resevwa Lè sa a, retabli kòd sa yo nan siyal orijinal la analòg. Sa vle di, konvèsyon A / D nan odyo dijital gen ladan twa pwosesis: pran echantiyon, quantization, ak kodaj.
Pousantaj adopsyon vwa PCM se 8kHz, ak kantite echantiyon Bits se 8bit, kidonk pousantaj kòd vwa dijital kode siyal la se 8bits × 8kHz = 64kbps = 8KB / s.
3.1 Prensip Audio kodaj
Nenpòt ki moun ki gen yon sèten fondasyon elektwonik konnen ke siyal la odyo kolekte pa Capteur a se yon kantite analòg, men sa nou itilize nan pwosesis transmisyon aktyèl la se yon kantite dijital. Lè sa a enplike nan pwosesis la nan konvèti analòg dijital. Siyal la analòg gen yo ale nan twa pwosesis, sètadi pran echantiyon, quantization ak kodaj, reyalize modulation kòd batman kè (PCM, batman kè modulation modulation) teknoloji nan nimerik vwa.
Pwosesis Konvèsyon
3.1.1 echantiyonaj
Echantiyon se pwosesis la nan èkstraksyon echantiyon (pousantaj echantiyon) soti nan yon siyal analòg nan yon frekans ki se plis pase 2 fwa Pleasant siyal la (lequist Sampling Teyorèm) ak vire l 'nan yon siyal echantiyon disrè sou aks tan an.
Pousantaj echantiyon: Kantite echantiyon ki ekstrè nan yon siyal kontinyèl pou chak dezyèm pou fòme yon siyal disrè, ki eksprime an Hertz (Hz).
echantiyon:
Pou egzanp, pousantaj echantiyon siyal odyo a se 8000hz.
Li ka konprann ke echantiyon an nan figi ki anwo a koresponn ak koub la nan chanjman nan vòltaj ak tan nan figi a pou 1 dezyèm, Lè sa a, pi ba a 1 2 3 ... 10, paske ta dwe gen 1-8000 pwen, se sa ki, 1 dezyèm divize an 8000 pati, ak Lè sa a, pran yo soti nan vire Valè a vòltaj ki koresponn ak tan sa a 8000 pwen.
3.1.2 Kantifikasyon
Malgre ke siyal echantiyon an se yon siyal disrè sou aks tan an, li toujou yon siyal analòg, ak valè echantiyon li yo ka gen yon kantite enfini nan valè nan yon seri de valè. Metòd "awondi" a dwe adopte pou "awondi" valè echantiyon yo, pou valè echantiyon yo nan yon seri valè sèten yo chanje de yon kantite enfini valè pou yon kantite fini valè. Pwosè sa a rele quantification.
Echantiyon kantite Bits: refere a kantite Bits itilize pou dekri siyal dijital la.
8 Bits (8bit) reprezante 2 a 8yèm pouvwa a = 256, 16 Bits (16bit) reprezante 2 a 16yèm pouvwa a = 65536;
echantiyon:
Pou egzanp, seri a vòltaj kolekte pa Capteur a odyo se 0-3.3V, ak nimewo a pran echantiyon se 8bit (ti jan)
Sa vle di, nou konsidere 3.3V / 2 ^ 8 = 0.0128 kòm presizyon quantization la.
Nou divize 3.3v an 0.0128 kòm aks la kite Y, jan yo montre nan Figi 3, 1 2 ... 8 vin 0 0.0128 0.0256 ... 3.3 V
Pou egzanp, valè vòltaj la nan yon pwen echantiyon se 1.652V (ant 1280.128 ak 1290.128). Nou wonn li nan 1.65V ak nivo quantization ki koresponn lan se 128.
3.1.3 Kodaj
Siyal echantiyon an quantized transfòme an yon seri de sous dlo kòd dijital ranje selon sekans echantiyon an, se sa ki, siyal desimal dijital la. Yon sistèm done senp epi efikas se yon sistèm kòd binè. Se poutèt sa, yo ta dwe kòd la dijital konvèti nan yon kòd binè. Dapre kantite total kòd dijital dijital, yo ka detèmine kantite Bits ki nesesè pou kodaj binè, se sa ki longè mo a (kantite echantiyon Bits). Pwosesis sa a nan transfòme siyal la echantiyon quantized nan yon kouran kòd binè ak yon longè mo bay yo rele kodaj.
echantiyon:
Lè sa a, pi wo a 1.65V koresponn ak yon nivo quantization 128. Korespondan sistèm binè a se 10000000. Sa vle di, rezilta kodaj pwen echantiyon an se 10000000. Natirèlman, sa a se yon metòd kodaj ki pa konsidere valè pozitif ak negatif yo. , e gen anpil kalite metòd kodaj ki mande pou analiz espesifik nan pwoblèm espesifik. (PCM fòma odyo kodaj se A-lwa 13 kodaj polylin)
3.2 PCM odyo kodaj
Siyal PCM la pa sibi okenn kodaj ak konpresyon (konpresyon san pèdi). Konpare ak siyal analòg, li pa fasilman afekte pa dezord la ak deformation nan sistèm transmisyon an. Ranje a dinamik se lajè, ak bon jan kalite a son se byen bon.
3.2.1 kodaj PCM
Kodaj yo itilize se A-lwa 13 kodaj polylin.
Pou plis detay, tanpri al gade: kodaj vwa PCM
3.2.2 Chèn
Chanèl yo ka divize an mono ak stereo (doub chanèl).
Chak valè echantiyon nan PCM genyen nan yo nan yon nonb antye relatif, ak longè nan mwen se kantite minimòm bytes oblije akomode longè echantiyon an espesifye.
Echantiyon gwosè Fòma done Valè minimòm Valè maksimòm
8-bit PCM non siyen int 0 225
16-bit PCM int -32767 32767
Pou dosye son mono, done yo pran echantiyon se yon antye antye 8-bit kout (kout int 00H-FFH) ak done yo pran echantiyon ki estoke nan lòd kwonolojik.
De-chanèl stereo dosye son, chak done echantiyon se yon antye antye 16-ti jan (int), uit Bits yo anwo (chanèl gòch) ak uit Bits yo ki pi ba (dwa chanèl) respektivman reprezante de chanèl, ak done yo pran echantiyon se nan lòd kwonolojik Depo nan lòd altène.
Menm bagay la tou vre lè nimewo a nan echantiyon Bits se 16 Bits, ak depo a ki gen rapò ak lòd la byte.
Fòma done PCM
Tout pwotokòl rezo itilize gwo fason endian pou transmèt done. Se poutèt sa, se metòd la gwo endian yo te rele tou lòd rezo byte. Lè de gen tout pouvwa a ak lòd byte diferan kominike, yo dwe konvèti nan lòd rezo byte anvan yo voye done anvan transmèt.
4 G.711
An jeneral PCM, siyal analòg la sibi kèk pwosesis (tankou konpresyon anplitid) anvan yo te nimerik. Yon fwa nimerik, siyal PCM an anjeneral trete pi lwen (tankou konpresyon done dijital).
G.711 se yon estanda miltimedya dijital siyal (konpresyon / dekonpresyon) algorithm ki modulates kòd la batman kè soti nan UIT-T. Li se yon teknik echantiyon pou nimerize siyal analòg, espesyalman pou siyal odyo. PCM echantiyon siyal la 8000 fwa pou chak dezyèm, 8KHz; chak echantiyon se 8 Bits, yon total de 64Kbps (DS0). Gen de estanda pou kodaj nan nivo echantiyonaj yo. Amerik di Nò ak Japon itilize estanda Mu-Law la, pandan ke pifò lòt peyi yo itilize estanda A-Law la.
A-lwa ak u-lwa yo se de metòd kodaj nan PCM. Yon PCM-lwa yo itilize nan Ewòp ak peyi mwen, ak Mu-lalwa yo itilize nan Amerik di Nò ak Japon. Diferans ki genyen ant de la se metòd la quantization. Yon lwa a sèvi ak 12bits quantization ak lwa a u itilize 13bits quantization. Frekans nan echantiyon se 8KHz, ak tou de se 8bits metòd kodaj.
Senp konpreyansyon: PCM se orijinal done odyo yo kolekte pa ekipman odyo. G.711 ak AAC yo se de algoritm diferan, ki ka konpresyon done PCM nan yon rapò sèten, kidonk ekonomize Pleasant nan transmisyon rezo-a.
lòt pwodwi nou an:
