Raqamli audio bu uning amplitudasining diskret raqamli qiymatlari bilan ifodalangan analog audio signal Ovozni raqamlashtirish

Raqamlashtirishning boshqa usullari
Bir xil bo'lmagan kvantlash usuli amplituda shkalasini logarifmik qonun bo'yicha darajalarga bo'lishni ta'minlaydi. Kvantlashning bu usuli logarifmik kvantlash deb ataladi . Logarifmik amplitudali shkaladan foydalanganda kuchli amplitudali mintaqaga qaraganda kuchsiz amplitudali mintaqada kvantlash darajalari ko'proq bo'ladi (bu holda kvantlash darajalarining umumiy soni bir hil kvantlash holatidagi kabi qoladi). Bir xil bo'lmagan kvantlash usulini qo'llash asosida analog-raqamli konvertatsiya bir xil bo'lmagan impuls-kod modulyatsiyasi deb ataladi - bir xil bo'lmagan PCM ( Nonuniform PCM).

• 
  Analog-raqamli konvertatsiya qilishning muqobil usuli - farq puls-kod modulyatsiyasi - differentsial PCM (inglizcha " Differentsial PCM" - DPCM ). PCM farqi bo'lsa, amplitudaning o'zi emas, balki amplituda kattaligining nisbiy qiymatlari kvantlanadi. PCM bilan to'liq o'xshashlikda, farq PCM bir hil va bir hil bo'lmagan kvantlash usullari yordamida birlashtirilishi mumkin. Differensial kodlashning turli xil variantlari mavjud ^[3] .
  

Analog-raqamli konvertorlar (ADC)
Yuqoridagi audio raqamlashtirish jarayoni analog-raqamli konvertorlar (ADC) tomonidan amalga oshiriladi .
Ushbu transformatsiya quyidagi operatsiyalarni o'z ichiga oladi:

1. 
   Chastotani cheklash chastotasi namuna olish chastotasining yarmidan oshgan spektral komponentlarni bostirish uchun past o'tkazuvchan filtr yordamida amalga oshiriladi.
   
2. 
   diskretlashtirish , ya'ni doimiy analog signalni vaqtning diskret nuqtalarida qiymatlari ketma-ketligi bilan almashtirish - namunalar. Ushbu muammo ADC kirishida maxsus sxema yordamida hal qilinadi - namuna olish va ushlab turish qurilmasi .
   
3. 
   Darajani kvantlash - bu signal namunasi qiymatini belgilangan qiymatlar to'plamidan eng yaqin qiymatga - kvantlash darajalariga almashtirish.
   
4. 
   Kodlash yoki raqamlashtirish, buning natijasida har bir kvantlangan namunaning qiymati kvantlash darajasining tartib raqamiga mos keladigan raqam sifatida ifodalanadi.
   

Bu quyidagicha amalga oshiriladi: uzluksiz analog signal bo'limlarga "kesiladi", namuna olish chastotasi bilan raqamli diskret signal olinadi, u ma'lum bir bit chuqurligi bilan kvantlash jarayonidan o'tadi va keyin kodlanadi, ya'ni almashtiriladi. kod belgilarining ketma-ketligi bilan. 20-20 000 Gts chastota diapazonida ovoz yozish uchun 44,1 va undan yuqori namuna olish chastotasi talab qilinadi (hozirda 192 va hatto 384 kHz namuna olish chastotasiga ega ADC va DAClar paydo bo'ldi). Yuqori sifatli yozuvni olish uchun 16 bit chuqurlik etarli, ammo dinamik diapazonni kengaytirish va ovoz yozish sifatini yaxshilash uchun 24 (kamdan-kam hollarda 32) bit chuqurlikdan foydalaniladi.
Raqamlangan tovushni ommaviy axborot vositalariga yozishdan oldin uni kodlash [ tahrir | tahrirlashwiki matni ]
Raqamli audioni saqlashning turli usullari mavjud. Raqamli ovoz - ma'lum vaqt oralig'ida olingan signal amplitudasi qiymatlari to'plami.

• 
  Raqamlangan audio ma'lumotlar bloki faylga o'zgarishsiz yozilishi mumkin, ya'ni raqamlar ketma-ketligi - amplituda qiymatlari. Bunday holda, ma'lumotni saqlashning ikkita usuli mavjud.
  
  • 
    Birinchisi - PCM ( puls Kod Modulyatsiya - impuls kodini modulyatsiya qilish) - amplitudalarning mutlaq qiymatlarini yozish orqali signalni raqamli kodlash usuli. (Ma'lumotlar barcha audio CD larga shunday yozib olinadi.)
    
  • 
    Ikkinchisi - ADPCM ( Adaptiv Delta PCM - moslashuvchan nisbiy impuls kodining modulyatsiyasi) - signal qiymatlarini mutlaq emas, balki amplitudalarning nisbiy o'zgarishlarida (o'sishda) qayd etish.
    
• 
  Siz ma'lumotlarni asl holatiga qaraganda kamroq xotirani egallashi uchun siqishingiz mumkin. Bu erda ham ikkita yo'l bor.
  
  • 
    Ma'lumotlarni yo'qotmasdan kodlashkodlash ) - siqilgan oqimdan 100% ma'lumotlarni qayta tiklash imkonini beruvchi audio kodlash usuli. U ma'lumotlarning asl sifatini saqlash ayniqsa muhim bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Bugungi kunda mavjud bo'lgan yo'qotishsiz kodlash algoritmlari (masalan, Monkeys Audio ) sizga band bo'lgan ma'lumotlar miqdorini 20-50% ga kamaytirishga imkon beradi, lekin ayni paytda siqilgandan keyin olingan asl ma'lumotlarni 100% tiklashni ta'minlaydi.
    
  • 
    Yo'qotilgan ma'lumotlarni kodlashkodlash ) . Bu erda maqsad siqilgan faylning mumkin bo'lgan eng kichik o'lchamiga ega bo'lgan asl nusxa bilan tiklangan signal ovozining o'xshashligiga erishishdir. Bunga asl signalni "soddalashtiruvchi" algoritmlar yordamida erishiladi ("ahamiyatsiz", farqlanmaydigan tafsilotlarni olib tashlang). Buning natijasida dekodlangan signal asl nusxaga o'xshamaydi, faqat " o'xshash ovozli" bo'ladi. Ko'pgina siqish usullari, shuningdek, ushbu usullarni amalga oshiradigan dasturlar mavjud. Eng mashhurlari MPEG-1 Layer I, II, III (oxirgisi taniqli MP3 ), MPEG-2 AAC ( ilg'or) . audio kodlash ), Ogg Vorbis , Windows ommaviy axborot vositalari Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus , TAC va boshqalar. O'rtacha, bunday enkoderlar tomonidan taqdim etilgan siqishni nisbati 10-14 (marta) oralig'ida. Barcha yo'qolgan enkoderlar psixoakustik deb ataladigan modelga asoslanadi . U asl signalni juda "soddalashtirish" bilan shug'ullanadi. Asl signalning siqilish darajasi uning "soddalashtirish" darajasiga bog'liq - kuchli siqilish "jangchi soddalashtirish" orqali erishiladi (koder bir nechta nuanslarni e'tiborsiz qoldirganda). Bunday siqilish sifatning kuchli yo'qolishiga olib keladi, chunki ovozning nafaqat sezilmaydigan, balki muhim tafsilotlarini ham olib tashlash mumkin ^[4] .