Способы представления звука в цифровом виде - Разработка системы регистрации новых пользователей
Исходная форма звукового сигнала - непрерывное изменение амплитуды во времени - представляется в цифровой форме с помощью "перекрестной дискретизации" - по времени и по уровню.
Согласно теореме Котельникова, любой непрерывный процесс с ограниченным спектром может быть полностью описан дискретной последовательностью его мгновенных значений, следующих с частотой, как минимум вдвое превышающей частоту наивысшей гармоники процесса; частота Fd выборки мгновенных значений (отсчетов) называется частотой дискретизации.
Из теоремы следует, что сигнал с частотой Fa может быть успешно дискретизирован по времени на частоте 2Fa только в том случае, если он является чистой синусоидой, ибо любое отклонение от синусоидальной формы приводит к выходу спектра за пределы частоты Fa. Таким образом, для временной дискретизации произвольного звукового сигнала (обычно имеющего, как известно, плавно спадающий спектр), необходим либо выбор частоты дискретизации с запасом, либо принудительное ограничение спектра входного сигнала ниже половины частоты дискретизации.
Одновременно с временной дискретизацией выполняется амплитудная - измерение мгновенных значений амплитуды и их представление в виде числовых величин с определенной точностью. Точность измерения (двоичная разрядность N получаемого дискретного значения) определяет соотношение сигнал/шум и динамический диапазон сигнала (теоретически это - взаимно-обратные величины, однако любой реальный тракт имеет также и собственный уровень шумов и помех).
Полученный поток чисел (серий двоичных цифр), описывающий звуковой сигнал, называют импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ (Pulse Code Modulation, PCM), так как каждый импульс дискретизованного по времени сигнала представляется собственным цифровым кодом.
Чаще всего применяют линейное квантование, когда числовое значение отсчета пропорционально амплитуде сигнала. Из-за логарифмической природы слуха более целесообразным было бы логарифмическое квантование, когда числовое значение пропорционально величине сигнала в децибелах, однако это сопряжено с трудностями чисто технического характера.
Временная дискретизация и амплитудное квантование сигнала неизбежно вносят в сигнал шумовые искажения, уровень которых принято оценивать по формуле 6N + 10lg (Fдискр/2Fмакс) + C (дБ), где константа C варьируется для разных типов сигналов: для чистой синусоиды это 1.7 дБ, для звуковых сигналов - от -15 до 2 дБ. Отсюда видно, что к снижению шумов в рабочей полосе частот 0..Fмакс приводит не только увеличение разрядности отсчета, но и повышение частоты дискретизации относительно 2Fмакс, поскольку шумы квантования "размазываются" по всей полосе вплоть до частоты дискретизации, а звуковая информация занимает только нижнюю часть этой полосы.
В большинстве современных цифровых звуковых систем используются стандартные частоты дискретизации 44.1 и 48 кГц, однако частотный диапазон сигнала обычно ограничивается возле 20 кГц для оставления запаса по отношению к теоретическому пределу. Также наиболее распространено 16-разрядное квантование по уровню, что дает предельное соотношение сигнал/шум около 98 дБ. В студийной аппаратуре используются более высокие разрешения - 18-, 20- и 24-разрядное квантование при частотах дискретизации 56, 96 и 192 кГц. Это делается для того, чтобы сохранить высшие гармоники звукового сигнала, которые непосредственно не воспринимаются слухом, но влияют на формирование общей звуковой картины.
Для оцифровки более узкополосных и менее качественных сигналов частота и разрядность дискретизации могут снижаться; например, в телефонных линиях применяется 7- или 8-разрядная оцифровка с частотами 8..12 кГц.
Представление аналогового сигнала в цифровом виде называется также импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ, PCM - Pulse Code Modulation), так как сигнал представляется в виде серии импульсов постоянной частоты (временная дискретизация), амплитуда которых передается цифровым кодом (амплитудная дискретизация). PCM-поток может быть как параллельным, когда все биты каждого отсчета передаются одновременно по нескольким линиям с частотой дискретизации, так и последовательным, когда биты передаются друг за другом с более высокой частотой по одной линии.
Похожие статьи
-
Отличия цифрового представления сигналов от аналогового Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических...
-
Регистрация нового пользователя в системе возможна двумя способоами: 1) Самостоятельная регистрация пользователя; 2) Регистрация пользователя...
-
ВВЕДЕНИЕ - Разработка системы регистрации новых пользователей
В связи с развитием рыночных отношений в России и необходимостью сокращения разрыва в технологическом отставании России от западных стран, актуальным...
-
Программный интерфейс телефонии (TAPI) - Разработка системы регистрации новых пользователей
Microsoft Win32 прикладной программный интерфейс телефонии (TAPI) обеспечивает услуги, которые дают возможность прикладному разработчику добавить...
-
Общее описание программного обеспечения, реализующего разработанный алгоритм Основной идеей дипломного проекта, является реализация алгоритма...
-
Информационно - измерительные системы: структура и состав Постоянное совершенствование и развитие средств измерений необходимо для промышленного...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ - Разработка системы регистрации новых пользователей
В данном курсовом проекте была разработана система регистрации речи диспетчерских переговоров. При создании системы был решен целый ряд проблем, которые...
-
Рис. 2 Схема IP видеонаблюдения IP видеонаблюдение - один из распространенных методов с современных системах наблюдения и охраны. Все крупные...
-
Виды систем видеонаблюдения Как правило, в любую современную систему видеонаблюдения входят не только традиционные видеокамера и телевизор для просмотра...
-
Очередность разработки Системы А) разработка программного обеспечения для ввода, редактирования и актуализации контента, синхронизации с хранилищем...
-
Для ускорения процесса конструирования регулятора в пространстве состояний в Matlab была разработана функция, которая, при должной настройке, позволяет...
-
Выбор интерфейса Пользовательский интерфейс представляет собой совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя...
-
Цель Работы - использовать принципы архитектуры "Документ-Представление" для выборки и сохранения данных в файлах, а также взаимодействия элементов меню,...
-
Существует несколько способов передачи цифрового сигнала от внешнего устройства в компьютер: через последовательный порт, через параллельный порт, через...
-
Тепловое моделирование было проведено в системе ANSYS Icepak. При заданных условиях окружающей среды (температура +40 ОС), температура на корпусе...
-
Для проверки соответствия требованиям ТЗ, была поставлена задача разработки 3-D модели корпуса Kyocera KD-PB1D79 при помощи системы AutoCAD. В этой части...
-
В работе использовались следующее программное обеспечение для решения поставленных задач: AutoCAD, ANSYS Workbench, ANSYS Icepak. Система AutoCAD...
-
Из всех изделий микроэлектроники наибольшее распространение получили интегральные микросхемы. Именно они характеризуют современный уровень развития...
-
Руководство пользователя - Разработка справочной информационной системы "Рецепты"
Рис. 2. Окно работающей программы Программа не требует установки. Для начала работы необходимо запустить файл Project1.exe, после чего на экране появится...
-
Особенностью архитектуры REST является отсутствия хранения состояния на сервере. Для того, чтобы не передавать пользовательские логин и пароль каждый...
-
Статический однофазный счетчик активной и реактивной электрической энергии ST 1000-6 Статические однофазные счетчики активной и реактивной электрической...
-
Основные термины теории баз данных - БД (База данных) - совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы...
-
Использование звука и видео в приложениях. - Разработка Windows-приложений в среде Borland Delphi
Цель Работы Получить навыки использования медиаплеера при проектировании приложений. Пояснения к работе Компонент MediaPlayer (рис.1), значок которого...
-
ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ ИМД основана на понятии деревьев, состоящих из вершин и ребер. Вершине дерева ставится в соответствие совокупности атрибутов...
-
Ниже представлена инструкция пользователя автоматизированной системы "Аптека": Краткое описание возможностей Информационно-справочная система "Аптека"...
-
Модуль Редактор Рассмотрим макеты интерфейса основных функциональных элементов локального приложения, которые отражают расположение основных элементов...
-
Разработка элементов интеллектуальных систем с использованием логической модели представления знаний
Разработка элементов интеллектуальных систем с использованием логической модели представления знаний 1. Задание 1 Цель - Знакомство с основами...
-
В состав беспроводных информационно - измерительных систем (БИИС) входят устройства трех видов: интеллектуальные датчики (ИД) и их кластеры и центральный...
-
Объекты области временного хранения классифицируются по предметным областям. Аутентичность исходным данным Заказчика в объектах DF , TD и R достигается...
-
Наименование программы Полное наименование программы - Модуль ипотечного кредитования банковской информационной системы "БИС". Краткое наименование...
-
Термины, используемые в техническом задании Web-сайт - в компьютерной сети объединенная под одним адресом совокупность документов частного лица или...
-
Руководство пользователей - Разработка информационной системы "ГИБДД"
Работа с ИС начинается с формы ГИБДД: Если пользователь нажал кнопку "Автомобили", то он переходит к следующей форме: Информационный система база данные...
-
Воспользуемся теперь для поиска решения функционалом (2.13). Пространство операторов В рассматриваем примере добавка (2.12) может быть представлена:...
-
Постановка задачи, выбор предметной области Предметная область: "Автомобиль". Создание автомобиля будет состоять из трех этапов: выбор кузова, выбор...
-
Среди бурно развивающихся систем компьютерной математики СКМ, в первую очередь ориентированных на численные расчеты, особо выделяется матричная...
-
Языки и системы программирования, их эволюция - Автоматизация решения задач пользователя
Язык программирования - это способ записи программ решения различных задач на ЭВМ в понятной для компьютера форме. Процессор компьютера непосредственно...
-
Создание представлений - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Представлением (View) называется виртуальная таблица, отображающая данные, получаемые из реальных таблиц БД, а также из других представлений....
-
Для разработки программного продукта нами была выбрана СУБД Microsoft Access 2010, которая позволяет выполнять простейшие операции с данными: Ѕ добавить...
-
Общие сведения о программе Программа разработана для демонстрации возможностей языка C++ и может использоваться для пользователей, которые не знакомы с...
-
SSL сертификат представляет собой простой текстовый файл, который может быть редактирован и создан кем угодно. Чтобы убедиться в том, что сертификат...
Способы представления звука в цифровом виде - Разработка системы регистрации новых пользователей