Основы звукорежиссуры / Конспекты / Konspekt_k_lektsii_1k_12z

Конспект к лекции №12 (1 семестр) по дисциплине «Основы звукорежиссуры»

тема: Основы цифрового звука

Процедура аналого-цифрового преобразования (АЦП) при использовании метода импульсно-кодовой модуляции (ИКМ, англ. - PCM) состоит из трёх операций:

1/ Дискретизация. Преобразования сигнала из непрерывной формы в дискретную можно представить как результат измерения мгновенных значений сигнала через постоянные (дискретные) промежутки времени.

Частота дискретизации (sample rate) – число отсчётов сигнала в секунду.

Выбор частоты дискретизации является важнейшей операцией при обработке музыкальных и речевых сигналов в компьютерах.

Основываясь на теореме Котельникова – Найквиста частота дискретизации должна быть не менее чем в два раза больше наивысшей частоты передаваемого сигнала.

2/ Квантование (quantize) Динамический интервал сигнала разбивается на число разрешённых зон, которое определяется числом уровней квантования (quantizing levels). Процесс преобразование «аналог-цифра» всегда сопровождается ошибками, так как каждое значение квантования заменяется (округляется или отбрасывается) ближайшим к нему разрешённым значением. Эти ошибки вызывают искажения сигнала. Эти искажения называются «шумом квантования». Для ослабления влияния таких искажений используют «белый» шум (шум, амплитуда которого постоянна в широком диапазоне частот), «подмешивая» его к основному сигналу (процесс «dither»). Шум квантования будет тем ниже, чем меньше шаг квантования (расстояния между соседними разрешёнными уровнями квантования), или, что то же самое, чем больше число уровней квантования.

3/ Кодирование – процесс представления квантованного отсчёта значений сигнала в двоичной системе исчисления.

Двоичные символы 0 и 1, входящие в состав «кодовых слов», называются битами (bit - binary digit – двоичная цифра).

Выбор определённого количества бит определяет длину «слова», то есть количество цифр, которое может использоваться для каждого уровня квантования. Чем больше динамический диапазон звукового сигнала, тем больше уровней требуется для его квантования (при сохранении низкого уровня шума квантования) и тем больше требуется цифр в «слове», то есть числа бит, для их кодирования.

Для увеличения динамического диапазона в профессиональной звукотехнике используют число разрядов 24 бит при уровне квантования 96 kГц. В бытовом цифровом оборудовании (CD) используется разрядность 16 бит при уровне квантования 44.1 кГц

Обязательная литература:

Меерзон Б.Я. Акустические основы звукорежиссуры. Гл. 4 ч. 1 – Цифровая звукозапись и обработка сигнала.

Алдошина И., Приттс Р. Музыкальная акустика. Гл.6, ч. 6.2. – Аналоговое и цифровое представление музыкальных и речевых сигналов.