Дискретні формати звуку

Сьогодні ми зазвичай припускаємо, що дискретна звукова інформація зберігається у вигляді двійкових чисел Однак, крім цього способу, дискретні дані можуть зберігатися і в іншому вигляді Спочатку ми обговоримо кілька способів дискретизації звукового сигналу, а потім уважно розглянемо, що саме відбувається зі звуком у процесі дискретизації

Амплітудно-імпульсна модуляція (АІМ)

Дискретизація була запропонована інженерами для вирішення двох завдань Перша полягала у передачі двох і більше сигналів по одній лінії Один із способів вирішення цього завдання полягав у тому, щоб «Нарізати» кожен із сигналів «скибочками» і по черзі передавати ці фрагменти сигналів за загальною парі проводів Приймач при цьому може обєднувати фрагменти, що відносяться до конкретного сигналу, і відновлювати його

Якщо розглянути один із звукових сигналів, які передаються за вказаною схемою, то ми побачимо картину, приблизно відповідну схемою, показаної на рис 31 При використанні такого підходу звук перетворюється в набір їм-

пульсов, при цьому амплітуда (висота) кожного з імпульсів відповідає силі

звуку в даний момент часу Звідси і пішла назваамплітудно-ім-

пульсная модуляція (АІМ)

Однією з сильних сторін АІМ є те, що аналоговий сигнал дуже просто перетворюється в АІМ (досить використовувати швидкий перемикач) і також просто виробляється зворотне перетворення з сигналу АІМ

в його аналоговий еквівалент (просто пропустити його через аналоговий фільтр

нижніх частот) Фактично цифро-аналогові і аналого-цифрові перетворення

Ватель часто використовують АІМ в якості проміжного формату

Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ)

Технологія дискретизації також використовується для зменшення втрат при передачі звукових сигналів по дротових або радіолініям звязку При проходженні по реальних лініях звязку амплітуда сигналу часто слабшає, однак тривалість сигналу зазвичай передається без спотворень Метод, за яким аналоговий звуковий сигнал перетвориться в потік імпульсів заданої тривалості, знижує ступінь можливого спотворення сигналуШиротно-імпульсна модуляція (ШІМ),схематично показана на рис 32, дозволяє зробити саме це Як і АІМ, ШІМ представляє кожне з дискретних значень у вигляді імпульсу, однак замість амплітуди для демонстрації сили звуку використовується ширина імпульсу

ШІМ дуже цікавим чином використовується в компютерних програмах Гучномовець компютера за своєю природою володіє можливістю вбудованої грубої конвертації імпульсів ШІМ в аналоговий сигнал Внаслідок цього сигнал ШІМ можна подавати безпосередньо в ланцюг гучномовця

Для утворення ШІМ-послідовності в програмі потрібно лише точна високочастотна синхронізація і однобітний порт виводу Використовує розглянутий метод програмне забезпечення володіє можливістю отримувати відносно високоякісний звук навіть у тих системах, в яких

подібно першим персональним компютерам фірми IBM підтримується толь-

ко однобітний висновок на вбудований гучномовець

Імпульсно-кодова модуляція (ІКМ)

Третій спосіб це подання кожного відліку у вигляді послідовності імпульсів, відповідної двоичномукодуцього значення Передачу звуку, підданогоімпульсно-кодової модуляції(ІКМ), по одній лінії звязку демонструє рис 33

У даному кодуванні легко помітити одну очевидну проблему: важко сказати, де саме починається код чергового значення і де він закінчується Цю проблему можна вирішити, використовуючи другий дріт для передачі імпульсів, відзначаючи початок кожного імпульсу, або передаючи сигнал так, щоб він бувсамосинхронізуєтьсяСамосинхронізуються сигнали мають особливу властивість, яке дозволяє приймачу автоматично визначати момент початку чергового коду Наприклад, для представлення значень можна було б використовувати не двійкові числа, а розробити кодування так, щоб в ній ніколи не зустрічалися йдуть підряд три однакових імпульсу І після цього вставляти в сигнал послідовність з трьох однакових імпульсів безпосередньо перед початком передачі чергового значення Існує безліч аналогічних методів, при використанні кожного з яких необхідно враховувати необхідність компромісу між швидкістю передачі сигналів (тобто тим, наскільки швидко можна буде передати дані з єдиної лінії звязку), помехоустойчивостью (наскільки ймовірно те, що після виявлення помилки дані вдасться відновити) і складністю методу Інженери називають це методамикодування або модуляції

Програміста різні методи модуляції абсолютно не стосуються У памяті компютера послідовність двійкових значень зберігається просто у вигляді чисел Для більшості програмістів ІКМ може представлятися чимось нагадує картину, показану на рис 34 (Навіть у цьому випадку питання порядку проходження байтів і формат знакових чисел породжують проблеми сумісності)

Джерело: Кінтцель Т Керівництво програміста по роботі зі звуком = A Programmers Guide to Sound: Пер з англ М: ДМК Пресс, 2000 432 с, іл (Серія «Для програмістів»)

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*