1. Àudio
Es refereix a les ones sonores amb una freqüència entre 20 Hz i 20 kHz que poden ser escoltades per les orelles humanes.
Si afegiu una targeta d’àudio corresponent a l’ordinador, que és el que sovint anomenem targeta de so, podem enregistrar tots els sons i les característiques acústiques del so, com ara el nivell del so, es poden emmagatzemar com a fitxers a el disc dur de l'ordinador. Per contra, també podem utilitzar un determinat programa d’àudio per reproduir el fitxer d’àudio emmagatzemat i restaurar el so enregistrat anteriorment.
2. Freqüència de mostreig
Es refereix al nombre de mostres sonores obtingudes per segon. El so és en realitat una mena d’ona d’energia, de manera que també té les característiques de freqüència i amplitud. La freqüència correspon a l’eix del temps i l’amplitud correspon a l’eix de nivell. L'ona és infinitament suau i la corda es pot considerar com composta per infinitat de punts. Com que l’espai d’emmagatzematge és relativament limitat, els punts de la cadena s’han de mostrejar durant el procés de codificació digital.
El procés de mostreig consisteix a extreure el valor de freqüència d’un determinat punt. Viouslybviament, com més punts s’extreuen en un segon, més freqüència s’obté. Per tal de restaurar la forma d'ona, a major freqüència de mostreig, millor serà la qualitat del so. Com més real és la restauració, però al mateix temps ocupa més recursos. A causa de la resolució limitada de l’oïda humana, no es pot distingir una freqüència massa alta. La freqüència de mostreig de 22050 s’utilitza habitualment, el 44100 ja és de qualitat de so de CD i el mostreig de més de 48,000 o 96,000 ja no és significatiu per a l’oïda humana. Això és similar als 24 fotogrames per segon de les pel·lícules. Si és estèreo, la mostra es duplica i el fitxer gairebé es duplica.
Segons la teoria de mostreig de Nyquist, per tal de garantir que el so no es distorsioni, la freqüència de mostreig hauria d’estar al voltant dels 40 kHz. No necessitem saber com va sorgir aquest teorema. Només hem de saber que aquest teorema ens indica que si volem gravar un senyal amb precisió, la nostra freqüència de mostreig ha de ser superior o igual al doble de la freqüència màxima del senyal d’àudio. Recordeu, és la freqüència màxima. .
En l'àmbit de l'àudio digital, les taxes de mostreig més utilitzades són:
8000 Hz: la freqüència de mostreig que fa servir el telèfon, suficient per a la parla humana
11025 Hz: freqüència de mostreig que utilitza el telèfon
Taxa de mostreig de 22050 Hz utilitzada per a la radiodifusió
Taxa de mostreig de 32000 Hz utilitzada per la càmera de vídeo digital miniDV, DAT (mode LP)
CD d'àudio de 44100 Hz, també s'utilitza habitualment en la freqüència de mostreig de l'àudio MPEG-1 (VCD, SVCD, MP3)
Freqüència de mostreig de 47250 Hz utilitzada per les gravadores PCM comercials
Velocitat de mostreig de 48000 Hz per al so digital utilitzat en miniDV, TV digital, DVD, DAT, pel·lícules i àudio professional
Freqüència de mostreig de 50000 Hz utilitzada per les gravadores digitals comercials
96000 Hz o 192000 Hz: la freqüència de mostreig utilitzada per a DVD-Audio, algunes pistes d'àudio DVD LPCM, pistes d'àudio BD-ROM (Blu-ray Disc) i pistes d'àudio HD-DVD (DVD d'alta definició)
3. el nombre de bits de mostreig
El nombre de bits de mostreig també s’anomena mida de mostreig o nombre de bits de quantificació. És un paràmetre utilitzat per mesurar la fluctuació del so, és a dir, la resolució de la targeta de so o es pot entendre com la resolució de la targeta de so processada per la targeta de so. Com més gran sigui el valor, més alta serà la resolució i més realista serà el so enregistrat i reproduït. El bit de la targeta de so fa referència als dígits binaris del senyal de so digital que utilitza la targeta de so quan es recopilen i es reprodueixen fitxers de so. El bit de la targeta de so reflecteix objectivament la precisió de la descripció del senyal de so digital del senyal de so d’entrada. Les targetes de so habituals són principalment de 8 i 16 bits. Actualment, tots els productes principals del mercat són targetes de so de 16 bits o superiors.
Es registra l'amplitud de cada dada mostrada i la precisió del mostreig depèn del nombre de bits de mostreig:
1 byte (és a dir, 8 bits) només pot enregistrar 256 nombres, és a dir, l’amplitud només es pot dividir en 256 nivells;
2 bytes (és a dir, 16 bits) poden ser tan petits com 65536, que ja és un estàndard de CD;
4 bytes (és a dir, 32 bits) poden subdividir l'amplitud en 4294967296 nivells, cosa que és realment innecessària.
4. el nombre de canals
Aquest és el nombre de canals de so. Actualment, els sistemes mono i estèreo (de doble canal) s’han desenvolupat fins a envoltar quatre sons (quatre canals) i 5.1 canals.
(1) Carretera única
El mono és una forma relativament primitiva de reproducció de so, i les primeres targetes de so l’utilitzaven amb més freqüència. El so mono només es pot fer servir amb un altaveu i alguns també es processen en dos altaveus per generar el mateix canal de so. Quan la informació monofònica es reprodueix a través de dos altaveus, podem sentir clarament que el so prové de dos altaveus. És impossible determinar la ubicació específica de la font de so que es transmet a les nostres oïdes des del centre de l’altaveu.
(2) Estèreo
Els canals binaurals tenen dos canals de so. El principi és que quan la gent escolta un so, pot jutjar la ubicació específica de la font de so en funció de la diferència de fase entre les orelles esquerra i dreta. El so s’assigna a dos canals independents durant el procés de gravació, per tal d’aconseguir un bon efecte de localització del so. Aquesta tècnica és particularment útil per apreciar la música. L’oient pot distingir clarament la direcció d’on provenen diversos instruments, cosa que fa que la música sigui més imaginativa i més propera a l’experiència in situ.
Actualment l’ús més habitual és la de dues veus. Al karaoke, un és per tocar música i l’altre per a la veu de cantant; a VCD, un doblatge en mandarí i l’altre doblatge en cantonès.
(3) Surround de quatre tons
El sistema envoltant de quatre canals defineix quatre punts de so: frontal esquerre, frontal dret, darrere esquerre i posterior dret, i el públic està envoltat per aquests quatre punts de so. Al mateix temps, també es recomana afegir un subwoofer per millorar el processament de reproducció de senyals de baixa freqüència (aquest és el motiu pel qual els sistemes d’altaveus de 4.1 canals són populars avui en dia). Pel que fa a l’efecte general, el sistema de quatre canals pot portar el so envoltant dels oients des de múltiples direccions diferents, pot obtenir l’experiència auditiva d’estar en diversos entorns diferents i oferir als usuaris una experiència nova. Actualment, la tecnologia de quatre canals s’ha integrat àmpliament en el disseny de diverses targetes de so de gamma mitjana-alta, convertint-se en la tendència principal del desenvolupament futur.
(4) canal
Els canals 5.1 s’han utilitzat àmpliament a diversos teatres tradicionals i a casa. Alguns dels formats de compressió de gravació de so més coneguts, com Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS, etc., es basen en el sistema de so 5.1. El canal ".1" és un canal de subwoofer especialment dissenyat que pot produir subwoofers amb un rang de resposta de freqüència d'entre 20 i 120 Hz. De fet, el sistema de so 5.1 prové de l'ambient surround 4.1, la diferència és que afegeix una unitat central. Aquesta unitat central s’encarrega de transmetre el senyal de so per sota de 80Hz, cosa que és útil per enfortir la veu humana quan es mira la pel·lícula i concentrar el diàleg al centre de tot el camp de so per augmentar l’efecte general.
Actualment, molts reproductors de música en línia, com QQ Music, han proporcionat música de 5.1 canals per escoltar-la i descarregar-la.
5. marc
El concepte de marcs d’àudio no és tan clar com els marcs de vídeo. Gairebé tots els formats de codificació de vídeo poden pensar simplement en un marc com una imatge codificada. No obstant això, el marc d'àudio està relacionat amb el format de codificació, que és implementat per cada estàndard de codificació. Perquè si es tracta de PCM (dades d’àudio no codificades), no necessita en absolut el concepte de fotogrames i es pot reproduir segons la freqüència de mostreig i la precisió de mostreig. Per exemple, per a àudio dual amb una freqüència de mostreig de 44.1 kHz i una precisió de mostreig de 16 bits, podeu calcular que la velocitat de bits és 44100 * 16 * 2bps i les dades d’àudio per segon són fixes de 44100 * 16 * 2 / 8 bytes.
El marc AMR és relativament senzill. Estipula que cada 20 ms d’àudio és un fotograma i que cada fotograma d’àudio és independent. És possible utilitzar diferents algoritmes de codificació i diferents paràmetres de codificació.
El marc mp3 és una mica més complicat i conté més informació, com ara la freqüència de mostreig, la velocitat de bits i diversos paràmetres.
6. cicle
El nombre de fotogrames necessaris per a un processament d'un dispositiu d'àudio s'utilitza com a unitat per a l'accés de dades i l'emmagatzematge de dades d'àudio pel dispositiu d'àudio.
7. mode entrellaçat
El mètode d'emmagatzematge de senyals d'àudio digitals. Les dades s’emmagatzemen en fotogrames continus, és a dir, primer es registren les mostres del canal esquerre i del canal dret del fotograma 1 i, a continuació, s’inicia la gravació del fotograma 2.
8. mode no entrellaçat
Primer, anoteu les mostres de canal esquerre de tots els fotogrames en un període i, a continuació, anoteu totes les mostres de canal adequades.
9. taxa de bits
La velocitat de bits també s’anomena velocitat de bits, que fa referència a la quantitat de dades que reprodueix la música per segon, i la unitat s’expressa en bits, que són bits binaris. bps és la taxa de bits. b és bit (bit), s és segon (segon), p és cada (per), un byte equival a 8 bits binaris. És a dir, la mida del fitxer d’una cançó de 4 minuts de 128 bps es calcula així (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8 MB, 1B (Byte) = 8b (bit), en general el mp3 és beneficiós a al voltant de la velocitat de 128 bits, també té una mida d’uns 3-4 BM.
En aplicacions informàtiques, el nivell de fidelitat més alt és la codificació PCM, que s’utilitza àmpliament per a l’emmagatzematge de materials i la valoració de la música. S'utilitza en CD, DVD i en els nostres fitxers WAV més comuns. Per tant, PCM s’ha convertit en una codificació sense pèrdues per conveni, perquè PCM representa el millor nivell de fidelitat en àudio digital. No vol dir que PCM pugui garantir la fidelitat absoluta del senyal. El PCM només pot assolir el màxim grau de proximitat infinita.
El càlcul de la velocitat de bits d’un flux d’àudio PCM és una tasca molt senzilla: el valor de la taxa de mostreig × el valor de la mida del mostreig × el nombre de canal bps. Un fitxer WAV amb una freqüència de mostreig de 44.1 KHz, una mida de mostreig de 16 bits i codificació PCM de doble canal, la seva velocitat de dades és de 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 KB. El nostre CD d’àudio comú utilitza codificació PCM i la capacitat d’un CD només pot contenir 72 minuts d’informació musical.
Un senyal d'àudio codificat PCM de doble canal requereix 176.4 KB d'espai en 1 segon i aproximadament 10.34 M en 1 minut. Això és inacceptable per a la majoria d’usuaris, especialment aquells a qui els agrada escoltar música a l’ordinador. Ocupació de disc, només hi ha dos mètodes: índex de mostreig reduït o compressió. No és recomanable reduir l’índex de mostreig, de manera que els experts han desenvolupat diversos esquemes de compressió. Els més originals són DPCM, ADPCM i el més famós és MP3. Per tant, la taxa de codi després de la compressió de dades és molt inferior a la del codi original.
