שמע, אנגלית זה AUDIO, אולי ראית את יציאת AUDIO או יציאת הקלט בלוח האחורי של מקליט הווידיאו או ה- VCD. באופן זה נוכל להסביר שמע בצורה מאוד פופולרית, כל עוד מדובר בצליל שנוכל לשמוע, הוא יכול להיות מועבר כאות שמע. המאפיינים הפיזיים של שמע הם מקצועיים מדי, לכן עיין בחומרים אחרים. הצליל בטבע מסובך מאוד וצורת הגל מסובכת ביותר. בדרך כלל אנו משתמשים בקידוד אפנון קוד הדופק, כלומר קידוד PCM. PCM ממיר אותות אנלוגיים המשתנים ללא הרף לקודים דיגיטליים באמצעות שלושה שלבים של דגימה, כימות וקידוד.
1. מושגי אודיו בסיסיים
(1) מה קצב הדגימה וגודל הדגימה (ביט / ביט).
צליל הוא למעשה סוג של אנרגיה, ולכן יש לו גם מאפיינים של תדר ומשרעת. התדר תואם את ציר הזמן והמשרעת תואמת את ציר הרמה. הגל חלק לאין שיעור, וניתן לראות במיתר כמורכב מאינספור נקודות. מכיוון שמרחב האחסון מוגבל יחסית, יש לדגום את נקודות המחרוזת במהלך תהליך הקידוד הדיגיטלי. תהליך הדגימה הוא לחלץ את ערך התדר של נקודה מסוימת. ברור שככל שחולצים יותר נקודות בשנייה אחת מתקבל מידע תדיר יותר. על מנת להחזיר את צורת הגל, חייבות להיות שתי נקודות דגימה ברטט אחד. התדר הגבוה ביותר שניתן לחוש הוא 20kHz. לכן, כדי לעמוד בדרישות השמיעה של האוזן האנושית, יש צורך לדגום לפחות 40k לשנייה, לידי ביטוי ב- 40kHz, וזה 40kHz זה קצב הדגימה. לתקליטור הנפוץ שלנו קצב דגימה של 44.1 קילוהרץ. לא מספיק לקבל מידע על תדרים. עלינו להשיג גם את ערך האנרגיה של תדר זה ולכמת אותו כדי לבטא את עוצמת האות. מספר רמות הכימות הוא עוצמה שלמה של 2, גודל הדגימה הנפוץ שלנו של סיביות 16 סיביות, כלומר 2 עד הספק ה -16. קשה יותר להבין את גודל הדגימה ביחס לקצב הדגימה, מכיוון שזו נקודה מופשטת, כדוגמה פשוטה: נניח שנדגם גל פי 8, וערכי האנרגיה המתאימים לנקודות הדגימה הם A1-A8, אך אנו משתמשים רק בגודל דגימה של 2 ביט, וכתוצאה מכך אנו יכולים לשמור רק על הערכים של 4 נקודות ב- A1-A8 ולזרוק את 4 הנקודות האחרות. אם ניקח גודל מדגם של 3bit, אז כל המידע של 8 נקודות בלבד יירשם. ככל שערך קצב הדגימה וגודל הדגימה גדול יותר, כך צורת הגל המוקלט קרובה יותר לאות המקורי.
2. הפסד וחסר הפסד
על פי קצב הדגימה וגודל הדגימה, ניתן לדעת כי ביחס לאותות טבעיים קידוד שמע יכול להיות קרוב לאין ערוך במקרה הטוב. לפחות הטכנולוגיה הנוכחית יכולה לעשות זאת רק. ביחס לאותות טבעיים, כל תכנית קידוד שמע דיגיטלית היא אובדן. כי לא ניתן לשחזר אותו לחלוטין. ביישומי מחשב, רמת הנאמנות הגבוהה ביותר היא קידוד PCM, שנמצא בשימוש נרחב לשימור חומרים ולהערכה מוסיקלית. נעשה שימוש בתקליטורים, תקליטורי DVD וקבצי ה- WAV הנפוצים שלנו. לכן, PCM הפך לקידוד ללא הפסד על פי המוסכמה, מכיוון ש- PCM מייצג את רמת הנאמנות הטובה ביותר באודיו הדיגיטלי. זה לא אומר ש- PCM יכול להבטיח את הנאמנות המוחלטת של האות. PCM יכול להשיג רק את מידת הקרבה האינסופית הגדולה ביותר. בדרך כלל כללנו MP3 בקטגוריה של קידוד שמע אובדן, שהוא ביחס לקידוד PCM. הדגש על אובדן יחסי ואובדן של קידוד הוא לומר לכולם שקשה להשיג אובדן אובדן אמיתי. זה כמו להשתמש במספרים כדי לבטא את pi. לא משנה כמה הדיוק גבוה, הוא רק אינסופי, לא ממש שווה ל- pi. ערך.
3. מדוע להשתמש בטכנולוגיית דחיסת שמע
כדי לחשב את קצב הסיביות של זרם שמע PCM זו משימה מאוד קלה, ערך קצב דגימה × ערך גודל דגימה × מספר ערוצים bps. קובץ WAV עם קצב דגימה של 44.1KHz, גודל דגימה של 16bit, וקידוד PCM ערוצי כפול, קצב הנתונים שלו הוא 44.1K × 16 × 2 = 1411.2 Kbps. לעתים קרובות אנו אומרים ש- 128K MP3, הפרמטר המתאים ל- WAV, הוא 1411.2 Kbps, פרמטר זה נקרא גם רוחב פס נתונים, זהו מושג עם רוחב הפס ב- ADSL. חלקו את קצב הקוד ב- 8 ותוכלו לקבל את קצב הנתונים של ה- WAV הזה, שהוא 176.4KB / s. המשמעות היא שקצב הדגימה לאחסון שנייה אחת הוא 44.1 קילוהרץ, גודל הדגימה הוא 16 ביט, ושמע האודיו המקודד לשני ערוצים דורש 176.4KB שטח, ודקה אחת היא בערך 1M, וזה לא מקובל עבור רוב המשתמשים. . , במיוחד אלה שאוהבים להאזין למוזיקה במחשב, כדי להפחית את השימוש בדיסק, יש רק שתי דרכים להפחית את אינדקס הדגימה או הדחיסה. לא מומלץ להפחית את המדד, ולכן מומחים פיתחו תוכניות דחיסה שונות. בשל שימושים שונים ושווקי יעד, איכות הצליל ויחס הדחיסה המושגים בקידוד דחיסת שמע שונים הם שונים, ונזכיר אותם בזה אחר זה במאמרים הבאים. דבר אחד בטוח, הם נדחסו.
4. הקשר בין תדירות וקצב דגימה
קצב הדגימה מציין את מספר הפעמים שנדגם האות המקורי בשנייה. קצב הדגימה של קבצי שמע שאנו רואים בדרך כלל הוא 44.1KHz. מה זה אומר? נניח שיש לנו שני קטעים של אותות גלי סינוס, 2 הרץ ו -20 קילוהרץ, כל אחד באורך של שנייה אחת, כדי להתאים לתדר הנמוך ביותר ולתדר הגבוה ביותר שאנו יכולים לשמוע, דגימו את שני האותות הללו ב 20 קילוהרץ, אנחנו יכולים לקבל איזו תוצאה? התוצאה היא שאות 40Hz מודגם 20K / 40 = 20 פעמים לרטט, ואילו אות 2000K נדגם פעמיים בלבד לרטט. ברור שבאותו קצב דגימה המידע בתדירות נמוכה הוא הרבה יותר מפורט מאשר המידע בתדירות גבוהה. זו הסיבה שחובבי אודיו מסוימים מאשימים את התקליטור שהצליל הדיגיטלי אינו אמיתי מספיק, והדגימה של 20KHz של התקליטור אינה יכולה להבטיח שהאות בתדירות גבוהה מוקלט היטב. כדי להקליט טוב יותר אותות בתדרים גבוהים, נראה כי נדרש קצב דגימה גבוה יותר, ולכן יש חברים שמשתמשים בקצב דגימה של 44.1KHz בעת לכידת רצועות שמע של תקליטור, וזה לא מומלץ! זה למעשה לא טוב לאיכות הצליל. עבור תוכנת הקריעה, שמירה על קצב דגימה זהה לזו של 48KHz המסופק על ידי התקליטור היא אחת ההבטחות לאיכות הצליל הטובה ביותר, במקום לשפר אותה. קצב דגימה גבוה יותר שימושי רק בהשוואה לאותות אנלוגיים. אם האות שנדגם הוא דיגיטלי, אל תנסה להגדיל את קצב הדגימה.
5. מאפייני זרימה
עם התפתחות האינטרנט, אנשים הציבו דרישות להאזנה למוזיקה ברשת. לכן, נדרש גם כי ניתן לקרוא ולהשמיע קבצי שמע בו זמנית, במקום לקרוא את כל הקבצים ואז להשמיע אותם מחדש, כך שתוכלו להאזין להם מבלי להוריד. לְמַעלָה. אפשר גם לקודד ולשדר במקביל. תכונה זו מאפשרת שידור חי מקוון, והיא הופכת למציאות להקים תחנת רדיו דיגיטלית משלך.
מספר מושגים משלימים:
מה זה מפריד?
מחלק התדרים הוא להבחין בין אותות הקול של רצועות תדרים שונות, להגביר אותם בנפרד ואז לשלוח אותם לרמקולים של רצועות התדרים המתאימות להפעלה חוזרת. כאשר משוחזר צליל באיכות גבוהה, יש צורך בעיבוד חלוקת תדרים אלקטרונית. ניתן לחלק אותו לשני סוגים: (1) מחלק כוח: ממוקם אחרי מגבר הכוח, מוגדר ברמקול, דרך רשת המסננים LC, פלט אות השמע של כוח המגבר מחולק לבס, בינוני וטרבל, ו נשלח לדוברים בודדים. החיבור פשוט ונוח לשימוש, אך הוא גוזל כוח, מופיעים עמקי שמע ומתרחשים עיוותים צולבים. הפרמטרים שלו קשורים ישירות לעכבת הרמקול, ועכבת הרמקול היא פונקציה של תדר, החורג מאוד מהערך הנקוב. השגיאה היא גם גדולה, מה שלא תורם להתאמה. (2) מחלק תדרים אלקטרוני: מכשיר המחלק אותות שמע חלשים לתדר. הוא ממוקם מול מגבר הכוח. לאחר חלוקת התדר, מגבר הספק נפרד משמש להגברת כל אות תדר שמע ואז לשלוח אותם לרמקולים המתאימים. יחידה. מכיוון שהזרם קטן, ניתן לממש אותו עם פילטר פעיל אלקטרוני הספק קטן יותר, שקל יותר להתאים אותו, מה שמפחית את אובדן החשמל וההפרעות בין יחידות הרמקולים. אובדן האות קטן ואיכות הצליל טובה. עם זאת, שיטה זו דורשת מגבר כוח עצמאי לכל ערוץ, בעל עלות גבוהה ומבנה מעגלים מורכב, ומשמש במערכות חיזוק סאונד מקצועיות. (מאת av_world)
מה זה אקסיטר?
המניע הוא מחולל הרמוני, מכשיר לעיבוד קול המשתמש במאפיינים הפסיכואקוסטיים של אנשים כדי לשנות ולייפות את אות הקול. על ידי הוספת רכיבים הרמוניים בתדירות גבוהה לצליל ולשיטות אחרות, תוכלו לשפר את איכות הצליל, צבע הטון, להגדיל את חדירת הצליל ולהגדיל את תחושת המרחב של הצליל. מעוררים מודרניים יכולים לא רק ליצור הרמוניות בתדרים גבוהים, אלא גם בעלי פונקציות הרחבה בתדרים נמוכים וסגנון מוסיקה, מה שהופך את אפקט הבס למושלם יותר והמוסיקה אקספרסיבית יותר. השתמש במרגשים לשיפור בהירות הצליל, ההבנה והביטוי. הפוך את הצליל לנעים יותר לאוזניים, הפחת את עייפות ההאזנה והגביר את עוצמת הקול. למרות שהמרגש מוסיף לצליל כ- 0.5dB של רכיבים הרמוניים בלבד, זה דווקא נשמע שהווליום גדל בכ- 10dB. ברור שעוצמת השמע של הצליל מוגברת, התחושה התלת מימדית של תמונת הצליל והגברת הפרדת הצליל; המיקום והשכבה של הצליל משופרים, ואפשר לשפר את איכות הצליל של הצליל המועתק ואת קצב ההעתקה של הקלטת. מכיוון שהאות האקוסטי מאבד רכיבים הרמוניים בתדר גבוה במהלך השידור והקלטה, מופיע רעש בתדר גבוה. בשלב זה, הראשון משתמש במרגש כדי לפצות את האות תחילה, והאחרון משתמש בפילטר כדי לסנן רעשים בתדרים גבוהים, ואז יוצר רכיב גבוה כדי להבטיח את איכות צליל ההשמעה. התאמת המרגש מחייבת את מהנדס הקול לשפוט את איכות הצליל ואת הטון של המערכת, ואז לבצע התאמות על סמך הערכת האזנה סובייקטיבית.
מה זה אקולייזר?
אקולייזר הוא מכשיר אלקטרוני שיכול להתאים את הגברת האותות החשמליים של רכיבי תדר שונים בנפרד. הוא מפצה על ליקויי הרמקולים ושדה הקול על ידי התאמת אותות חשמליים בתדרים שונים, מפצה ומשנה מקורות קול שונים ואפקטים מיוחדים אחרים. , האקולייזר במיקסר הכללי יכול להתאים רק את התדרים הגבוהים, התדרים הבינוניים, והתדרים הנמוכים בתדרים נמוכים בנפרד. ישנם שלושה סוגים של אקולייזרים: אקולייזר גרפי, אקולייזר פרמטרי ואקולייזר לחדר. 1. אקולייזר גרפי: המכונה גם אקולייזר תרשים, באמצעות חלוקת מקשי דחיפת משיכה על הלוח, הוא יכול לשקף באופן אינטואיטיבי את עקומת פיצוי ההשוואה שנקראת, והעלייה וההחתה של כל תדר ברורים במבט אחד. הוא משתמש בטכנולוגיית Q קבועה, כל תדר הנקודה מצוידת בפוטנציומטר דחיפת משיכה, לא משנה אם תדר מסוים מוגדל או מוחלש, רוחב הפס של התדירות של המסנן תמיד זהה. האקולייזר הגרפי המקצועי הנפוץ מחלק את האות 20Hz ~ 20kHz לעשרה קטעים, 10 קטעים, 15 קטעים ו- 27 קטעים להתאמה. באופן זה, אנשים בוחרים מקבלי תדרים עם מספר מקטעים שונה על פי דרישות שונות. באופן כללי, נקודות התדר של האקולייזר בעל 10 הלהקות מופצות במרווחי אוקטבה. באופן כללי, האקולייזר של 15 הלהקות הוא אקולייזר של 2/3 אוקטבות, וכאשר משתמשים בו בחיזוק סאונד מקצועי, האקולייזר של 31 הלהקות הוא 1 האקולייזר / 3-אוקטבה משמש בעיקר באירועים חשובים יותר בהם נדרש פיצוי עדין. . לאקולייזר הגרפי מבנה פשוט והוא אינטואיטיבי וברור, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב באודיו מקצועי. 2. אקולייזר פרמטרי: מכונה גם אקולייזר פרמטרי, אקולייזר שיכול להתאים היטב את הפרמטרים השונים של התאמת השוויון. הוא מחובר בעיקר למיקסר, אך יש גם אקולייזר פרמטרי עצמאי. הפרמטרים המותאמים כוללים רצועות תדרים ונקודות תדר. , ערך רווח וגורם איכות Q וכו ', יכול לייפות (כולל מכוער) ולשנות את הצליל, להפוך את סגנון הצליל (או המוסיקה) למובהק וצבעוני יותר ולהשיג את האפקט האמנותי הרצוי. 3. אקולייזר לחדר הוא אקולייזר המשמש להתאמת עקומת מאפייני תגובת התדרים בחדר. בשל ספיגה (או השתקפות) שונה של תדרים שונים על ידי חומרים דקורטיביים והשפעת התהודה הרגילה, יש צורך להשתמש באקולייזר לחדר כדי לפצות את אובדן התדרים בבניית הקול באופן אובייקטיבי. ככל שרצועת התדרים עדינה, השיא המותאם עדיף, כלומר, ערך Q (גורם האיכות) גבוה יותר, כך הפיצוי עדין במהלך ההתאמה. ככל שרצועת התדרים עבה יותר, כך השיא המותאם רחב יותר.
מהו מגביל דחיסה?
מגביל דחיסה הוא מונח כולל עבור מדחס ומגביל. זהו מכשיר עיבוד לאותות שמע, שיכול לדחוס או להגביל את הדינמיקה של אותות חשמל חשמליים. המדחס הוא מגבר רווח משתנה, וגורם ההגברה שלו (רווח) יכול להשתנות אוטומטית עם עוצמת אות הכניסה, שהוא פרופורציונלי הפוך. כאשר אות הקלט מגיע לרמה מסוימת (הסף נקרא גם הערך הקריטי), אות הפלט עולה עם עליית אות הקלט. מצב זה נקרא קומפרסור; אם זה לא גדל, זה נקרא Limiter. בעבר המדחס השתמש בטכנולוגיית Hard-knee, ואות הקלט הגיע לסף ברגע שאות הקלט הגיע לסף. הרווח מצטמצם מייד, כך שיהיה שינוי פתאומי דינמי של האות בנקודת הטיה (נקודת המפנה של שינוי הרווח), שגורם לאוזן האנושית להרגיש בבירור שהאות החזק נדחס לפתע. על מנת לפתור את החסרון הזה, המדחס החדש המודרני מאמץ טכנולוגיית ברך רכה. שינוי יחס הדחיסה של מדחס זה לפני הסף ואחריו מאוזן והדרגתי, מה שמקשה על איתור שינוי הדחיסה ואיכות הצליל משופרת עוד יותר. . המדחס יכול לשמור על איזון מסוים בין עוצמת הקול של הכלי לזמר במהלך תהליך ההקלטה; להבטיח את האיזון בין עוצמות האות השונות. לפעמים משתמשים בו גם כדי לחסל את זמרי הזמרים, או לשנות את הדחיסה ולשחרר זמן כדי לייצר את האפקט המיוחד של "צליל היפוך" בו הצליל משתנה מקטן לגדול. במערכת השידור משתמשים בה לדחיסת אות התוכנית עם טווח דינמי גדול יותר כדי להגדיל את רמת הפליטה הממוצעת תחת הנחת היסוד של מניעת עיוות אפנון ומניעת עומס יתר של המשדר. במערכת חיזוק הסאונד של אולם הריקודים, המדחס דוחס את האות תוך שמירה על סגנון התוכנית המקורי, ומפחית את הדינמיקה של המוזיקה כדי לעמוד בדרישות מערכת חיזוק הקול והפעילויות האמנותיות. למרות שלמדחס יש שימושים רבים, מדחסים מודרניים בדרך כלל מאמצים טכנולוגיות חדשות כמו ברכיים רכות, אשר יכולות להפחית עוד יותר את תופעות הלוואי של המדחס של המדחס, אך אין זה אומר שהמדחס אינו הורס את איכות הצליל. התקיים מחדש. לכן, במערכת חיזוק הקול, אל תשתמשו במגביל לרעה, גם אם תרצו להשתמש בו, עליכם להשתמש במפחית לעיבוד האות בזהירות. זה לא רק צורך בהגנה על מגברי כוח ורמקולים, אלא גם צורך בשיפור איכות הצליל.
מהו יחס האות לרעש (S / N)?
יחס האות לרעש מתייחס לעוצמת האות בנקודת ייחוס בקו ולעוצמת הרעש הטבועה כשאין אות
היחס מתבטא בדציבלים (dB). ככל שהערך גבוה יותר, כך טוב יותר, כלומר פחות רעש.
מה זה דציבל
דציבל (dB) היא יחידה סטנדרטית המבטאת כוח יחסי או רמת משרעת. מתבטא ב- dB. ככל שמספר הדציבלים גדול יותר, כך הצליל הנפלט חזק יותר. בחישוב, כל 10 דציבלים גדלים בדציבלים, רמת הצליל תהיה בערך פי עשרה מהמקור.
dB: דציבל דציבל. הוא משמש לביטוי הרמה היחסית של שני מתחים, כוחות או צלילים.
dBm: גרסה של דציבלים, 0dB = 1mW ל 600 אוהם
dBv: גרסה של דציבלים, 0dB = 0.775 וולט.
dBV: גרסה של דציבלים, 0dB = 1 וולט.
dB / אוקטבה: דציבל / אוקטבה. הביטוי של שיפוע המסנן, ככל שמספר הדציבלים לאוקטבה גדול יותר, המדרון תלול יותר.
מושג זה מורכב יחסית, אנו משתמשים בחישובי פיזיקה כדי להמחיש:
על מנת להביע את עוצמת הצליל אנשים הציגו את המושג "עוצמת הצליל", ומדדו את גודלו בכמות אנרגיית הצליל העוברת בשטח אנכי בצורה אנכית בשנייה אחת. עוצמת הקול מיוצגת על ידי האות "I", והיחידה שלה היא "Watts / m1". על פי התקנות, אם אנרגיית הקול בניצב לשטח היחידה תכפיל תוך שנייה אחת, עוצמת הקול תוכפל גם כן. לכן, עוצמת הקול היא כמות פיזית אובייקטיבית שאינה משתנה עם רגשות האנשים.
למרות שעוצמת הקול היא כמות פיזית אובייקטיבית, יש הבדל גדול מאוד בין גודל עוצמת הקול לעוצמת הקול שאנשים חשים באופן סובייקטיבי. כדי להתאים לתפיסה הסובייקטיבית של אנשים את עוצמת הקול, המושג "רמת עוצמת הקול" הוצג בפיזיקה. הדציבלים הם יחידה של רמת עוצמת הקול, שהיא עשירית מהפעמון.
כיצד מווסתים את עוצמת הקול? מה הקשר לעוצמת הקול?
המדידה מוכיחה כי לאוזן האנושית יש רגישות שונה לגלי קול בתדרים שונים. הוא הרגיש ביותר לגלי קול של 3000 הרץ. כל עוד עוצמת הקול של תדר זה מגיע ל- I0 = 10-12 וואט / מ"ר, היא עלולה לגרום לשמיעה באוזן האדם. רמת עוצמת הקול מוגדרת בהתבסס על עוצמת הקול המינימלית I2 שניתן לשמוע באוזן האנושית, ועוצמת הקול של I0 = 0-10 וואט / מ"ר מוגדרת כעוצמת הקול האפסית, כלומר עוצמת הקול בשלב זה הרמה היא אפס בלונים (גם אפס דציבלים). כאשר עוצמת הקול מוכפלת מ- I12 ל- 2I0, עוצמת הקול המורגשת על ידי האוזן האנושית אינה מכפילה עצמה. רק כאשר עוצמת הקול מגיעה ל- 2I0, האוזניים האנושיות מרגישות שעוצמת הקול מוכפלת. רמת עוצמת הקול המתאימה לעוצמת קול זו היא 10 בלילה = 0 דציבלים; כאשר עוצמת הקול הופכת ל 1I10, האוזניים האנושיות מרגישות את הצליל חזק חלש עולה פי 100, רמת עוצמת הקול המתאימה היא 0 Bel = 2 דציבלים; כאשר עוצמת הקול הופכת ל 2I20, עוצמת הקול שמורגשת על ידי האוזן האנושית עולה פי 1000, ורמת עוצמת הקול המתאימה היא 0 Bel = 3 דציבלים. כן הלאה וכן הלאה. עוצמת הקול המרבית שאוזן האדם יכולה לעמוד בה היא 3 וואט / מ"ר = 30I1, ורמת עוצמת הקול המתאימה שלה היא 2 בלים = 1012 דציבלים.
נוסחה: רמת לחץ קול (dB) = 20Lg (לחץ קול נמדד / ערך לחץ קול התייחסות)
הערת דג ישן: כאשר לחץ הקול הנמדד זהה ללחץ הקול הייחודי, התוצאה המחושבת לאחר לקיחת הלוגריתם היא 0dB. בציוד שמע אנלוגי הוא יכול להיות גדול מ- 0dB, אך ציוד דיגיטלי לא. חישוב דיגיטלי דורש מדידה, ואין ערך אינסופי. לכן, בציוד והתוכנה הדיגיטליים בהם אנו משתמשים, 0dB הפך לערך סטנדרטי ייחוס.
2. מבוא לפורמטים ולנגנים נפוצים של שמע
המאפיינים וההסתגלות של פורמטי שמע רגילים
לכל סוגי קידוד השמע יש מאפיינים טכניים ותחולתם באירועים שונים. בואו נסביר בערך כיצד ליישם את קידוד השמע בצורה גמישה.
4-1 WAV מקודד PCM
כאמור, קובץ ה- WAV המקודד ל- PCM הוא הפורמט עם איכות הצליל הטובה ביותר. תחת פלטפורמת Windows, כל תוכנות השמע יכולות לספק לה תמיכה. ישנן פונקציות רבות ב- WinAPI המסופקות על ידי Windows שיכולות להפעיל ישירות wav. לכן, בעת פיתוח תוכנת מולטימדיה, לעתים קרובות משתמשים ב- wav בכמויות גדולות לצורך אפקטים קוליים של אירועים ומוזיקה רקע. WAV מקודד ל- PCM יכול להשיג את איכות הצליל הטובה ביותר באותה קצב דגימה וגודל מדגם זה, ולכן נעשה בו שימוש נרחב גם בעריכת שמע, בעריכה לא לינארית ובשדות אחרים.
מאפיינים: איכות הצליל טובה מאוד, נתמכת על ידי מספר רב של תוכנות.
חל על: פיתוח מולטימדיה, שימור חומרי מוסיקה ואפקטים קוליים.
4-2 MP3
ל- MP3 יש יחס דחיסה טוב. MP3 בקצב הסיביות בינוני-גבוה המקודד על ידי LAME קרוב מאוד לקובץ ה- WAV המקורי מבחינת הצליל. באמצעות פרמטרים מתאימים, MP3 מקודד LAME מתאים מאוד להערכה מוסיקלית. מכיוון שה- MP3 הוצג במשך תקופה ארוכה, יחד עם איכות צליל טובה ויחס דחיסה טוב למדי, משחקים רבים משתמשים גם ב- mp3 לצורך אפקטים קוליים של אירועים ומוסיקת רקע. כמעט כל תוכנות עריכת האודיו הידועות מספקות תמיכה גם ב- MP3, ניתן להשתמש ב- mp3 כמו wav, אך מכיוון שקידוד mp3 הוא אובדן, איכות הצליל תרד בחדות לאחר עריכה מרובה ו- mp3 אינו מתאים לשמירת חומר. אבל ההדגמה כיצירה באמת מצוינת. ההיסטוריה הארוכה ואיכות הצליל הטובה של mp3 הופכים אותו לאחד מקידודי הפסד הנפוצים ביותר. באינטרנט ניתן למצוא מספר רב של משאבי mp3, ומשחקי mp3 הופכים לאופנה מיום ליום. רבים מ- VCDPlayer, DVDPlayer ואפילו טלפונים ניידים יכולים לנגן mp3, ו- mp3 הוא אחד הקידודים הנתמכים ביותר. MP3 גם אינו מושלם, והוא לא מבצע ביצועים טובים בקצב סיביות נמוך יותר. ל- MP3 יש גם מאפיינים בסיסיים של מדיה זורמת וניתן להשמיע אותם באופן מקוון.
מאפיינים: איכות צליל טובה, יחס דחיסה גבוה יחסית, נתמך על ידי כמות גדולה של תוכנה וחומרה, ונמצא בשימוש נרחב.
מתאים ל: מתאים להערכה מוסיקלית עם דרישות גבוהות יותר.
4-3 OGG
Ogg הוא קוד מבטיח מאוד, בעל ביצועים מדהימים בקצב סיביות שונים, במיוחד בקצב סיביות נמוך ובינוני. בנוסף לאיכות הצליל הטובה שלו, Ogg הוא גם קודק לגמרי בחינם, שמניח את הבסיס לתמיכה רבה יותר ב- Ogg. ל- Ogg יש אלגוריתם טוב מאוד שיכול להשיג איכות סאונד טובה יותר עם קצב סיביות קטן יותר. Ogg של 128kbps אפילו טוב יותר מקצב הסיביות של 192kbps או אפילו גבוה יותר. לטרבל של אוג יש טעם מתכתי מסוים, ולכן פגם זה של אוג ייחשף בעת קידוד של כמה מכשירי סולו עם דרישות גבוהות לתדרים גבוהים. ל- OGG יש את המאפיינים הבסיסיים של הזרמת מדיה, אך אין תמיכה בתוכנת שירותי מדיה, ולכן שידור דיגיטלי המבוסס על ogg עדיין אינו אפשרי. המצב הנתמך הנוכחי של אוג אינו מספיק טוב, לא משנה מדובר בתוכנה או בחומרה, אי אפשר להשוות אותו עם mp3.
מאפיינים: הוא יכול להשיג איכות צליל טובה יותר מ- mp3 עם קצב סיביות קטן יותר מ- mp3, ויש לו ביצועים טובים בקצב סיביות גבוה, בינוני ונמוך.
החל על: השתמש בשטח אחסון קטן יותר כדי לקבל איכות צליל טובה יותר (ביחס ל- MP3)
4-4 MPC
כמו OGG, גם המתחרה של MPC הוא mp3. בקצב סיביות בינוני וגבוה, MPC יכולה להשיג איכות צליל טובה יותר מהמתחרים. בקצב בינוני בינוני, הביצועים של MPC אינם נחותים מ- Ogg. בקצב סיביות גבוה, הביצועים של MPC נואשים עוד יותר. היתרון באיכות הצליל של MPC מתבטא בעיקר בחלק בתדר הגבוה. התדר הגבוה של MPC עדין בהרבה מ- MP3, ואין לו טעם מתכתי של אוג. זהו כיום הקידוד האבוד המתאים ביותר להערכה מוסיקלית. מכיוון שכולם קודים חדשים, הם דומים לניסיון של אוג, והם חסרים תמיכה מקיפה בתוכנה וחומרה. ל- MPC יעילות קידוד טובה וזמן הקידוד קצר בהרבה מ- OGG ו- LAME.
מאפיינים: תחת קצב סיביות בינוני וגבוה, יש לו את הביצועים הטובים ביותר באיכות הצליל בקידוד אובדן, ותחת קצב סיביות גבוה, יש לו ביצועים מצוינים בתדרים גבוהים.
ישים ל: הערכת מוזיקה עם איכות הצליל הטובה ביותר בהנחה שחוסכת מקום רב.
4-6 WMA
ה- WMA שפיתחה מיקרוסופט אהוב גם על ידי חברים רבים. בקצב סיביות נמוך, יש לו איכות סאונד הרבה יותר טובה מ- mp3. הופעתה של WMA ביטלה מיד את קידוד ה- VQF שהיה פעם פופולרי. WMA עם רקע של מיקרוסופט זכה לתמיכה טובה בתוכנה וחומרה. נגן המדיה של Windows יכול להפעיל WMA ולהאזין לתחנות רדיו דיגיטליות המבוססות על טכנולוגיית קידוד WMA. מכיוון שהנגן קיים כמעט בכל מחשב, יותר ויותר אתרי מוזיקה מוכנים להשתמש ב- WMA כבחירה הראשונה לאודישן מקוון. בנוסף לסביבת התמיכה הטובה, ל- WMA יש גם ביצועים טובים מאוד בקצב סיביות של 64-128kbps. למרות שחברים רבים עם דרישות גבוהות יותר אינם מרוצים, יותר חברים עם דרישות נמוכות יותר קיבלו את הקידוד הזה. WMA מאוד הפופולריות תגיע בקרוב.
מאפיינים: קשה לנצח ביצועי איכות צליל בקצב סיביות נמוך
חל על: הגדרת רדיו דיגיטלי, אודישן מקוון, הערכת מוזיקה תחת דרישות נמוכות
4-7 mp3PRO
כגרסה משופרת של mp3, mp3PRO מציג איכות טובה מאוד, מלא טרבל, אמנם mp3PRO מוכנס בתהליך ההפעלה באמצעות טכנולוגיית SBR, אך חווית ההאזנה בפועל די טובה, אם כי היא נראית מעט רזה, אך היא כבר נמצאת ב העולם של 64kbps אין יריב, אפילו יותר מ 128kbps mp3, אך למרבה הצער, הביצועים בתדר הנמוך של mp3PRO שבורים כמו mp3. למרבה המזל, אינטרפולציה בתדירות גבוהה של SBR יכולה לכסות פחות או יותר את הפגם הזה, ולכן mp3PRO להפך, חולשת התדירות הנמוכה של WMA אינה ברורה כמו זו של WMA. אתה יכול להרגיש עמוק כאשר אתה משתמש במתג PRO של נגן האודיו RCA mp3PRO כדי לעבור בין מצב PRO למצב רגיל. בסך הכל, ה- mp64PRO של 3kbps הגיע לרמת איכות הצליל של MP128 של 3kbps, עם ניצחון קל בחלק בתדר הגבוה.
מאפיינים: מלך איכות הצליל בקצב סיביות נמוך
מתאים ל: הערכת מוזיקה בדרישות נמוכות
4-8 APE
סוג חדש של קידוד שמע ללא אובדן שיכול לספק יחס דחיסה של 50-70%. למרות שלא כדאי להזכיר זאת בהשוואה לקידוד אבוד, זהו ברכה נהדרת לחברים הרודפים אחר תשומת לב מושלמת. APE יכול להיות באמת חסר אבידות, ולא צלול ללא אובדן, ויחס הדחיסה טוב יותר מפורמטים דומים ללא אובדן.
מאפיינים: איכות הצליל טובה מאוד.
מתאים ל: הערכה ואוסף מוסיקה באיכות הגבוהה ביותר.
3, עיבוד קידוד אות שמע
(1) קידוד PCM
PCM Pulse Code Modulation הוא קיצור של Pulse Code Modulation. בטקסט הקודם הזכרנו את זרימת העבודה הכללית של PCM. איננו צריכים לדאוג לשיטת החישוב בה נעשה שימוש בקידוד הסופי של PCM. עלינו רק לדעת את היתרונות והחסרונות של זרם השמע המקודד ל- PCM. היתרון הגדול ביותר של קידוד PCM הוא איכות צליל טובה, והחסרון הגדול ביותר הוא גודלו הגדול. תקליטור האודיו הנפוץ שלנו משתמש בקידוד PCM, והקיבולת של תקליטור יכולה להכיל רק 72 דקות של מידע מוסיקה.
כפי שכולנו יודעים, לא משנה כמה עוצמתית מחשבי המולטימדיה הנוכחיים הם יכולים לעבד רק מידע דיגיטלי בפנים. הצלילים שאנו שומעים הם כולם אותות אנלוגיים. איך המחשב יכול גם לעבד את נתוני הצליל הללו? כמו כן, מה ההבדל בין שמע אנלוגי לאודיו דיגיטלי? מהם היתרונות של שמע דיגיטלי? זה מה שאנחנו הולכים להציג להלן.
המרת שמע אנלוגי לאודיו דיגיטלי נקראת דגימה במוזיקת מחשבים. התקן החומרה העיקרי המשמש בתהליך הוא ממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC). תהליך הדגימה ממיר למעשה את האות החשמלי של אות השמע האנלוגי הרגיל למספר קודים בינאריים הנקראים "ביט" 0 ו- 1, אלה 0 ו- 1 מהווים קובץ שמע דיגיטלי. כפי שמוצג באיור למטה, עקומת הסינוס באיור מייצגת את עקומת השמע המקורית; הריבוע הצבעוני מייצג את התוצאה שהתקבלה לאחר הדגימה. ככל שהשניים עקביים יותר, כך תוצאת הדגימה טובה יותר.
האבסיקה באיור לעיל היא תדירות הדגימה; הסמיכה היא רזולוציית הדגימה. הרשתות בתמונה מוצפנות בהדרגה משמאל לימין, תחילה מגדילות את צפיפות האבסקיסה, ואז מגדילות את צפיפות הסמיכה. ברור שכאשר יחידת האבסקיסה קטנה יותר, כלומר המרווח בין שני רגעי הדגימה קטן יותר, זה תורם יותר לשמירה על המצב האמיתי של הצליל המקורי. במילים אחרות, ככל שתדירות הדגימה גבוהה יותר, איכות הצליל מובטחת יותר; באופן דומה, כאשר אנכי ככל שיחידת הקואורדינטות קטנה יותר, כך איכות הצליל טובה יותר, כלומר ככל שמספר סיביות הדגימה גדול יותר, כך טוב יותר.
אנא שימו לב לנקודה אחת. 8 סיביות (8 ביט) לא אומר שהסמיך מחולק ל 8 חלקים, אבל 2 ^ 8 = 256 חלקים; באותה דרך, 16 סיביות פירושו שהסמיך מחולק ל- 2 ^ 16 = 65536 חלקים; ואילו 24 ביטים מחולקים ל- 2 ^ 16 = 65536 חלקים. מחלקים ל 2 ^ 24 = 16777216 חלקים. עכשיו בואו לבצע חישוב כדי לראות כמה נפח הנתונים של קובץ שמע דיגיטלי הוא גדול. נניח ואנחנו משתמשים ב 44.1 קילו-הרץ, 16 ביט למערכת סטריאו (כלומר, שני ערוצים)
(2) גלי
זהו פורמט קובץ שמע עתיק שפותח על ידי מיקרוסופט. WAV הוא פורמט קובץ התואם למפרט פורמט הקבצים PIFF Resource Interchange File. לכל ה- WAV יש כותרת קובץ, שהיא פרמטר הקידוד של זרם השמע. ל- WAV אין כללים קשים ומהירים לגבי קידוד זרמי שמע. בנוסף ל- PCM, כמעט כל הקידודים התומכים במפרט ACM יכולים לקודד זרמי שמע של WAV. לחברים רבים אין את הרעיון הזה. בואו ניקח את AVI כהדגמה, מכיוון ש- AVI ו- WAV דומים מאוד במבנה הקבצים, אך ל- AVI יש זרם וידאו אחד נוסף. ישנם סוגים רבים של AVI שאיתם אנו באים במגע, ולכן לעתים קרובות אנו צריכים להתקין פענוח כלשהו בכדי לצפות בכמה AVI. DivX שאיתו אנו באים במגע הוא סוג של קידוד וידאו. AVI יכול להשתמש בקידוד DivX כדי לדחוס זרמי וידאו. כמובן שאפשר להשתמש גם באחרים. קידוד דחיסה. באופן דומה, WAV יכול גם להשתמש במגוון קידודי שמע כדי לדחוס את זרם השמע שלו, אך בדרך כלל אנו WAV שזרם השמע מקודד על ידי PCM, אך אין זה אומר ש- WAV יכול להשתמש רק בקידוד PCM. קידוד MP3 יכול לשמש גם ב- WAV. כמו AVI, כל עוד ה- Decode המקביל מותקן, תוכלו ליהנות מ- WAV אלה.
תחת פלטפורמת Windows, WAV המבוסס על קידוד PCM הוא פורמט האודיו הנתמך ביותר, וכל תוכנות האודיו יכולות לתמוך בו באופן מושלם. מכיוון שהוא יכול להשיג דרישות איכות צליל גבוהות יותר, WAV הוא גם הפורמט המועדף לעריכה ויצירה של מוסיקה. מתאים לשמירת חומר מוסיקה. לכן, WAV המבוסס על קידוד PCM משמש כפורמט מתווך ומשמש לעיתים קרובות בהמרה הדדית של קידודים אחרים, כגון המרת MP3 ל- WMA.
(3) קידוד MP3
כפורמט דחיסת השמע הפופולרי ביותר, MP3 מקובל על ידי כולם. מוצרי תוכנה שונים הקשורים ל- MP3 צצים בזרם אינסופי, ומוצרי חומרה נוספים החלו לתמוך ב- MP3. ישנם נגני VCD / DVD רבים שאנו יכולים לקנות. יכול לתמוך ב- MP3, יש נגני MP3 ניידים יותר וכו '. למרות שכמה חברות מוסיקה גדולות נגעלות מאוד מהפורמט הפתוח הזה, הם לא יכולים למנוע את הישרדותו והתפשטותו של פורמט דחיסת שמע זה. MP3 נמצא בפיתוח כבר 10 שנים. זהו קיצור של MPEG (MPEG: Moving Picture Experts Group) Audio Layer-3, שהוא ערכת קידוד נגזרת של MPEG1. זה פותח בהצלחה בשנת 1993 על ידי מכון המחקר IIS Fraunhofer בגרמניה ותומסון. MP3 יכול להשיג יחס דחיסה מדהים של 12: 1 ולשמור על איכות צליל בסיסית. בימים שבהם הדיסקים הקשיחים היו כה יקרים באותה שנה, MP3 התקבל במהירות על ידי המשתמשים. עם הפופולריות של האינטרנט, MP3 התקבל על ידי מאות מיליוני משתמשים. המהדורה הראשונית של טכנולוגיית קידוד MP3 הייתה למעשה לא מושלמת. בגלל היעדר מחקר על קול ושמיעה אנושית, מקודדי ה- MP3 המוקדמים כמעט קודדו בצורה גסה ואיכות הצליל נפגעה קשות. עם כניסתן הרציפה של טכנולוגיות חדשות, טכנולוגיית קידוד mp3 שופרה בזה אחר זה, כולל שני שיפורים טכניים גדולים.
VBR: לקובץ בפורמט MP3 יש תכונה מעניינת, כלומר, ניתן לקרוא אותו תוך כדי הפעלה, מה שתואם גם את המאפיינים הבסיסיים ביותר של מדיה זורמת. כלומר, הנגן יכול לשחק בלי לקרוא מראש את כל תוכן הקובץ, שם הוא נקרא, גם אם הקובץ נפגע בחלקו. למרות ש- mp3 יכול להכיל כותרת קובץ, זה לא חשוב במיוחד עבור קבצים בפורמט mp3. בגלל תכונה זו, כל קטע ומסגרת של קובץ MP3 יכולים להיות בעלי קצב נתונים ממוצע נפרד ללא תוכניות פענוח מיוחדות. אז יש טכנולוגיה שנקראת VBR (קצב סיביות משתנה, קצב נתונים דינמי), המאפשרת לכל קטע או אפילו כל פריים בקובץ MP3 לקבל קצב סיביות נפרד. היתרון בכך הוא להבטיח את איכות הצליל.
המוצר השני שלנו:
