Теория информации

Определение. При двоичном кодировании аналогового звукового сигнала непрерывный сигнал дискретизируется , т.е. заменяется серией отдельных выборок с заданной периодичностью. Качество двоичного кодирования зависит от двух параметров:  количества распознаваемых дискретных уровней сигнала,  количества выборок в секунду. Периодичность выборок определяется частотой дискретизации. Определение. Оцифрованный звуковой сигнал соответствует исходному аналоговому сигналу в том случае, если частота дискретизации не меньше удвоенной частоты наивысшей гармоники этого исходного сигнала. Человек слышит звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, поэтому максимальная частота дискретизации должна быть не менее 40 кГц. Определение. Одновременно с дискретизацией осуществляется квантование отсчетов по амплитуде — измерение мгновенных значений амплитуды и преобразование их в цифровой код. Точность измерения зависит от количества разрядов кодового слова. При длине кодового слова 8 бит количество градаций амплитуды составляет 256, при 16 битах — 65 536. Качество звука в дискретной форме может быть плохим (качество радиотрансляции) при 8 битах и 5,5 кГц и достаточно высоким (качество аудио-CD) при 16 битах и 44 кГц. Объем аудиофайла с длительностью звучания 1 с при хорошем качестве звука составит: V = 16 бит · 44 000 = 88 Кбайт. Для уменьшения объема хранения аудиоинформации применяют методы компрессии (сжатия), уменьшающие объем без ухудшения качества до 20% первоначального. При генерировании звучания различных музыкальных инструментов используются синтезаторы, применяющие такие методы, как метод частотной модуляции (FM-синтез) и таблицы волн (WТ-синтез).