Программирование мультимедиа-систем. Баканов В.М. - 28 стр.

  3 Лабораторная работа 3. Цифровая запись, редактирование и
    воспроизведения звука

  3.1 Цель работы – приобретение практических навыков в получении и
цифровой обработке звука c использованием стандартного ПО.

   3.2 Теоретические основы. Источником представляющих практический
интерес звуковых колебаний являются микрофон, радио и теле- передачи,
ресурсы сети InterNet, устройства хранения (CD, магнитная лента, flash) и
синтеза звука.
   Звук представляет собой механические колебания физической среды (воз-
духа, скорость распространения около 340 м/сек) частотой приблизительно
20 ÷ 20000 Гц, современные системы обработки звука основаны на преобра-
зовании этих колебаний в электрический сигнал, последующей его (аналого-
вой или цифровой) обработки и вывода вновь в виде колебаний физической
среды. Эффект стереофонии достигается временной разницей колебаний,
легко улавливаемой благодаря наличию приблизительно 20-сантиметровой
базы между приемниками аудиоинформации – ушами человека (разница по
                        -4
времени 0,2/340 ≈ 6 × 10 сек).
   Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму выполняет анало-
го-цифровой преобразователь (АЦП), служащий для дискретизации сигнала
по времени (частота оцифровки) и квантования по уровню (собственно циф-
ровое представление сигнала). Обычно в АЦП применяется технология пре-
образования с импульсно-кодовой модуляцией (PCM, Pulse Code Modulation).
Временные промежутки между моментами преобразования сигнала называ-
ют интервалами выборки (Sampling Interval); эта величина обратно пропор-
циональна частоте выборки, или сэмплингом (Sampling Rate). Амплитуда
аналогового сигнала (Sample Value) при каждом преобразовании делится
(квантуется) по уровню и кодируется в соответствующий параллельный
цифровой код (Digital Sample), время преобразования аналогового сигнала в
цифровой код именуется временем выборки (Sampling Time), рис. 3.1. Разре-
шающая способность АЦП - наименьшее значение аналогового сигнала, ко-
торое приводит к изменению цифрового кода. Например, если АЦП выдает 8-
                                                   8
разрядный код, разрешающая способность равна 1/(2 )=1/256 от максималь-
ной амплитуды аналогового сигнала (около 0,4% в относительных единицах),
16-разрядный АЦП имеет точность представления сигнала не хуже
    16
1/(2 )=1/65536 (0,0015%). Увеличение разрядности АЦП приводит к росту
его динамического диапазона (каждый дополнительный бит соответствует
увеличению приблизительно на 6 дБ). 8-разрядное преобразование обеспечи-
вает динамический диапазон 48 дБ (качество кассетного магнитофона), 12-



                                 - 28 -