Составители:
Рубрика:
1. Психоакустика и аудиотехника
Изучением слуха и восприятия звука занимается наука под названием
психоакустика. В этой науке на основе субъективных наблюдений устанавливаются
закономерности взаимосвязи между объективными характеристиками звука и
ощущениями его восприятия. Эти взаимосвязи лишь иногда описываются с помощью
эмпирических формул, чаще представляются в виде графиков, а иногда они носят лишь
описательный характер, например, для тембра звука.
Изучение психоакустики радиоинженерами, и особенно специалистами в области
аудиотехники, в настоящее время необходимо потому, что результаты исследований в
этой области используются в целом ряде разделов аудиотехники, которые изучаются
как отдельные дисциплины.
В области аналоговой аудиотехники результаты, полученные в психоакустике,
позволяет разрабатывать регуляторы уровня и тембра, акустические головки и
акустические системы, шумоподавители, эквалайзеры и усилители мощности с учетом
слухового восприятия. Без знаний в области психоакустики нельзя понять почему мы
не слышим 20% нелинейные искажения громкоговорителей на низких частотах и нас
крайне раздражают нелинейные искажений менее 0.1%, возникающие в транзисторных
усилителях из-за центральной осечки.
Эти же знания необходимы при комплектовании звуковых студий и согласования
между собой различной аудиоаппаратуры. Даже для того чтобы правильно измерить
шум магнитофона, усилителя или целого звукового тракта требуется знание
особенностей слуха человека и специальная аппаратура.
В цифровой аудиотехнике до сих пор существует необходимость понижения шума
квантования, возникающего при аналого-цифровом преобразовании. Этот шум
действует на слух значительно более раздражающе, чем шум аналоговой
аудиоаппаратуры. Хотя максимальное отношение сигнал-шум для цифровой
аудиоаппаратуры достигает 96…120 дБ, при воспроизведении записи реальных
музыкальных программ оно не превышает 50…70 дБ. Существенное снижение шума
квантования при разработке цифровой аудиоаппаратуры также возможно только с
учетом особенностей слуха человека.
В проигрывателях компакт дисков помехоустойчивое кодирование звука, полная и
частичная коррекция кодовых ошибок осуществляются без всякого учета особенностей
слуха человека, почти также как в компьютерах. Как следствие, это исключает
возможность существенного повышения скорости записываемых цифровых потоков.
Поэтому на этих дисках не может быть записано больше двух звуковых каналов, что
для современного качества звуковоспроизведения совершенно недостаточно.
В системах связи и звукового вещания крайне ограничены возможности выбора
свободных частотных диапазонов, поэтому остро стоит задача понижения скорости
цифровых звуковых потоков без снижения субъективного качества звучания.
В области цифровой звукозаписи для повышения качества воспроизведения звука
требуется повышение частоты дискретизации и числа разрядов без увеличения
размеров носителя и сокращения времени записи.
Для решения этих проблем в этих областях техники необходимо осуществить
значительное сжатие звука с уменьшением скорости цифрового потока в 4…10 раз.
Поэтому в этих областях техники стали использовать субполосное кодирование, при
котором звуковой звук разделяется на множество полос шириной близкой к
критической полосе слуха, а кодирование осуществляется в каждой полосе отдельно с
выбором числа разрядов так, чтобы шумы квантования не ощущались на слух. Были
3
