Мультимедиа технологии. Часть 1. Основы Мультимедиа технологий

Нужнов Евгений

Другими характеристиками звукового сигнала являются: звуковое (акустическое) давление, интенсивность (сила) звука, уровень громкости, естественный динамический диапазон (разность между минимальным и максимальным уровнем громкости сигнала), разделение каналов

стереозвука, отношение сигнал/шум, вид амплитудно-частотной характеристики и т.п.

Например, для симфонического оркестра динамический диапазон равен

D = 110 – 30 (дБ) = 80 дБ

1 дБ – уровень сигнала, интенсивность которого равна условному нулевому уровню. Для сравнения приведем примеры интенсивности:

1) обстановка за городом ночью – 20 дБ;

2) фоновый шум в тихой комнате – 30 дБ;

3) обычный тихий разговор – 50 дБ;

4) шум небольшого офиса – 60 дБ;

5) шум внутри трамвая – 70 дБ;

6) шум клепальной машины, крик с близкого расстояния – 100 дБ;

7) шум реактивного двигателя, рок-концерт –120 дБ;

8) болевой порог – около 130 дБ;

9) выстрел из орудия с близкого расстояния –140 дБ [3-5].

Звуковой сигнал в цифровой форме (цифровой звук) представляет собой последовательность двоичных чисел, выражающих величину его амплитуды, измеренную через определенные промежутки времени.

Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой происходит так. Непрерывный аналоговый сигнал делится на равные отрезки (тактовые интервалы) с помощью очень стабильного источника тактовой частоты. Значения амплитуды в начале каждого интервала (отсчеты) запоминаются и сохраняются до начала следующего с помощью специального устройства выборки и хранения. Эта операция называется

дискретизацией, а частота следования отсчетов (число осуществляемых замеров амплитуды в 1 с) – частотой дискретизации. Но значения амплитуды сигнала невозможно записать с бесконечной точностью, поэтому их округляют, выражая ближайшим по значению двоичным числом [14-15]. Данная операция называется квантованием. Точность квантования увеличивается с ростом числа разрядов двоичного представления отсчетов или частоты дискретизации. Она определяет отношение сигнал/шум и динамический диапазон сигнала (хотя это взаимно-обратные величины, но любой реальный тракт имеет и свой уровень шумов и помех).

К снижению уровня шумов в рабочей полосе частот 0 : F_макс приводит не только увеличение разрядности отсчета, но и повышение частоты дискретизации относительно 2 F_макс, поскольку шумы квантования распределяются по всей полосе вплоть до частоты дискретизации, а звуковая информация занимает только нижнюю часть этой полосы.

Итак, более или менее точная передача сигнала связана не с лучшей или худшей его слышимостью, а с большей или меньшей зашумленностью и искаженностью оригинального сигнала. Принято считать, что качество звучания определяется, в основном, наличием и «поведением» высоких частот (в полосе от 5 КГц и выше), тогда как частоты в полосе от 0 до 3-5 КГц определяют ясность звучания. Например, человеческую речь и музыку невозможно разобрать без наличия в ней нижней полосы частот, тогда как верхние частоты придают звучанию окрас четкости и качества [14-15].

Конец ознакомительного фрагмента.