Šifriranje informacija o zvuku

Svi procesi stvarnosti mogu se pretvoriti u digitalni oblik. Dakle, kodiranje audio informacija pomoću računala izvodi se prema sljedećoj shemi:

- vibracije zraka bilježe osjetljivi instrumenti;

- pretvaraju se u električnu struju, u kojoj se frekvencija (amplituda) mijenja sukladno tome;

- primljena struja je digitalizirana, tj. uzorkovana (ponekad je rečeno da se radi o binarnom kodiranju audio informacija).

Primljeni elektronički analog početnog zvuka je kvalitativniji, to je veća frekvencija uzorkovanja pri uzorkovanju i dubina kodiranja.

Drugim riječima, kodiranje audio informacijaJe li postupak pretvaranja poznatog analognog signala na digitalni signal, namijenjen za naknadnu obradu na odgovarajućim uređajima. Razmotrimo detaljnije faze i načine digitalizacije zvuka.

Temeljno je uzimanje vremenskih domenadigitalizacija. Prema Kotelnikovom teoremu, analogni električni signal može se pretvoriti u digitalni oblik čitajući s određenim korakom kontinuirani niz vrijednosti njegove amplitude. Učestalost takvih očitanja bi trebala barem dvostruko ograničiti graničnu vrijednost frekvencije glavnog signala. Ako je potrebno digitalizirati analogni "izvor" s radnom frekvencijom od 0-20 kHz, uzorak treba uzorkovati ne manje od 40 tisuća puta u sekundi (40 kHz). Uzorkovanje označava broj mjerenja po sekundi izvornog analognog signala (uzorkovanje, frekvencija uzorkovanja). Uz rast uzoraka povećava se ne samo kvaliteta nego i obujam zaprimljenih tokova podataka.

Također kodiranje informacija o zvuku možeizvodi se na druge načine. Kao npr. Digitalizacija pomoću nejednolikog kvantizacije, ponekad nazvanog logaritam. Kada se koristi, cijela skala amplituda se konvencionalno dijeli na odjeljke s visokim i niskim vrijednostima. Daljnje kodiranje audio informacija događa se primjenom velikog broja razina kvantizacije u područjima male vrijednosti amplitude (i obrnuto). Međutim, napominjemo da ukupan broj razina ostaje isti kao u homogenoj metodi kvantizacije (PCM).

U potpunosti se primjenjuje drugačiji pristupalternativna metoda kodiranja. Zove se "diferencijalna modulacija impulsnih kodova" (DPCM). Na taj način, kvantizacija ne utječe neposredna amplituda signala, već njezinim relativnim vrijednostima. Kao rezultat toga, moguće je smanjiti količinu podataka zauzetih podacima, jer je uključen mehanizam za predviđanje naknadnih uzoraka izvornog signala.

Kodiranje i obrada audio informacija,opisan u ovom radu, pretpostavlja potrebu za izvođenjem "analogno-znamenkasti" transformacije. Ovaj se proces provodi pomoću ADC (analogno-digitalni pretvarač). Uz rad ovog uređaja, svaki vlasnik računala opremljenog zvučnom karticom suočava se svaki dan (u ovom slučaju postoji obrnuti postupak - dobivanje analognog signala iz digitalnog toka).

Funkcije ADC su sljedeće:

- Ograničavanje širine pojasa prenesenih frekvencija. Uz pomoć filtera, komponente signala čija je frekvencija veća od polovice frekvencije uzorkovanja su odsječene (razlog je ranije opisan).

- uzorkovanje vrijednosti amplituda u određenim intervalima. Kao rezultat toga, analogni signal je predstavljen slijedom pojedinačnih bita različitih intenziteta (uzorkovanja).

- Zamjena vrijednosti dobivenih bitova njihovim najbližim vrijednostima iz fiksnog seta (kvantizacija).

- Pretvorba svake kvantizirane vrijednosti uvjetnim brojem razine kvantizacije (svaka vrijednost ima svoj serijski broj). Ovo je posljednja faza digitalizacije.