Лабораторна робота 5 Марков Богдан

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук

Вивчення представлення звуку

Для зберігання, обробки та відтворення звуку комп'ютеру необхідно перетворити неперервний сигнал у дискретний. Ця операція називається дискретизацією. Головним її параметром є частота дискретизації, яка визначає кількість сигналів за секунду при перетворенні неперервного сигналу в дискретний. Вимірюється в герцах. Найпопулярніші частоти дискретизації: 44100 Гц (покриває весь діапазон приблизного середнього людського слуху, від 20 Гц до 22 КГц) та 48000 Гц. Із цим параметром пов'язаний ще один термнін — частота Найквіста, що дорівнює половині частоти дискретизації та визначає максимальну частоту цифрового сигналу (виходячи за цей поріг може виникнути деформація сигналу).

Цифрові формати збереження аудіо-даних, що використовують PCM (імпульсно-кодову модуляцію) мають ще однин важливий параметр — розрядність (bit depth), який визначає ширину діапазону можливих значень кожного семпла аудіо-файлу, а саме кількість бітів, що його визначають. Більша глибина, звичайно, збільшує розмір файлу, але є показником більшого доступного динамічного діапазону. Параметр, що визначає кількість біт, яка передається на одиницю часу називається бітрейтом (bitrate) і буває статичним (CBR), “плаваючим” (VBR), або усереденим (ABR)

Формати для зберігання звуку поділяються на три основних класи: нестисненні формати (можуть мати найбільший розмір у порівнянні із стисненними, але є найбільш подібними до оригінального звуку при записі), стисненні без втрат (lossless, полягають у можливості відтворення нестисненного сигналу без спотворень), стисенні із втратами (lossy, унеможливлюють відтворення оригінального сигналу внаслідок специіальних алгоритмів стиснення, але, зазвичай, мають найменший розмір).

Формати без стиснення

  • CD-Audio (Compact Disc Digital Audio) — частота дискретизації 44.1 КГц, розрядність 16 біт, двоканальний.
  • WAV (Waveform Audio Format) — можлива частота дискретизації 11.025 - 192.0 КГц, можлива розрядність 8 - 32 біт, число каналів від одного до шести.
  • AIFF (Audio Interchange File Format) — можлива частота дискретизації 11.025 - 192.0 КГц, можлива розрядність 8 - 32 біт, число каналів від одного до шести. Використовується переважно із продукцією Apple.

Формати із стисненням без втрат

  • FLAC (Free Lossless Audio Codec ) — частота дискретизації 1Гц - 655.350 КГц, можлива розрядність 4 - 32, число каналів від одного до восьми, відкритий та багатоплатформний.
  • APE (Monkey's Audio) — частота дискретизації 8 - 96 КГц, можлива розрядність 16, або 24, двоканальний, відкритий.
  • ALAC (Apple Lossless Audio Codec) — частота дискретизації 44.1 - 192 КГц, можлива розрядність 16, або 24, підтримка до шести каналів. Основне призначення формату в сумісністності із сервісами Apple, які не підтримуюсь FLAC.

Формати із стисненням з втратами

  • MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) — частота дискретизації до 48 КГц, розрядність 16 бітна, двоканальний, бітрейт обмежений діапазоном 8 — 320 кбіт/c.
  • OGG (Ogg Vorbis) — частота дискретизації до 192 КГц, розрядність до 32 біт, число каналів до 255, багатоплатформений та більш гнучкий в налаштуванні.
  • AAC (Advanced Audio Coding) — частота дискретизації до 192 КГц, число каналів до 48, на останій час є менш популярним форматом у порівнянні із mp3 та ogg.

3 улюблені музикальні композиції в некомпресованому форматі

Disturbed - Down of the sickness
Denzel Curry - Sumo
Kanye West - Mercy

Порівняння якості звуку в отриманих файлах

Назва композиції Виконавець Формат композиції Бітрейд Довжина композиції Розмір композиції (Мб)
Mercy Kanye West MP3 некомпресований формат 00:02:42 27,2
128 2,47
192 3,70
320 2,47
Sumo Denzel Curry некомпресований формат 00:03:45 37,9
128 3,44
192 5,16
320 7,69
Disturbed Down with the Sickness некомпресований формат 00:04:38 46,8
128 4,25
192 6,37
320 10,28

Висновок

Чим більше бітрейт композиції, тим кращою стає музика, але нажаль збільшується об'єм файла.