Dzięki jej treści dowiemy się więcej na takie tematy, jak: podstawowe fakty o dźwięku, próbkowanie, kwantyzacja i formaty plików.
Reprezentacje danych
multimedialnych - d wi k
1. Podstawowe fakty2. Próbkowanie3. Kwantyzacja4. Formaty plikówD wi k – podstawowe fakty
• D wi k – ci gła fala zg szcze i rozrzedze rozchodz ca
si w powietrzu
• Wykazuje normalne własno ci falowe (odbicie, ugi cie
itp.)
• Pr dko rozchodzenia w powietrzu
v(T) = ( 331 + T [°C] ) m/sek
• Charakterystyki fali: cz stotliwo , amplituda• Człowiek mo e słysze d wi ki z zakresu cz stotliwo ci:
16 Hz ÷ 20 kHz (długo ci fal 21.3 m ÷ 1.7 cm).D wi k – podstawowe fakty c.d.
Miara intensywno ci:
SPL = 10 log(P/P0) dB,
P0 = 10-12 W/m2
Intensywno – nieliniowa funkcja mocy (podwojenie
mocy to zmiana o 10 log(2) dB = 3 dBPrzykładowe intensywno ci:
• 0 dB – próg słyszalno ci• 30 dB – cichy dom• 60 dB – biuro• 80 dB – gło na ulica• 120 dB – koncert rockowyDigitalizacja
Rejestruj c d wi k uzyskujemy sygnał analogowy.
V
tDigitalizacja – zamiana na dyskretny ci g liczb.Dyskretna siatka w kierunku czasowym – próbkowanie, w
kierunku sygnału – kwantyzacja.
t
1 3 4 5 6 3 0 -3 -4 1 3 1 0 2 0 -4 0Jako digitalizacji
Zale y od ilo ci poziomów kwantyzacji i cz sto ci
próbkowaniaKwantyzacja – zale y od ilo ci bitów przeznaczonych na
reprezentacj numeru progu kwantyzacji
Kwantyzacja N-bitowa – 2N poziomów8 bitów – 256 poziomów kwantyzacji16 bitów – 65536 poziomów kwantyzacjiBł d kwantyzacji = warto sygnału – warto najbli szego poziomu kwantyzacji ≤ połowa odległo ci mi dzy poziomami
Jak cz sto nale y próbkowa ?fo
fp = fo
fp = 1.5 fo
aliasingAliasing
• Gdy cz sto próbkowania za mała – przekłamania w
odtworzeniu cz sto ci z próbek – aliasingf
= f
− f , dla f
< f
< 2 faliassamptruetruesamptrue
• Ogólnie: obserwowana cz sto – najni sza mo liwa
cz sto sinusoidy, która ma te same próbki co dana
sinusoida wej ciowa
fsamp = 8 kHzTwierdzenie Nyquista
H.Nyquist (1928), C.E. Shanon (1949)
Aby móc dokładnie odtworzy ci gły sygnał o ograniczonym pa mie z
jego próbek, nale y zastosowa cz sto próbkowania równ co
najmniej podwojonej najwy szej cz sto ci sygnału.
Wnioski:
– aby przenie całe pasmo akustyczne nale y wzi f ≥
p
40 kHz
(stosuje si 44.1 kHz)
– aby dobrze przenie mow (100 Hz ÷ 3.5 kHz) nale y wzi
f ≥
p
7 kHz (stosuje si 8 kHz)
– aby unikn aliasingu nale y zastosowa filtr dolnoprzepustowy z
cz sto ci obci cia fo = fp/2Jako kwantyzacji
Dla układów analogowych miara jako ci sygnału – SNR:
SNR = 10 log (V 2
2
(…)
…)
Dla kwantyzacji N-bitowej:
sygnał: – 2N-1 ÷ 2N-1
bł d kwantyzacji: ½ (w najgorszym razie)
SQNR = 20 log(2N) = N * 20 log(2) = 6.02 * N (dB)
N=8,
SQNR = 48 dB
N=16,
SQNR = 96 dB
Filtrowanie audio
Przed próbkowaniem i konwersj AD – filtr pasmowy
(dolnoprzepustowy, 2 fhigh < fobc < fsamp )
Po stronie dekodera DA pojawiaj si znów wysokie
cz sto ci – konieczny filtr dolnoprzepustowy
Kwantyzacja nieliniowa
Do tej pory…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)