Codage des informations sonores

Tout processus de la réalité peut être transformé en forme numérique. Ainsi, le codage d'informations audio à l'aide d'ordinateurs est effectué selon le schéma suivant:

- les vibrations de l'air sont enregistrées par des instruments sensibles;

- ils sont convertis en un courant électrique, dans lequel la fréquence (amplitude) change en conséquence;

- le courant reçu est numérisé, c'est-à-dire qu'il est échantillonné (on dit parfois que le codage binaire de l'information audio a lieu).

L'analogue électronique reçu du flux sonore initial est plus qualitatif, plus la fréquence d'échantillonnage à l'échantillonnage et la profondeur de codage sont élevées.

En d'autres termes, encoder des informations audioEst-ce le processus de conversion d'un analogue familier en un signal numérique, destiné à un traitement ultérieur sur les appareils appropriés. Considérons plus en détail les étapes et les façons de numériser le son.

L'échantillonnage dans le domaine temporel est la basenumérisation. Selon le théorème de Kotel'nikov, un signal électrique analogique peut être transformé en une forme numérique en lisant avec un certain pas une série continue de valeurs de son amplitude. La fréquence de ces lectures devrait au moins doubler la valeur limite de la fréquence du signal principal. S'il est nécessaire de numériser une "source" analogique avec une fréquence de fonctionnement de 0-20 kHz, l'échantillon doit être échantillonné pas moins de 40 000 fois par seconde (40 kHz). L'échantillonnage indique le nombre de mesures par seconde du signal analogique d'origine (échantillonnage, fréquence d'échantillonnage). Avec la croissance des échantillons, non seulement la qualité mais aussi le volume du flux de données reçu augmente.

Le codage de l'information sonore peut égalementeffectué d'autres façons. Comme, par exemple, la numérisation au moyen de la quantification non uniforme, parfois appelée logarithmique. Lorsqu'elle est utilisée, l'échelle d'amplitude entière est classiquement divisée en sections avec des valeurs hautes et basses. Un codage supplémentaire des informations audio se produit en appliquant un grand nombre de niveaux de quantification dans les zones avec une faible valeur d'amplitude (et vice versa). Cependant, nous notons que le nombre total de niveaux reste le même que dans la méthode de quantification homogène (PCM).

Une approche complètement différente est mise en œuvreméthode de codage alternative. C'est ce que l'on appelle la "modulation impulsion-code différentielle" (DPCM). De cette manière, la quantification n'est pas affectée par l'amplitude immédiate du signal, mais par ses valeurs relatives. En conséquence, il est possible de réduire la quantité de données occupées par les données, étant donné que le mécanisme de prédiction des échantillons subséquents du signal original est impliqué.

Encodage et traitement d'informations audio,décrit dans cet article, suppose la nécessité d'effectuer une transformation "analogique-chiffre". Ce processus est réalisé à l'aide d'un ADC (convertisseur analogique-numérique). Avec le fonctionnement de cet appareil, chaque propriétaire d'un ordinateur équipé d'une carte son fait face chaque jour (dans ce cas, il y a un processus inverse - obtenir un signal analogique du flux numérique).

Les fonctions de l'ADC sont les suivantes:

- En limitant la bande passante des fréquences transmises. A l'aide de filtres, les composantes du signal dont la fréquence est supérieure à la moitié de la fréquence d'échantillonnage sont coupées (la raison a été décrite plus haut).

- Echantillonnage des valeurs d'amplitude à certains intervalles. En conséquence, le signal analogique est représenté par une séquence de bits uniques d'intensité différente (échantillonnage).

- Remplacement des valeurs des bits obtenus par leurs valeurs les plus proches d'un ensemble fixe (quantification).

- Conversion de chaque valeur quantifiée par le nombre conditionnel du niveau de quantification (chaque valeur a son propre numéro de série). C'est la dernière étape de la numérisation.