Audio, Englisch ist AUDIO. Möglicherweise haben Sie den AUDIO-Ausgangs- oder Eingangsanschluss auf der Rückseite des Videorecorders oder der VCD gesehen. Auf diese Weise können wir Audio auf sehr beliebte Weise erklären. Solange es sich um einen Ton handelt, den wir hören können, kann er als Audiosignal übertragen werden. Die physikalischen Eigenschaften von Audio sind zu professionell. Weitere Informationen finden Sie in anderen Materialien. Der Klang in der Natur ist sehr kompliziert und die Wellenform ist extrem kompliziert. Normalerweise verwenden wir eine Pulscodemodulationscodierung, dh eine PCM-Codierung. PCM wandelt sich kontinuierlich ändernde analoge Signale in drei Schritten durch Abtasten, Quantisieren und Codieren in digitale Codes um.
1. Grundlegende Audiokonzepte
(1) Wie hoch ist die Abtastrate und die Abtastgröße (Bit / Bit)?
Schall ist eigentlich eine Art Energiewelle, hat also auch die Eigenschaften von Frequenz und Amplitude. Die Frequenz entspricht der Zeitachse und die Amplitude entspricht der Pegelachse. Die Welle ist unendlich glatt und die Saite besteht aus unzähligen Punkten. Da der Speicherplatz relativ begrenzt ist, müssen die Punkte der Zeichenfolge während des digitalen Codierungsprozesses abgetastet werden. Der Abtastvorgang besteht darin, den Frequenzwert eines bestimmten Punktes zu extrahieren. Je mehr Punkte in einer Sekunde extrahiert werden, desto mehr Frequenzinformationen werden offensichtlich erhalten. Um die Wellenform wiederherzustellen, müssen zwei Abtastpunkte in einer Schwingung vorhanden sein. Die höchste Frequenz, die gefühlt werden kann, ist 20 kHz. Um die Höranforderungen des menschlichen Ohrs zu erfüllen, ist es daher erforderlich, mindestens 40 k-mal pro Sekunde abzutasten, ausgedrückt in 40 kHz, und diese 40 kHz ist die Abtastrate. Unsere gemeinsame CD hat eine Abtastrate von 44.1 kHz. Es reicht nicht aus, Frequenzinformationen zu haben. Wir müssen auch den Energiewert dieser Frequenz erhalten und quantifizieren, um die Signalstärke auszudrücken. Die Anzahl der Quantisierungspegel ist eine ganzzahlige Potenz von 2, unsere übliche 16-Bit-Abtastgröße für CD-Bits, dh 2 bis 16 Potenzen. Die Abtastgröße ist im Verhältnis zur Abtastrate schwieriger zu verstehen, da es sich als einfaches Beispiel um einen abstrakten Punkt handelt: Angenommen, eine Welle wird achtmal abgetastet, und die den Abtastpunkten entsprechenden Energiewerte sind A8-A1, aber Wir verwenden nur eine 8-Bit-Abtastgröße. Daher können wir nur die Werte von 2 Punkten in A4-A1 beibehalten und die anderen 8 Punkte verwerfen. Wenn wir eine Stichprobengröße von 4 Bit verwenden, werden alle Informationen von nur 3 Punkten aufgezeichnet. Je größer der Wert der Abtastrate und der Abtastgröße ist, desto näher liegt die aufgezeichnete Wellenform am ursprünglichen Signal.
2. Verlust und verlustfrei
Anhand der Abtastrate und der Abtastgröße kann bekannt sein, dass die Audiocodierung im Vergleich zu natürlichen Signalen bestenfalls unendlich nahe beieinander liegen kann. Zumindest die aktuelle Technologie kann dies nur. Im Vergleich zu natürlichen Signalen ist jedes digitale Audiokodierungsschema verlustbehaftet. Weil es nicht vollständig wiederhergestellt werden kann. In Computeranwendungen ist die PCM-Codierung die höchste Wiedergabetreue, die häufig zur Materialkonservierung und Musikwahrnehmung verwendet wird. Es werden CDs, DVDs und unsere gängigen WAV-Dateien verwendet. Daher ist PCM durch Konvention zu einer verlustfreien Codierung geworden, da PCM die beste Wiedergabetreue in digitalem Audio darstellt. Dies bedeutet nicht, dass PCM die absolute Wiedergabetreue des Signals gewährleisten kann. PCM kann nur den größten Grad an unendlicher Nähe erreichen. Wir haben MP3 gewöhnlich in die Kategorie der verlustbehafteten Audiocodierung aufgenommen, die relativ zur PCM-Codierung ist. Der Schwerpunkt auf der relativen Verlust- und Verlustfreiheit der Codierung liegt darin, allen zu sagen, dass es schwierig ist, eine echte Verlustfreiheit zu erreichen. Es ist, als würde man Zahlen verwenden, um pi auszudrücken. Egal wie hoch die Genauigkeit ist, sie ist nur unendlich nahe, nicht wirklich gleich pi. Wert.
3. Warum Audiokomprimierungstechnologie verwenden?
Die Berechnung der Bitrate eines PCM-Audiostreams ist eine sehr einfache Aufgabe: Abtastratenwert × Abtastgrößenwert × Kanalnummer bps. Bei einer WAV-Datei mit einer Abtastrate von 44.1 kHz, einer Abtastgröße von 16 Bit und einer Zweikanal-PCM-Codierung beträgt die Datenrate 44.1 K × 16 × 2 = 1411.2 Kbit / s. Wir sagen oft, dass 128K MP3, der entsprechende WAV-Parameter, diese 1411.2 Kbit / s ist. Dieser Parameter wird auch als Datenbandbreite bezeichnet. Dies ist ein Konzept mit der Bandbreite in ADSL. Teilen Sie die Coderate durch 8, und Sie können die Datenrate dieses WAV erhalten, die 176.4 KB / s beträgt. Dies bedeutet, dass die Abtastrate zum Speichern einer Sekunde 44.1 kHz beträgt, die Abtastgröße 16 Bit beträgt und das zweikanalige PCM-codierte Audiosignal 176.4 KB Speicherplatz benötigt und 1 Minute etwa 10.34 MB beträgt, was für die meisten Benutzer nicht akzeptabel ist . Insbesondere für diejenigen, die gerne Musik auf dem Computer hören, um die Festplattennutzung zu reduzieren, gibt es nur zwei Möglichkeiten, um den Sampling-Index oder die Komprimierung zu reduzieren. Es ist nicht ratsam, den Index zu reduzieren, daher haben Experten verschiedene Komprimierungsschemata entwickelt. Aufgrund unterschiedlicher Verwendungszwecke und Zielmärkte sind die Klangqualität und das Komprimierungsverhältnis, die durch verschiedene Audiokomprimierungscodierungen erzielt werden, unterschiedlich, und wir werden sie in den folgenden Artikeln einzeln erwähnen. Eines ist sicher, sie wurden komprimiert.
4. Die Beziehung zwischen Frequenz und Abtastrate
Die Abtastrate gibt an, wie oft das ursprüngliche Signal pro Sekunde abgetastet wird. Die Abtastrate von Audiodateien, die wir üblicherweise sehen, beträgt 44.1 kHz. Was bedeutet das? Angenommen, wir haben 2 Segmente von Sinuswellensignalen, 20 Hz und 20 kHz, mit einer Länge von jeweils einer Sekunde, um der niedrigsten Frequenz und der höchsten Frequenz zu entsprechen, die wir hören können. Abtasten Sie diese beiden Signale bei 40 kHz. Was für ein Ergebnis können wir erzielen? Das Ergebnis ist, dass das 20-Hz-Signal 40K / 20 = 2000 Mal pro Vibration abgetastet wird, während das 20K-Signal nur zweimal pro Vibration abgetastet wird. Offensichtlich ist bei gleicher Abtastrate die Niederfrequenzinformation viel detaillierter als die Hochfrequenzinformation. Aus diesem Grund werfen einige Audio-Enthusiasten der CD vor, dass der digitale Sound nicht real genug ist, und die 44.1-kHz-Abtastung der CD kann nicht garantieren, dass das Hochfrequenzsignal gut aufgenommen wird. Um Hochfrequenzsignale besser aufnehmen zu können, scheint eine höhere Abtastrate erforderlich zu sein. Einige Freunde verwenden daher eine Abtastrate von 48 kHz, wenn sie CD-Audiotracks aufnehmen, was nicht ratsam ist! Das ist eigentlich nicht gut für die Klangqualität. Für die Ripping-Software ist die Beibehaltung der gleichen Abtastrate wie die von der CD bereitgestellten 44.1 kHz eine der Garantien für die beste Klangqualität, anstatt sie zu verbessern. Höhere Abtastraten sind nur im Vergleich zu analogen Signalen sinnvoll. Wenn das abgetastete Signal digital ist, versuchen Sie bitte nicht, die Abtastrate zu erhöhen.
5. Fließeigenschaften
Mit der Entwicklung des Internets haben die Menschen Anforderungen an das Online-Hören von Musik gestellt. Daher ist es auch erforderlich, dass Audiodateien gleichzeitig gelesen und abgespielt werden können, anstatt alle Dateien zu lesen und dann wiederzugeben, damit Sie sie anhören können, ohne sie herunterladen zu müssen. Oben. Es ist auch möglich, gleichzeitig zu codieren und zu senden. Diese Funktion ermöglicht die Online-Live-Übertragung und es wird Realität, einen eigenen digitalen Radiosender einzurichten.
Mehrere ergänzende Konzepte:
Was ist ein Teiler?
Der Frequenzteiler dient dazu, die Tonsignale verschiedener Frequenzbänder zu unterscheiden, sie separat zu verstärken und sie dann zur Wiedergabe an die Lautsprecher der entsprechenden Frequenzbänder zu senden. Wenn qualitativ hochwertiger Ton wiedergegeben wird, ist eine elektronische Frequenzteilungsverarbeitung erforderlich. Es kann in zwei Typen unterteilt werden: (1) Leistungsteiler: Befindet sich nach dem im Lautsprecher eingestellten Leistungsverstärker über das LC-Filternetzwerk, wird das vom Leistungsverstärker ausgegebene Leistungsaudiosignal in Bässe, Mitten und Höhen unterteilt an einzelne Sprecher gesendet. Die Verbindung ist einfach und benutzerfreundlich, verbraucht jedoch Strom, es treten Audiotäler auf und es treten Kreuzverzerrungen auf. Seine Parameter stehen in direktem Zusammenhang mit der Lautsprecherimpedanz, und die Lautsprecherimpedanz ist eine Funktion der Frequenz, die stark vom Nennwert abweicht. Der Fehler ist ebenfalls groß, was der Einstellung nicht förderlich ist. (2) Elektronischer Frequenzteiler: Ein Gerät, das schwache Audiosignale in Frequenzen unterteilt. Es befindet sich vor dem Leistungsverstärker. Nachdem die Frequenz geteilt wurde, wird ein separater Leistungsverstärker verwendet, um jedes Audiofrequenzbandsignal zu verstärken und sie dann an die entsprechenden Lautsprecher zu senden. Einheit. Da der Strom klein ist, kann er mit einem kleineren leistungselektronischen aktiven Filter realisiert werden, der einfacher einzustellen ist und den Leistungsverlust und die Interferenz zwischen den Lautsprechereinheiten verringert. Der Signalverlust ist gering und die Klangqualität gut. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen unabhängigen Leistungsverstärker für jeden Kanal, der hohe Kosten und eine komplexe Schaltungsstruktur aufweist und in professionellen Beschallungssystemen verwendet wird. (Aus av_world)
Was ist ein Erreger?
Der Erreger ist ein Oberschwingungsgenerator, ein Tonverarbeitungsgerät, das die psychoakustischen Eigenschaften von Menschen nutzt, um das Tonsignal zu modifizieren und zu verschönern. Durch Hinzufügen hochfrequenter harmonischer Komponenten zum Klang und anderer Methoden können Sie die Klangqualität und die Klangfarbe verbessern, die Durchdringung des Klangs erhöhen und das Raumgefühl des Klangs verbessern. Moderne Erreger können nicht nur hochfrequente Harmonische erzeugen, sondern haben auch niederfrequente Erweiterungs- und Musikstilfunktionen, wodurch der Bass-Effekt perfekter und die Musik ausdrucksvoller wird. Verwenden Sie Erreger, um die Klangklarheit, Verständlichkeit und Ausdruckskraft zu verbessern. Machen Sie den Klang für die Ohren angenehmer, reduzieren Sie die Hörermüdung und erhöhen Sie die Lautstärke. Obwohl der Erreger dem Klang nur etwa 0.5 dB harmonischer Komponenten hinzufügt, scheint die Lautstärke tatsächlich um etwa 10 dB gestiegen zu sein. Die akustische Lautstärke des Tons ist offensichtlich erhöht, das dreidimensionale Gefühl des Tonbildes und die Zunahme der Trennung des Tons; Die Positionierung und Überlagerung des Tons wird verbessert, und die Tonqualität des wiedergegebenen Tons und die Wiedergaberate des Bandes können verbessert werden. Da das akustische Signal während der Übertragung und Aufzeichnung hochfrequente harmonische Komponenten verliert, tritt hochfrequentes Rauschen auf. Zu diesem Zeitpunkt verwendet der erstere zuerst einen Erreger, um das Signal zu kompensieren, und der letztere verwendet einen Filter, um hochfrequentes Rauschen herauszufiltern, und erzeugt dann eine hohe Komponente, um die Qualität des Wiedergabetons sicherzustellen. Die Einstellung des Erregers erfordert, dass der Tontechniker die Klangqualität und den Ton des Systems beurteilt und dann Anpassungen basierend auf der subjektiven Hörbewertung vornimmt.
Was ist ein Equalizer?
Der Equalizer ist ein elektronisches Gerät, mit dem die Verstärkung elektrischer Signale verschiedener Frequenzkomponenten separat eingestellt werden kann. Es kompensiert die Defekte von Lautsprechern und Schallfeldern durch Einstellen elektrischer Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, kompensiert und modifiziert verschiedene Schallquellen und andere Spezialeffekte. , Der Equalizer des allgemeinen Mischers kann die elektrischen Signale für Hochfrequenz, Zwischenfrequenz und Niederfrequenz nur separat einstellen. Es gibt drei Arten von Equalizern: Grafik-Equalizer, parametrischer Equalizer und Raum-Equalizer. 1. Grafik-Equalizer: Wird auch als Chart-Equalizer bezeichnet. Durch die Verteilung der Push-Pull-Tasten auf dem Bedienfeld kann die aufgerufene Equalizer-Kompensationskurve intuitiv wiedergegeben werden. Die Erhöhung und Dämpfung jeder Frequenz ist auf einen Blick ersichtlich. Es verwendet konstante Q-Technologie für jede Frequenz. Der Punkt ist mit einem Push-Pull-Potentiometer ausgestattet. Unabhängig davon, ob eine bestimmte Frequenz erhöht oder gedämpft wird, ist die Frequenzbandbreite des Filters immer gleich. Der häufig verwendete professionelle Grafik-Equalizer unterteilt das 20-Hz- bis 20-kHz-Signal zur Anpassung in 10 Segmente, 15 Segmente, 27 Segmente und 31 Segmente. Auf diese Weise wählen Menschen Frequenzentzerrer mit unterschiedlicher Anzahl von Segmenten entsprechend unterschiedlichen Anforderungen. Im Allgemeinen sind die Frequenzpunkte des 10-Band-Equalizers in Oktavintervallen verteilt. Im Allgemeinen ist der 15-Band-Equalizer ein 2/3-Oktav-Equalizer, und bei Verwendung in der professionellen Beschallung ist der 31-Band-Equalizer 1 Der / 3-Oktave-Equalizer wird meistens in wichtigeren Fällen verwendet, in denen eine Feinkompensation erforderlich ist . Der grafische Equalizer hat eine einfache Struktur und ist intuitiv und klar, sodass er häufig in professionellem Audio verwendet wird. 2. Parametrischer Equalizer: Wird auch als parametrischer Equalizer bezeichnet. Dieser Equalizer kann verschiedene Parameter der Equalizer-Anpassung fein einstellen. Es ist meistens am Mischer angebracht, aber es gibt auch einen unabhängigen parametrischen Equalizer. Die eingestellten Parameter umfassen Frequenzbänder und Frequenzpunkte. , Verstärkung und Qualitätsfaktor Q-Wert usw. können den Klang verschönern (einschließlich hässlich) und modifizieren, den Klangstil (oder den Musikstil) markanter und farbenfroher gestalten und den gewünschten künstlerischen Effekt erzielen. 3. Der Raumentzerrer ist ein Entzerrer, mit dem die Frequenzgangkennlinie im Raum eingestellt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Absorption (oder Reflexion) unterschiedlicher Frequenzen durch dekorative Materialien und des Einflusses normaler Resonanz ist es erforderlich, einen Raumentzerrer zu verwenden. Die Frequenzfehler in der Schallkonstruktion sollten objektiv kompensiert und angepasst werden. Je feiner das Frequenzband ist, desto schärfer ist die eingestellte Spitze, dh je höher der Q-Wert (Qualitätsfaktor) ist, desto feiner ist die Kompensation während der Einstellung. Je dicker das Frequenzband ist, desto breiter ist der eingestellte Peak.
Was ist ein Kompressionsbegrenzer?
Kompressionsbegrenzer ist ein Sammelbegriff für Kompressor und Begrenzer. Es ist ein Verarbeitungsgerät für Audiosignale, das die Dynamik elektrischer Audiosignale komprimieren oder einschränken kann. Der Kompressor ist ein Verstärker mit variabler Verstärkung, und sein Verstärkungsfaktor (Verstärkung) kann sich automatisch mit der Stärke des Eingangssignals ändern, das umgekehrt proportional ist. Wenn das Eingangssignal einen bestimmten Pegel erreicht (der Schwellenwert wird auch als kritischer Wert bezeichnet), steigt das Ausgangssignal mit zunehmendem Eingangssignal an. Diese Situation wird als Kompressor bezeichnet. Wenn es nicht zunimmt, wird es Limiter genannt. In der Vergangenheit verwendete der Kompressor die Hard-Knie-Technologie, und das Eingangssignal erreichte den Schwellenwert, sobald das Eingangssignal den Schwellenwert erreichte. Die Verstärkung wird sofort reduziert, so dass sich das Signal am Wendepunkt (dem Wendepunkt der Verstärkungsänderung) dynamisch plötzlich ändert, wodurch das menschliche Ohr deutlich spürt, dass das starke Signal plötzlich komprimiert wird. Um dieses Manko zu beheben, setzt der moderne neue Kompressor auf die Soft-Knie-Technologie. Die Änderung des Kompressionsverhältnisses dieses Kompressors vor und nach dem Schwellenwert ist ausgeglichen und allmählich, was es schwierig macht, die Kompressionsänderung zu erkennen, und die Klangqualität wird weiter verbessert. . Der Kompressor kann während des Aufnahmevorgangs ein gewisses Gleichgewicht zwischen der Lautstärke des Instruments und dem Sänger aufrechterhalten. Stellen Sie das Gleichgewicht der verschiedenen Signalstärken sicher. Manchmal wird es auch verwendet, um die Sänger von Sängern zu eliminieren oder um die Komprimierungs- und Release-Zeit zu ändern, um den Spezialeffekt des "Umkehrklangs" zu erzeugen, bei dem der Klang von klein nach groß wechselt. In dem Rundfunksystem wird es verwendet, um das Programmsignal mit einem größeren Dynamikbereich zu komprimieren, um den durchschnittlichen Emissionspegel unter der Voraussetzung zu erhöhen, dass Modulationsverzerrungen und Senderüberlastungen verhindert werden. Im Beschallungssystem des Tanzsaals komprimiert der Kompressor das Signal unter Beibehaltung des ursprünglichen Programmstils und reduziert die Dynamik der Musik, um den Anforderungen des Beschallungssystems und der künstlerischen Aktivitäten gerecht zu werden. Obwohl der Kompressor viele Verwendungszwecke hat, verwenden moderne Kompressoren im Allgemeinen neue Technologien wie weiche Knie, die die Nebenwirkungen des Kompressors des Kompressors weiter reduzieren können, aber dies bedeutet nicht, dass der Kompressor die Klangqualität nicht zerstört. Wieder existierte. Verwenden Sie daher im Beschallungssystem den Begrenzer nicht, auch wenn Sie ihn verwenden möchten. Verwenden Sie den Reduzierer, um das Signal mit Vorsicht zu verarbeiten. Dies ist nicht nur eine Notwendigkeit, Leistungsverstärker und Lautsprecher zu schützen, sondern auch eine Verbesserung der Klangqualität.
Wie ist das Signal-Rausch-Verhältnis (S / N)?
Das Signal-Rausch-Verhältnis bezieht sich auf die Signalleistung an einem Referenzpunkt in der Leitung und die inhärente Rauschleistung, wenn kein Signal vorhanden ist
Das Verhältnis wird in Dezibel (dB) ausgedrückt. Je höher der Wert, desto besser, was weniger Rauschen bedeutet.
Was ist Dezibel?
Dezibel (dB) ist eine Standardeinheit, die die relative Leistung oder den Amplitudenpegel ausdrückt. Ausgedrückt in dB. Je größer die Dezibelzahl ist, desto lauter wird der Ton. Bei der Berechnung erhöht sich der Schallpegel alle 10 Dezibel in Dezibel ungefähr um das Zehnfache des Originals.
dB: Dezibel Dezibel. Es wird verwendet, um den relativen Pegel von zwei Spannungen, Kräften oder Tönen auszudrücken.
dBm: Eine Variante von Dezibel, 0 dB = 1 mW bei 600 Ohm
dBv: Eine Variante von Dezibel, 0 dB = 0.775 Volt.
dBV: Eine Variante von Dezibel, 0 dB = 1 Volt.
dB / Oktave: Dezibel / Oktave. Der Ausdruck der Steigung des Filters ist umso steiler, je größer die Anzahl der Dezibel pro Oktave ist.
Dieses Konzept ist relativ kompliziert. Wir verwenden physikalische Berechnungen, um Folgendes zu veranschaulichen:
Um die Stärke des Schalls auszudrücken, führten die Menschen das Konzept der "Schallintensität" ein und maßen seine Größe anhand der Menge an Schallenergie, die in 1 Sekunde vertikal durch eine Flächeneinheit fließt. Die Schallintensität wird durch den Buchstaben "I" dargestellt und die Einheit ist "Watt / m2". Gemäß den Vorschriften verdoppelt sich auch die Schallintensität, wenn die Schallenergie senkrecht zur Flächeneinheit innerhalb von 1 Sekunde verdoppelt wird. Daher ist die Schallintensität eine objektive physikalische Größe, die sich nicht mit den Gefühlen der Menschen ändert.
Obwohl die Schallintensität eine objektive physikalische Größe ist, gibt es einen sehr großen Unterschied zwischen der Größe der Schallintensität und der Schallintensität, die Menschen subjektiv fühlen. Um der subjektiven Wahrnehmung der Schallintensität der Menschen zu entsprechen, wird das Konzept des "Schallintensitätspegels" verwendet. wurde in der Physik eingeführt. Das Dezibel ist eine Einheit des Schallintensitätspegels, die ein Zehntel der Glocke beträgt.
Wie wird der Schallintensitätspegel reguliert? Was hat das mit Schallintensität zu tun?
Die Messung zeigt, dass das menschliche Ohr eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Schallwellen unterschiedlicher Frequenzen aufweist. Es ist am empfindlichsten für 3000-Hz-Schallwellen. Solange die Schallintensität dieser Frequenz I0 = 10-12 Watt / m2 erreicht, kann dies zu Gehör im menschlichen Ohr führen. Der Schallintensitätspegel wird basierend auf der minimalen Schallintensität I0 angegeben, die vom menschlichen Ohr gehört werden kann, und die Schallintensität von I0 = 10-12 Watt / m2 wird als Schallintensität mit Nullpegel angegeben, d. H. Schallintensität zu diesem Zeitpunkt Der Pegel beträgt null Bels (auch null Dezibel). Wenn sich die Schallintensität von I0 auf 2I0 verdoppelt, verdoppelt sich die vom menschlichen Ohr empfundene Schallintensität nicht. Erst wenn die Schallintensität 10I0 erreicht, spüren die menschlichen Ohren, dass sich die Schallintensität verdoppelt hat. Der dieser Schallintensität entsprechende Schallintensitätspegel beträgt 1 Beel = 10 Dezibel; Wenn die Schallintensität 100I0 wird, spüren die menschlichen Ohren, dass der Schall stark ist. Schwach steigt um das Zweifache an, der entsprechende Schallintensitätspegel beträgt 2 Bel = 2 Dezibel; Wenn die Schallintensität 20I1000 wird, erhöht sich die vom menschlichen Ohr empfundene Schallintensität um das Dreifache, und der entsprechende Schallintensitätspegel beträgt 0 Bel = 3 Dezibel. Und so weiter und so fort. Die maximale Schallintensität, der das menschliche Ohr standhalten kann, beträgt 3 Watt / m30 = 1I2, und der entsprechende Schallintensitätspegel beträgt 1012 Bels = 0 Dezibel.
Formel: Schalldruckpegel (dB) = 20Lg (gemessener Schalldruck / Referenzschalldruckwert)
Anmerkung des alten Fisches: Wenn der gemessene Schalldruck dem Referenzschalldruck entspricht, beträgt das berechnete Ergebnis nach der Erfassung des Logarithmus 0 dB. Bei analogen Audiogeräten kann sie größer als 0 dB sein, bei digitalen Geräten jedoch nicht. Die digitale Berechnung erfordert eine Messung, und es gibt keinen unendlichen Wert. Daher ist 0 dB in den von uns verwendeten digitalen Geräten und Software zu einem Referenzstandardwert geworden.
2. Einführung in gängige Audioformate und Player
Die Eigenschaften und Anpassungsfähigkeit von Mainstream-Audioformaten
Alle Arten von Audiocodierungen haben ihre technischen Eigenschaften und ihre Anwendbarkeit bei verschiedenen Gelegenheiten. Lassen Sie uns grob erklären, wie diese Audiocodierung flexibel angewendet werden kann.
4-1 PCM-codiertes WAV
Wie bereits erwähnt, ist die PCM-codierte WAV-Datei das Format mit der besten Klangqualität. Unter der Windows-Plattform kann jede Audiosoftware Unterstützung für sie bieten. Es gibt viele Funktionen in WinAPI, die von Windows bereitgestellt werden und die WAV direkt abspielen können. Daher wird bei der Entwicklung von Multimedia-Software häufig WAV in großen Mengen für Event-Soundeffekte und Hintergrundmusik verwendet. PCM-codiertes WAV kann bei gleicher Abtastrate und Abtastgröße die beste Klangqualität erzielen. Daher wird es auch häufig in der Audiobearbeitung, nichtlinearen Bearbeitung und anderen Bereichen eingesetzt.
Features: Die Klangqualität ist sehr gut und wird von einer Vielzahl von Software unterstützt.
Anwendbar für: Multimedia-Entwicklung, Erhaltung von Musik und Soundeffektmaterialien.
4-2MP3
MP3 hat ein gutes Komprimierungsverhältnis. Die von LAME codierte MP3-Datei mit mittlerer bis hoher Bitrate kommt der ursprünglichen WAV-Datei in Bezug auf den Klang sehr nahe. Unter Verwendung geeigneter Parameter eignet sich LAME-codiertes MP3 sehr gut für die Musikwahrnehmung. Da MP3 seit langem eingeführt wird, gepaart mit einer recht guten Klangqualität und Komprimierungsrate, verwenden viele Spiele MP3 auch für Event-Soundeffekte und Hintergrundmusik. Fast alle bekannten Audiobearbeitungsprogramme unterstützen auch MP3. Sie können MP3 wie WAV verwenden. Da die MP3-Codierung jedoch verlustbehaftet ist, sinkt die Klangqualität nach mehrfacher Bearbeitung stark und MP3 ist nicht zum Speichern von Material geeignet. Aber die Demo als Arbeit ist wirklich hervorragend. Die lange Geschichte und die gute Klangqualität von MP3 machen es zu einer der am häufigsten verwendeten verlustbehafteten Codierungen. Eine große Anzahl von MP3-Ressourcen ist im Internet zu finden, und der MP3-Player wird von Tag zu Tag zur Mode. Viele VCDPlayer, DVDPlayer und sogar Mobiltelefone können MP3 abspielen, und MP3 ist eine der am besten unterstützten Codierungen. MP3 ist auch nicht perfekt und funktioniert bei niedrigeren Bitraten nicht gut. MP3 hat auch die grundlegenden Eigenschaften von Streaming-Medien und kann online abgespielt werden.
Eigenschaften: Gute Klangqualität, relativ hohes Komprimierungsverhältnis, unterstützt von einer großen Menge an Software und Hardware und weit verbreitet.
Geeignet für: Geeignet für Musikwahrnehmung mit höheren Anforderungen.
4-3 OGG
Ogg ist ein sehr vielversprechender Code, der eine erstaunliche Leistung bei verschiedenen Bitraten aufweist, insbesondere bei niedrigen und mittleren Bitraten. Neben seiner guten Klangqualität ist Ogg auch ein völlig kostenloser Codec, der die Grundlage für mehr Unterstützung für Ogg bildet. Ogg hat einen sehr guten Algorithmus, der mit einer geringeren Bitrate eine bessere Klangqualität erzielen kann. Das 128kbps Ogg ist sogar besser als das 192kbps oder sogar MP3 mit höherer Bitrate. Oggs Höhen haben einen bestimmten metallischen Geschmack, so dass dieser Defekt von Ogg beim Codieren einiger Soloinstrumente mit hohen Anforderungen an hohe Frequenzen aufgedeckt wird. OGG hat die grundlegenden Eigenschaften von Streaming-Medien, es gibt jedoch keine Unterstützung für Mediendienst-Software, sodass eine digitale Übertragung auf Basis von ogg noch nicht möglich ist. Der aktuelle Status von Ogg, der unterstützt wird, ist nicht gut genug, egal ob es sich um Software oder Hardware handelt, er kann nicht mit MP3 verglichen werden.
Eigenschaften: Es kann eine bessere Klangqualität als MP3 mit einer geringeren Bitrate als MP3 erzielen und bietet eine gute Leistung bei hohen, mittleren und niedrigen Bitraten.
Anwenden auf: Verwenden Sie einen kleineren Speicherplatz, um eine bessere Klangqualität zu erzielen (im Vergleich zu MP3).
4-4 MPC
Wie OGG ist auch MPCs Konkurrent mp3. Bei mittleren und hohen Bitraten kann MPC eine bessere Klangqualität als die Konkurrenz erzielen. Bei mittleren Bitraten ist die Leistung von MPC Ogg nicht unterlegen. Bei hohen Bitraten ist die Leistung von MPC noch verzweifelter. Der Klangqualitätsvorteil von MPC zeigt sich hauptsächlich im Hochfrequenzteil. Die hohe Frequenz von MPC ist viel empfindlicher als MP3 und hat nicht den metallischen Geschmack von Ogg. Es ist derzeit die am besten geeignete verlustbehaftete Codierung für die Musikwahrnehmung. Da es sich bei allen um neue Codes handelt, ähneln sie der Erfahrung von Ogg und es fehlt ihnen eine umfassende Software- und Hardwareunterstützung. MPC hat eine gute Codierungseffizienz und die Codierungszeit ist viel kürzer als bei OGG und LAME.
Merkmale: Bei mittleren und hohen Bitraten bietet es die beste Klangqualität bei verlustbehafteter Codierung und bei hohen Bitraten eine hervorragende Hochfrequenzleistung.
Anwendbar für: Musikwahrnehmung mit der besten Klangqualität unter der Voraussetzung, viel Platz zu sparen.
4-6 WM
Die von Microsoft entwickelte WMA wird auch von vielen Freunden geliebt. Bei niedrigen Bitraten hat es eine viel bessere Klangqualität als MP3. Das Aufkommen von WMA beseitigte sofort die einst beliebte VQF-Codierung. WMA mit Microsoft-Hintergrund hat gute Software- und Hardwareunterstützung erhalten. Windows Media Player kann WMA abspielen und digitale Radiosender hören, die auf der WMA-Codierungstechnologie basieren. Da der Player auf fast jedem PC vorhanden ist, sind immer mehr Musikwebsites bereit, WMA als erste Wahl für Online-Auditions zu verwenden. Neben der guten Support-Umgebung bietet WMA auch eine sehr gute Leistung bei einer Bitrate von 64 bis 128 KBit / s. Obwohl viele Freunde mit höheren Anforderungen nicht zufrieden sind, haben mehr Freunde mit niedrigeren Anforderungen diese Codierung akzeptiert. WMA ist sehr Die Popularität kommt bald.
Eigenschaften: Die Klangqualität bei niedrigen Bitraten ist kaum zu übertreffen
Anwendbar für: Digitalradio-Setup, Online-Audition, Musikwahrnehmung bei geringen Anforderungen
4-7 mp3PRO
Als verbesserte Version von MP3 zeigt MP3PRO eine sehr gute Qualität, voller Höhen, obwohl MP3PRO über die SBR-Technologie in den Wiedergabevorgang eingefügt wird, aber das tatsächliche Hörerlebnis ist recht gut, obwohl es etwas dünn erscheint, aber es ist bereits vorhanden Die Welt der 64-Kbit / s Es gibt keinen Rivalen, auch nicht mehr als 128-Kbit / s-MP3, aber leider ist die Niederfrequenzleistung von MP3PRO genauso schlecht wie die von MP3. Glücklicherweise kann die Hochfrequenzinterpolation von SBR diesen Defekt mehr oder weniger vertuschen, so dass mp3PRO Im Gegenteil, die Niederfrequenzschwäche von WMA ist nicht so offensichtlich wie die von WMA. Sie können tief fühlen, wenn Sie den PRO-Schalter des RCA mp3PRO Audio Players verwenden, um zwischen dem PRO-Modus und dem normalen Modus zu wechseln. Insgesamt hat der 64-kbit / s-MP3PRO die Klangqualität des 128-kbit / s-MP3 erreicht, mit einem leichten Gewinn im Hochfrequenzbereich.
Eigenschaften: der König der Klangqualität bei niedrigen Bitraten
Geeignet für: Musikwahrnehmung bei geringen Anforderungen
4-8 AFFE
Eine neue Art der verlustfreien Audiocodierung, die eine Komprimierungsrate von 50-70% bieten kann. Obwohl es im Vergleich zu verlustbehafteter Codierung nicht erwähnenswert ist, ist es ein großer Segen für Freunde, die perfekte Aufmerksamkeit verfolgen. APE kann wirklich verlustfrei sein, anstatt verlustfrei zu klingen, und das Komprimierungsverhältnis ist besser als bei ähnlichen verlustfreien Formaten.
Eigenschaften: Die Klangqualität ist sehr gut.
Geeignet für: höchste Wertschätzung und Sammlung von Musik.
3, Audiosignalcodierungsverarbeitung
(1) PCM-Codierung
PCM Pulse Code Modulation ist die Abkürzung für Pulse Code Modulation. Im vorherigen Text haben wir den allgemeinen Workflow von PCM erwähnt. Wir müssen uns nicht um die Berechnungsmethode kümmern, die bei der endgültigen Codierung von PCM verwendet wird. Wir müssen nur die Vor- und Nachteile des PCM-codierten Audiostreams kennen. Der größte Vorteil der PCM-Codierung ist die gute Klangqualität, und der größte Nachteil ist die große Größe. Unsere gängige Audio-CD verwendet PCM-Codierung, und die Kapazität einer CD kann nur 72 Minuten Musikinformationen enthalten.
Wie wir alle wissen, können die aktuellen Multimedia-Computer, egal wie leistungsfähig sie sind, nur digitale Informationen im Inneren verarbeiten. Die Geräusche, die wir hören, sind alle analoge Signale. Wie kann der Computer diese Audiodaten auch verarbeiten? Was ist der Unterschied zwischen analogem und digitalem Audio? Was sind die Vorteile von digitalem Audio? Dies werden wir im Folgenden vorstellen.
Das Konvertieren von analogem Audio in digitales Audio wird als Sampling in Computermusik bezeichnet. Das wichtigste in diesem Prozess verwendete Hardwaregerät ist der Analog-Digital-Wandler (ADC). Der Abtastvorgang wandelt tatsächlich das elektrische Signal des üblichen analogen Audiosignals in eine Anzahl von Binärcodes um, die als "Bit" 0 und 1 bezeichnet werden. Diese 0 und 1 bilden eine digitale Audiodatei. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, repräsentiert die Sinuskurve in der Abbildung die ursprüngliche Audiokurve. Das farbige Quadrat stellt das Ergebnis dar, das nach der Probenahme erhalten wurde. Je konsistenter die beiden sind, desto besser ist das Stichprobenergebnis.
Die Abszisse in der obigen Figur ist die Abtastfrequenz; Die Ordinate ist die Stichprobenauflösung. Die Gitter im Bild werden allmählich von links nach rechts verschlüsselt, wobei zuerst die Dichte der Abszisse und dann die Dichte der Ordinate erhöht wird. Wenn die Einheit der Abszisse kleiner ist, dh das Intervall zwischen den beiden Abtastmomenten kleiner ist, ist es offensichtlich förderlicher, den wahren Zustand des Originaltons aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten, je höher die Abtastfrequenz ist, desto garantierter ist die Klangqualität. In ähnlicher Weise ist die Klangqualität umso besser, je kleiner die Koordinateneinheit ist, je kleiner die Koordinateneinheit ist, dh je größer die Anzahl der Abtastbits ist.
Bitte beachten Sie einen Punkt. 8-Bit (8 Bit) bedeutet nicht, dass die Ordinate in 8 Teile unterteilt ist, sondern 2 ^ 8 = 256 Teile; Ebenso bedeutet 16-Bit, dass die Ordinate in 2 ^ 16 = 65536 Teile unterteilt ist. während 24 Bits in 2 ^ 16 = 65536 Teile unterteilt sind. Teilen Sie in 2 ^ 24 = 16777216 Teile. Führen Sie nun eine Berechnung durch, um festzustellen, wie groß das Datenvolumen einer digitalen Audiodatei ist. Angenommen, wir verwenden 44.1 kHz, 16 Bit für Stereo (dh zwei Kanäle).
(2) WELLE
Dies ist ein altes Audiodateiformat, das von Microsoft entwickelt wurde. WAV ist ein Dateiformat, das der Spezifikation des PIFF Resource Interchange-Dateiformats entspricht. Alle WAVs haben einen Dateikopf, der der Codierungsparameter des Audiostreams ist. WAV hat keine festen Regeln für die Codierung von Audio-Streams. Zusätzlich zu PCM können fast alle Codierungen, die die ACM-Spezifikation unterstützen, WAV-Audiostreams codieren. Viele Freunde haben dieses Konzept nicht. Nehmen wir AVI als Demonstration, da AVI und WAV in der Dateistruktur sehr ähnlich sind, AVI jedoch noch einen Videostream hat. Es gibt viele Arten von AVIs, mit denen wir in Kontakt kommen. Daher müssen wir häufig Decode installieren, um einige AVIs anzusehen. DivX, mit dem wir in Kontakt kommen, ist eine Art Videokodierung. AVI kann DivX-Codierung verwenden, um Videostreams zu komprimieren. Natürlich können auch andere verwendet werden. Komprimierung codieren. In ähnlicher Weise kann WAV auch eine Vielzahl von Audiocodierungen verwenden, um seinen Audiostream zu komprimieren. Wir sind jedoch normalerweise WAV, deren Audiostream von PCM codiert wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass WAV nur PCM-Codierung verwenden kann. MP3-Codierung kann auch in WAV verwendet werden. Wie bei AVI können Sie diese WAVs genießen, solange die entsprechende Dekodierung installiert ist.
Unter der Windows-Plattform ist WAV basierend auf PCM-Codierung das am besten unterstützte Audioformat, und alle Audiosoftware kann es perfekt unterstützen. Da WAV höhere Anforderungen an die Klangqualität erfüllen kann, ist es auch das bevorzugte Format für die Bearbeitung und Erstellung von Musik. Geeignet zum Speichern von Musikmaterial. Daher wird WAV, das auf PCM-Codierung basiert, als Zwischenformat verwendet und häufig bei der gegenseitigen Konvertierung anderer Codierungen verwendet, beispielsweise bei der Konvertierung von MP3 in WMA.
(3) MP3-Codierung
Als beliebtestes Audiokomprimierungsformat wird MP3 von allen akzeptiert. Verschiedene Softwareprodukte im Zusammenhang mit MP3 tauchen in einem endlosen Strom auf, und immer mehr Hardwareprodukte unterstützen MP3. Es gibt viele VCD / DVD-Player, die wir kaufen können. Kann MP3 unterstützen, es gibt mehr tragbare MP3-Player usw. Obwohl einige große Musikunternehmen von diesem offenen Format äußerst angewidert sind, können sie das Überleben und die Verbreitung dieses Audiokomprimierungsformats nicht verhindern. MP3 ist seit 10 Jahren in der Entwicklung. Es ist die Abkürzung für MPEG (MPEG: Moving Picture Experts Group) Audio Layer-3, ein abgeleitetes Codierungsschema von MPEG1. Es wurde 1993 vom Fraunhofer IIS Research Institute in Deutschland und Thomson erfolgreich entwickelt. MP3 kann ein erstaunliches Komprimierungsverhältnis von 12: 1 erreichen und die grundlegende hörbare Klangqualität beibehalten. In den Tagen, als Festplatten in diesem Jahr so teuer waren, wurde MP3 von den Benutzern schnell akzeptiert. Mit der Popularität des Internets wurde MP3 von Hunderten Millionen Benutzern akzeptiert. Die Erstveröffentlichung der MP3-Codierungstechnologie war tatsächlich sehr unvollständig. Aufgrund des Mangels an Forschung zu Klang und menschlichem Gehör wurden die frühen MP3-Encoder fast alle grob codiert, und die Klangqualität wurde ernsthaft beeinträchtigt. Mit der kontinuierlichen Einführung neuer Technologien wurde die MP3-Codierungstechnologie nacheinander verbessert, einschließlich zweier wesentlicher technischer Verbesserungen.
VBR: Die Datei im MP3-Format hat eine interessante Funktion, dh sie kann während der Wiedergabe gelesen werden, was auch den grundlegendsten Eigenschaften von Streaming-Medien entspricht. Das heißt, der Player kann spielen, ohne den gesamten Inhalt der Datei vorzulesen, in der er gelesen wird, auch wenn die Datei teilweise beschädigt ist. Obwohl MP3 einen Dateikopf haben kann, ist dies für Dateien im MP3-Format nicht sehr wichtig. Aufgrund dieser Funktion kann jedes Segment und jeder Frame der MP3-Datei ohne spezielle Decodierungsschemata eine separate durchschnittliche Datenrate aufweisen. Es gibt also eine Technologie namens VBR (Variable Bitrate, Dynamic Data Rate), mit der jedes Segment oder sogar jeder Frame der MP3-Datei eine separate Bitrate haben kann. Dies hat den Vorteil, dass die Klangqualität gewährleistet ist.
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