8. Системы обработки воспроизведения аудиоинформации
Звуковое
оборудование — обязательный элемент каждого аудиовизуального
комплекса.
Источниками
аудиоинформации могут служить самые разнообразные устройства, входящие в состав
аудиовизуального комплекса:
-
Аппараты воспроизведения (DVD-проигрыватели, TV-тюнеры и т.д.);
-
Компьютерная техника (ноутбуки, медиасерверы и т.д);
-
Проводные и радиомикрофоны, микрофонные пульты конгресс систем, оборудование для синхронного перевода;
-
Системы аудио- и видеоконференцсвязи;
-
Устройства протоколирования.
Акустические
системы обеспечивают чистое воспроизведение звука в любой точке помещения.
Основное требование: система громкоговорителей должна создавать достаточно
сильное и равномерное звуковое поле в пределах всего помещения. Для корректной
записи и воспроизведения звука в состав системы звукового сопровождения входят
устройства для усиления сигналов (усилители мощности), микширования (микшеры и
микшерные пульты) и обработки (эквалайзеры, кроссоверы, компрессоры, гейты,
подавители обратной связи и т.п.).
Цифровая
аудиоплатформа
представляет собой небольшой модуль, который заменяет целый рэковый шкаф с
аналогичными аналоговыми устройствами, избавляет от сложной системы коммутации,
имеет удобный интерфейс настройки и управления и, что немаловажно, значительно
дешевле аналогового решения.
Тюнер
(от англ. tuner tune — настраивать (на длину волны)) — персональное абонентское
устройство, служащее для выделения и демодуляции сигнала. ТВ-тюнер — род тюнера,
предназначенный для приема телевизионного сигнала в различных форматах вещания
(PAL, SECAM, NTSC) с показом на компьютере или просто на отдельном
мониторе.
Звуковая
карта
(звуковая плата, аудиокарта; англ. sound card) — дополнительное оборудование ПК,
позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и (или)
записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные
карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных
компьютерах чаще представлены в виде интегрированного в материнскую плату
аппаратного кодека (согласно спецификации Intel АС'97 или Intel HD
Audio).
Звуковые
файлы
(sound files, audio files) — файлы, содержащие цифровую запись аудиоданных
(голоса, музыкальных произведений или их фрагментов и других звуков любой
природы); существуют два основных типа звуковых файлов: с оцифрованным звуком и
нотной записью. Звуковые файлы представляют собой составную часть
мультимедиа.
MIDI—
запись музыкальных произведений в виде команд синтезатору; музыкальные файлы
компактны, голос человека не воспроизводят (соответствуют векторному
представлению в графике).
WAV
— универсальный звуковой формат, в котором хранится полная информация об
оцифрованном звуке (соответствует формату bmp в графике). Занимает очень большой
объем памяти (15 Мбайт на 1 мин звучания).
MP3
— формат сжатия аудиоинформации с регулируемой потерей информации, позволяющий
сжимать файлы в несколько раз в зависимости от заданного битрейта (в среднем в
11 раз). Даже при самом высоком битрейте — 320 Кбит/с — обеспечивает
четырехкратное сжатие по сравнению с компакт-дисками.
APE
— формат сжатия аудиоинформации без потери информации (а следовательно,
качества); коэффициент сжатия — около 2.
Файлы
с оцифрованным звуком
(digitized sound files) — звуковые файлы, в которых исходная непрерывная
(аналоговая) форма сигнала записана в виде последовательности коротких
дискретных значений амплитуд звукового сигнала, измеренных (выбранных) через
одинаковые промежутки времени и имеющих между собой весьма малый
интервал.
Файлы
с нотной записью
(song file, music file) — звуковые файлы, которые содержат последовательность
команд, сообщающих, какую ноту, каким инструментом и как долго нужно
воспроизводить в тот или иной момент времени.
Рассмотрим
основные стандарты многоканального
звука.
Dolby
Stereo
— стандарт на технологию цифровой записи (воспроизведения) звукового
сопровождения фильмов для кинотеатров, позволяющий кодировать на двух звуковых
дорожках кинопленки четыре канала: левый, центральный, правый и
тыловой.
DDS
(Dolby Surround Sound)
— стандарт на технологию цифровой записи (воспроизведения) звукового
сопровождения фильмов в частотном диапазоне 100— 7 ООО Гц для домашних
кинотеатров.
DPL
(Dolby Surround Pro Logic)
— развитие стандарта DDS для домашних кинотеатров с трех на четыре канала звука:
левый, центральный, правый и тыловой.
Dolby
Digital
— стандарт кодирования (декодирования) записи шестиканального звука (5 + 1) в
диапазоне от 20 Гц до 20 кГц: пять каналов окружающего звука и один
низкочастотный (сабвуферный).
Dolby
Digital АСЗ
— дополнение стандарта Dolby Digital схемой, обеспечивающей плотность сжатия
записи звука от 12:1 и более при значении битрейта от 64 до 640 Кбит/с при
высоком качестве воспроизведения.
Dolby
Surround АСЗ
— упрощенный вариант стандарта Dolby Digital для домашних кинотеатров,
отличающийся сниженными скоростями потоков данных.
DTS
(Digital Theater System)
— стандарт шестиканальной (5+1) записи звука на музыкальных DVD, близок к Dolby
Digital, отличается меньшим коэффициентом сжатия (4:1), повышенной скоростью
потока данных (битрейт — 882 Кбит/с).
Dolby
Pro Logic II—
развитие стандарта Dolby Surround Pro Logic, обеспечивающее разложение обычного
стереозвука на шесть каналов: 5+1.
Dolby
Pro Logic Iix—
развитие стандарта Dolby Surround Pro Logic, обеспечивающее разложение
стереозвука на 7 (6 + 1) или 8 каналов (7 + 1).
Dolby
Digital EX
— вариант стандарта Dolby Pro Logic Iix для домашних
кинотеатров.
Dolby
Digital Surround EX
— расширенный до 7 каналов (6 + 1) вариант стандарта Dolby Digital Surround, в
котором имеется дополнительный тыловой (задний) канал, дублирующий центральный
канал, если звук записан в формате 5 + 1.\
Временная
дискретизация
— это процесс, при котором звуковая волна разбивается на отдельные маленькие
временные участки, причем для каждого устанавливается определенная амплитуда.
Частота
дискретизации
показывает, сколько раз за секунду измеряется моментальное значение сигнала.
Если сигнал оцифровывается при частоте дискретизации 44 кГц, то измерения
производятся 44 000 раз в секунду.
Количество
уровней громкости выражается глубиной
звука — количеством битов, используемых для кодирования одного
уровня.
Параметры
качественного звука приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1 – Параметры качественного звука
Битрейт
— скорость передачи данных, задаваемая при кодировании. Обозначается английскими
словами bit rate и может изменяться от 8 до 320 Кбит/с. Чем больше битов
информации записано в секунду, тем с меньшими потерями будет воспроизведен
исходный материал — тем больше места в памяти компьютера занимает
МРЗ-файл.
Уменьшение
битрейта ведет к ухудшению качества звучания и уменьшению информационного объема
звукового файла. Приемлемое качество звучания будет при битрейте 128 Кбит/с. При
конвертировании формата WAVE в MP3 качество звучания остается на высоком уровне,
если используется битрейт не ниже 128 Кбит/с, а информационный объем уменьшается
в 10 раз. Это происходит из-за использования специального алгоритма
сжатия.