Программирование звука

Romtek 2010/08/07 01:04

Pavia

Введение

Оцифровка сигнала включает в себя два процесса: дискретизацию и квантизацию.

После оцифровки (процесс Analog-Digital-Conversion, ADC) непрерывный аналоговый сигнал звука x_a(t) (a-analog) принимает форму x_d[n] (d-digital).

Если аналоговый сигнал может принимать вещественные значения, t \in \mathbb{R}, то оцифрованный сигнал может принимать целочисленные значения, n \in \mathbb{N}. При оцифровке функция аналогового сигнала разбивается на равные промежутки времени (доли секунды), задаваемые частотой дискретизации f_s (s-sample), определяемой как количество семплов (промежутков времени) в секунду.
Часто используется частота дискретизации 44100 герц. Но это зависит от диапазона передаваемых частот. Чем шире диапазон передаваемых частот, тем выше должна быть частота дискретизации f_s.

Для синтеза (см. ниже) звукового сигнала с частотой f_0 необходимо задать частоту дискретизации не менее f_s = 2 f_0 согласно теореме Найквиста-Котельникова 1).

При оцифровке сигнала учитывается и уровень квантизации амплитуды, задаваемый в битах (N бит).
Таким образом, амплитуда звуковой волны задаётся числами в диапазоне -2^N .. 2^{N-1}. Как правило, для оцифровки звука используют 16 бит и, реже, 32 бита. Для оцифровки сигналов с микрофона достаточно 8 бит.

Генерация примитивных звуковых сигналов

Любой звуковой сигнал может быть представлен в виде суммы колебаний (волн) разных частот и амплитуд. Накладываясь одна на другую, вместе они составляют сложный звук.

Каждая волна задана формулой x(t)=A \cos (2 \pi f t) для аналогового сигнала и x_n=A \cos (2 \pi f n) - для цифрового. A - амплитуда волны, а f - частота волны. t и n - текущий отсчёт во времени времени или семпл.

Составляющие (колебания) звукового сигнала называют гармониками.

Синусоида

Прямоугольный

Треугольный

Пилообразный

 
audio/basics.txt · Последние изменения: 2010/08/07 01:17 От romtek
 
Recent changes RSS feed Donate Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki