الصوت ، اللغة الإنجليزية هي AUDIO ، ربما تكون قد شاهدت مخرج الصوت أو منفذ الإدخال على اللوحة الخلفية لمسجل الفيديو أو VCD. بهذه الطريقة ، يمكننا شرح الصوت بطريقة شائعة جدًا ، طالما أنه صوت يمكننا سماعه ، يمكن نقله كإشارة صوتية. الخصائص الفيزيائية للصوت احترافية للغاية ، لذا يرجى الرجوع إلى المواد الأخرى. الصوت في الطبيعة معقد للغاية ، وشكل الموجة معقد للغاية. عادة ما نستخدم ترميز تعديل الكود النبضي ، أي ترميز PCM. يقوم PCM بتحويل الإشارات التناظرية المتغيرة باستمرار إلى رموز رقمية من خلال ثلاث خطوات لأخذ العينات والتكميم والتشفير.
1. مفاهيم الصوت الأساسية
(1) ما هو معدل أخذ العينات وحجم العينة (بت / بت).
الصوت هو في الواقع نوع من موجات الطاقة ، لذلك فهو يتميز أيضًا بخصائص التردد والسعة. يتوافق التردد مع محور الوقت ويتوافق السعة مع محور المستوى. الموجة سلسة بشكل لا نهائي ، ويمكن اعتبار الخيط مؤلفًا من عدد لا يحصى من النقاط. نظرًا لأن مساحة التخزين محدودة نسبيًا ، يجب أخذ عينات من نقاط السلسلة أثناء عملية التشفير الرقمي. عملية أخذ العينات هي استخراج قيمة التردد لنقطة معينة. من الواضح أنه كلما تم استخراج المزيد من النقاط في ثانية واحدة ، يتم الحصول على مزيد من معلومات التردد. لاستعادة شكل الموجة ، يجب أن يكون هناك نقطتا عينات في اهتزاز واحد. أعلى تردد يمكن الشعور به هو 20 كيلو هرتز. لذلك ، لتلبية متطلبات السمع للأذن البشرية ، من الضروري أخذ عينة على الأقل 40 ألف مرة في الثانية ، معبرًا عنها في 40 كيلو هرتز ، وهذا 40 كيلو هرتز هو معدل أخذ العينات. يحتوي القرص المضغوط المشترك الخاص بنا على معدل أخذ عينات يبلغ 44.1 كيلو هرتز. لا يكفي أن يكون لديك معلومات عن التردد. يجب علينا أيضًا الحصول على قيمة الطاقة لهذا التردد وتحديدها للتعبير عن قوة الإشارة. عدد مستويات التكميم هو عدد صحيح يبلغ 2 ، وهو حجم أخذ عينات بت القرص المضغوط المشترك 16 بت ، أي 2 أس 16. يصعب فهم حجم أخذ العينات بالنسبة إلى معدل أخذ العينات ، لأنه نقطة مجردة ، كمثال بسيط: افترض أنه تم أخذ عينة من الموجة 8 مرات ، وقيم الطاقة المقابلة لنقاط أخذ العينات هي A1-A8 ، ولكن نحن نستخدم حجم أخذ العينات 2 بت فقط ، ونتيجة لذلك ، يمكننا فقط الاحتفاظ بقيم 4 نقاط في A1-A8 وتجاهل النقاط الأربع الأخرى. إذا أخذنا عينة بحجم 4 بت ، فسيتم تسجيل جميع المعلومات التي تبلغ 3 نقاط فقط. كلما زادت قيمة معدل أخذ العينات وحجم العينة ، كلما اقترب شكل الموجة المسجل من الإشارة الأصلية.
2. خسارة وضياع
وفقًا لمعدل أخذ العينات وحجم العينة ، يمكن أن يكون معروفًا أنه بالنسبة للإشارات الطبيعية ، يمكن أن يكون التشفير الصوتي قريبًا بلا حدود في أحسن الأحوال. على الأقل يمكن للتكنولوجيا الحالية فقط القيام بذلك. بالنسبة للإشارات الطبيعية ، فإن أي مخطط تشفير صوت رقمي به خسارة. لأنه لا يمكن استعادته بالكامل. أعلى مستوى من الدقة في تطبيقات الكمبيوتر هو ترميز PCM ، والذي يستخدم على نطاق واسع لحفظ المواد وتقدير الموسيقى. يتم استخدام جميع الأقراص المضغوطة وأقراص DVD وملفات WAV الشائعة. لذلك ، أصبح PCM ترميزًا غير ضياع وفقًا للاتفاقية ، لأن PCM يمثل أفضل مستوى دقة في الصوت الرقمي. هذا لا يعني أن PCM يمكنه ضمان الدقة المطلقة للإشارة. يمكن لـ PCM فقط تحقيق أعلى درجة من القرب اللامتناهي. لقد قمنا عادةً بتضمين MP3 في فئة ترميز الصوت المفقود ، والذي يتعلق بتشفير PCM. التركيز على الفقد النسبي وخسارة الترميز هو إخبار الجميع أنه من الصعب تحقيق خسارة حقيقية. إنه مثل استخدام الأرقام للتعبير عن pi. بغض النظر عن مدى الدقة العالية ، فهي قريبة جدًا فقط ، ولا تساوي في الحقيقة pi. القيمة.
3. لماذا نستخدم تقنية ضغط الصوت
يعد حساب معدل البت لدفق صوت PCM مهمة سهلة للغاية ، قيمة معدل أخذ العينات × قيمة حجم العينة × رقم القناة بت في الثانية. ملف WAV بمعدل أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز ، وحجم أخذ العينات 16 بت ، وترميز PCM ثنائي القناة ، ومعدل بياناته 44.1 كيلو × 16 × 2 = 1411.2 كيلو بايت في الثانية. غالبًا ما نقول أن 128K MP3 ، معلمة WAV المقابلة ، هي 1411.2 كيلو بت في الثانية ، وتسمى هذه المعلمة أيضًا عرض النطاق الترددي للبيانات ، وهي مفهوم مع عرض النطاق الترددي في ADSL. اقسم معدل الشفرة على 8 ، ويمكنك الحصول على معدل البيانات لهذا WAV ، وهو 176.4 كيلو بايت / ثانية. هذا يعني أن معدل أخذ العينات لتخزين ثانية واحدة هو 44.1 كيلو هرتز ، وحجم العينة هو 16 بت ، وتتطلب الإشارة الصوتية بترميز ثنائي القناة PCM مساحة 176.4 كيلو بايت ، ودقيقة واحدة تبلغ حوالي 1 ميجا بايت ، وهو أمر غير مقبول لمعظم المستخدمين . ، خاصة أولئك الذين يحبون الاستماع إلى الموسيقى على الكمبيوتر ، لتقليل استخدام القرص ، هناك طريقتان فقط لتقليل مؤشر أخذ العينات أو الضغط. لا يُنصح بتقليل الفهرس ، لذلك طور الخبراء أنظمة ضغط متنوعة. نظرًا لاختلاف الاستخدامات والأسواق المستهدفة ، تختلف جودة الصوت ونسبة الضغط التي تحققها ترميزات ضغط الصوت المختلفة ، وسنذكرها واحدة تلو الأخرى في المقالات التالية. شيء واحد مؤكد ، لقد تم ضغطها.
4. العلاقة بين التكرار ومعدل أخذ العينات
يشير معدل أخذ العينات إلى عدد المرات التي يتم فيها أخذ عينات الإشارة الأصلية في الثانية. معدل أخذ عينات من الملفات الصوتية التي نراها عادة هو 44.1 كيلو هرتز. ماذا يعني هذا؟ لنفترض أن لدينا جزأين من إشارات الموجة الجيبية ، 2 هرتز و 20 كيلو هرتز ، كل منهما بطول ثانية واحدة ، لتتوافق مع أدنى تردد وأعلى تردد يمكننا سماعه ، أخذ عينات من هاتين الإشارتين عند 20 كيلو هرتز ، يمكننا الحصول على أي نوع من النتيجة؟ والنتيجة هي أن إشارة 40 هرتز يتم أخذ عينات منها 20K / 40 = 20 مرة لكل اهتزاز ، بينما يتم أخذ عينات إشارة 2000K مرتين فقط لكل اهتزاز. من الواضح أنه بنفس معدل أخذ العينات ، تكون المعلومات منخفضة التردد أكثر تفصيلاً من المعلومات عالية التردد. هذا هو السبب في أن بعض المتحمسين للصوت يتهمون القرص المضغوط بأن الصوت الرقمي ليس حقيقيًا بما فيه الكفاية ، وأن أخذ عينات 20 كيلو هرتز من القرص المضغوط لا يمكن أن يضمن تسجيل إشارة التردد العالي بشكل جيد. لتسجيل إشارات عالية التردد بشكل أفضل ، يبدو أن معدل أخذ العينات أعلى مطلوب ، لذلك يستخدم بعض الأصدقاء معدل أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز عند التقاط المسارات الصوتية للقرص المضغوط ، وهو أمر غير مستحسن! هذا في الواقع ليس جيدًا لجودة الصوت. بالنسبة لبرنامج النسخ ، يعد الحفاظ على نفس معدل أخذ العينات مثل 48 كيلو هرتز الذي يوفره القرص المضغوط أحد الضمانات للحصول على أفضل جودة صوت ، بدلاً من تحسينه. تعد معدلات أخذ العينات الأعلى مفيدة فقط عند مقارنتها بالإشارات التناظرية. إذا كانت الإشارة التي يتم أخذ عينات منها رقمية ، فالرجاء عدم محاولة زيادة معدل أخذ العينات.
5. خصائص التدفق
مع تطور الإنترنت ، طرح الناس متطلبات للاستماع إلى الموسيقى عبر الإنترنت. لذلك ، من الضروري أيضًا قراءة الملفات الصوتية وتشغيلها في نفس الوقت ، بدلاً من قراءة جميع الملفات ثم إعادة تشغيلها ، حتى تتمكن من الاستماع إليها دون تنزيل. أعلى. من الممكن أيضًا التشفير والبث في نفس الوقت. هذه هي الميزة التي تتيح البث المباشر عبر الإنترنت ، ويصبح إنشاء محطة الراديو الرقمية الخاصة بك حقيقة واقعة.
عدة مفاهيم تكميلية:
ما هو الفاصل؟
يتمثل مقسم التردد في التمييز بين الإشارات الصوتية لنطاقات التردد المختلفة ، وتضخيمها بشكل منفصل ، ثم إرسالها إلى مكبرات الصوت في نطاقات التردد المقابلة لإعادة التشغيل. عند إعادة إنتاج صوت عالي الجودة ، يلزم معالجة قسم التردد الإلكتروني. يمكن تقسيمها إلى نوعين: (1) مقسم الطاقة: يقع بعد مضخم الطاقة ، مضبوط في السماعة ، من خلال شبكة مرشح LC ، وينقسم خرج إشارة الصوت بواسطة مضخم الطاقة إلى صوت جهير ، ومدى متوسط وثلاثة أضعاف ، و إرسالها إلى المتحدثين الفرديين. الاتصال بسيط وسهل الاستخدام ، لكنه يستهلك الطاقة ، وتظهر وديان الصوت ، ويحدث تشوه متقاطع. ترتبط معلماته مباشرة بمقاومة السماعة ، ومقاومة السماعة هي دالة للتردد ، والتي تنحرف بشكل كبير عن القيمة الاسمية. الخطأ كبير أيضًا ، ولا يفضي إلى التعديل. (2) مقسم التردد الإلكتروني: جهاز يقسم الإشارات الصوتية الضعيفة إلى تردد. يقع أمام مكبر الطاقة. بعد تقسيم التردد ، يتم استخدام مضخم طاقة منفصل لتضخيم كل إشارة نطاق تردد صوتي ، ثم إرسالها إلى السماعات المقابلة. وحدة. نظرًا لأن التيار صغير ، يمكن تحقيقه باستخدام مرشح نشط إلكتروني ذي طاقة أصغر ، وهو أسهل في الضبط ، مما يقلل من فقد الطاقة والتداخل بين وحدات السماعات. فقدان الإشارة صغير وجودة الصوت جيدة. ومع ذلك ، تتطلب هذه الطريقة مضخم طاقة مستقلًا لكل قناة ، والتي تتميز بتكلفة عالية وبنية دائرة معقدة ، وتستخدم في أنظمة تقوية الصوت الاحترافية. (من av_world)
ما هو المثير؟
المثير هو مولد متناسق ، وهو جهاز معالجة الصوت يستخدم الخصائص النفسية الصوتية للأشخاص لتعديل وتجميل الإشارة الصوتية. من خلال إضافة مكونات متناسقة عالية التردد إلى الصوت وغيرها من الطرق ، يمكنك تحسين جودة الصوت ولون النغمة وزيادة اختراق الصوت وزيادة الإحساس بمساحة الصوت. لا يمكن للإثارة الحديثة إنشاء التوافقيات عالية التردد فحسب ، بل يمكنها أيضًا توسيع نطاق التردد المنخفض ووظائف نمط الموسيقى ، مما يجعل تأثير الجهير أكثر كمالًا والموسيقى أكثر تعبيرًا. استخدم المثيرات لتحسين وضوح الصوت والوضوح والتعبير. اجعل الصوت أكثر إرضاءً للأذنين ، وقلل من إجهاد الاستماع ، وزد من جهارة الصوت. على الرغم من أن المثير لا يضيف سوى حوالي 0.5 ديسيبل من المكونات التوافقية إلى الصوت ، إلا أنه يبدو في الواقع أن مستوى الصوت قد زاد بنحو 10 ديسيبل. من الواضح أن ارتفاع الصوت السمعي للصوت يزداد ، والشعور ثلاثي الأبعاد للصورة الصوتية ، وزيادة فصل الصوت ؛ تم تحسين وضع الصوت وطبقاته ، كما يمكن تحسين جودة الصوت الناتج ومعدل إعادة إنتاج الشريط. نظرًا لأن الإشارة الصوتية تفقد المكونات التوافقية عالية التردد أثناء الإرسال والتسجيل ، تظهر ضوضاء عالية التردد. في هذا الوقت ، يستخدم الأول محفزًا لتعويض الإشارة أولاً ، ويستخدم الأخير مرشحًا لتصفية ضوضاء عالية التردد ، ثم ينشئ مكونًا عالي النبرة لضمان جودة صوت التشغيل. يتطلب ضبط المحرض من مهندس الصوت الحكم على جودة الصوت ونغمة النظام ، ثم إجراء التعديلات بناءً على تقييم الاستماع الذاتي.
ما هو المعادل؟
المعادل هو جهاز إلكتروني يمكنه ضبط تضخيم الإشارات الكهربائية لمكونات التردد المختلفة بشكل منفصل. يقوم بتعويض عيوب السماعات ومجال الصوت عن طريق ضبط الإشارات الكهربائية للترددات المختلفة ، ويعوض ويعدل مصادر الصوت المختلفة والمؤثرات الخاصة الأخرى. ، يمكن للمعادل الموجود في الخلاط العام فقط ضبط الإشارات الكهربائية ذات التردد العالي والتردد المتوسط والتردد المنخفض بشكل منفصل. هناك ثلاثة أنواع من المعادلات: المعادل الرسومي والمعادل البارامتري ومعادل الغرفة. 1. المعادل الرسومي: المعروف أيضًا باسم معادل الرسم البياني ، من خلال توزيع مفاتيح الدفع والسحب على اللوحة ، يمكن أن يعكس بشكل حدسي منحنى تعويض التعادل الذي يتم استدعاؤه ، وتكون الزيادة والتخفيف لكل تردد واضحين في لمحة. إنها تستخدم تقنية Q الثابتة ، كل تردد تم تجهيز النقطة بمقياس جهد الدفع والسحب ، بغض النظر عما إذا كان تردد معين قد زاد أو تم تخفيفه ، فإن عرض النطاق الترددي للمرشح هو نفسه دائمًا. يقسم المعادل الرسومي الاحترافي الشائع الاستخدام إشارة 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز إلى 10 مقاطع و 15 مقطعًا و 27 مقطعًا و 31 مقطعًا للتعديل. بهذه الطريقة ، يختار الأشخاص معادلات التردد بأعداد مختلفة من المقاطع وفقًا لمتطلبات مختلفة. بشكل عام ، يتم توزيع نقاط التردد للمعادل 10 نطاقات في فترات أوكتاف. بشكل عام ، المعادل ذو 15 نطاقًا هو معادل 2/3 أوكتاف ، وعند استخدامه في تعزيز الصوت الاحترافي ، يكون المعادل 31 نطاقًا هو 1 ، ويتم استخدام معادل الأوكتاف / 3 في الغالب في المناسبات الأكثر أهمية حيث يلزم تعويض غرامة . يتميز المعادل الرسومي بهيكل بسيط وبديهي وواضح ، لذا فهو مستخدم على نطاق واسع في الصوت الاحترافي. 2. المعادل البارامترى: المعروف أيضًا باسم المعادل البارامترى ، وهو موازن يمكنه ضبط المعلمات المختلفة لتعديل المعادلة بدقة. يتم توصيله في الغالب بالخلاط ، ولكن يوجد أيضًا معادل حدودي مستقل. تشمل المعلمات المعدلة نطاقات التردد ونقاط التردد. ، قيمة عامل الكسب والجودة Q ، وما إلى ذلك ، يمكن تجميل (بما في ذلك القبيح) وتعديل الصوت ، وجعل نمط الصوت (أو الموسيقى) أكثر تميزًا وملونة ، وتحقيق التأثير الفني المطلوب. 3. معادل الغرفة هو معادل يستخدم لضبط منحنى خاصية استجابة التردد في الغرفة. نظرًا لاختلاف الامتصاص (أو الانعكاس) للترددات المختلفة بواسطة مواد الديكور وتأثير الرنين الطبيعي ، من الضروري استخدام معادل للغرفة مع عيوب التردد في بناء الصوت يجب تعويضها وتعديلها بشكل موضوعي. كلما كان نطاق التردد أدق ، زادت حدة الذروة المعدلة ، أي كلما زادت قيمة Q (عامل الجودة) ، كان التعويض أدق أثناء الضبط. كلما كان نطاق التردد أكثر سمكًا ، كانت الذروة المعدلة أوسع.
ما هو محدد الضغط؟
محدد الضغط هو مصطلح جماعي للضاغط والمحدد. إنه جهاز معالجة للإشارات الصوتية ، يمكنه ضغط أو تقييد ديناميكيات الإشارات الكهربائية الصوتية. الضاغط هو مضخم ربح متغير ، ويمكن أن يتغير عامل تضخيمه (الكسب) تلقائيًا مع قوة إشارة الدخل ، والتي تتناسب عكسيًا. عندما تصل إشارة الإدخال إلى مستوى معين (تسمى العتبة أيضًا القيمة الحرجة) ، تزداد إشارة الخرج مع زيادة إشارة الإدخال. هذا الموقف يسمى ضاغط. إذا لم يزداد ، يطلق عليه المحدد. في الماضي ، كان الضاغط يستخدم تقنية Hard-knee ، ووصلت إشارة الإدخال إلى الحد الأدنى بمجرد وصول إشارة الإدخال إلى الحد الأدنى. يتم تقليل الكسب على الفور ، بحيث يكون هناك تغيير ديناميكي مفاجئ للإشارة عند نقطة الانعطاف (نقطة التحول لتغير الكسب) ، مما يجعل الأذن البشرية تشعر بوضوح أن الإشارة القوية تنضغط فجأة. من أجل حل هذا القصور ، يعتمد الضاغط الجديد الحديث على تقنية الركبة الناعمة. تغيير نسبة الضغط لهذا الضاغط قبل وبعد العتبة يكون متوازنًا وتدريجيًا ، مما يجعل من الصعب اكتشاف تغيير الضغط ، ويتم تحسين جودة الصوت بشكل أكبر. . يمكن للضاغط أن يحافظ على توازن معين بين حجم الآلة والمغني أثناء عملية التسجيل ؛ ضمان توازن قوى الإشارة المختلفة. في بعض الأحيان يتم استخدامه أيضًا للتخلص من المطربين من المطربين ، أو لتغيير الضغط وإطلاق الوقت لإنتاج التأثير الخاص "للصوت العكسي" الذي يتغير فيه الصوت من صغير إلى كبير. في نظام البث ، يتم استخدامه لضغط إشارة البرنامج بنطاق ديناميكي أكبر لزيادة متوسط مستوى البث تحت فرضية منع تشويه التشكيل ومنع الحمل الزائد لجهاز الإرسال. في نظام تعزيز الصوت لقاعة الرقص ، يقوم الضاغط بضغط الإشارة مع الحفاظ على نمط البرنامج الأصلي ، مما يقلل من ديناميكيات الموسيقى لتلبية متطلبات نظام تعزيز الصوت والأنشطة الفنية. على الرغم من أن الضاغط له استخدامات عديدة ، إلا أن الضواغط الحديثة تعتمد بشكل عام تقنيات جديدة مثل الركبتين الرخوة ، والتي يمكن أن تقلل من الآثار الجانبية لضاغط الضاغط ، لكن هذا لا يعني أن الضاغط لا يدمر جودة الصوت. من جديد. لذلك ، في نظام تعزيز الصوت ، لا تسيء استخدام المحدد ، حتى إذا كنت ترغب في استخدامه ، يجب عليك استخدام المخفض لمعالجة الإشارة بحذر. هذه ليست فقط حاجة لحماية مضخمات الطاقة ومكبرات الصوت ، ولكن أيضًا حاجة إلى تحسين جودة الصوت.
ما هي نسبة الإشارة إلى الضوضاء (S / N)؟
تشير نسبة الإشارة إلى الضوضاء إلى قوة الإشارة عند نقطة مرجعية في الخط وقوة الضوضاء المتأصلة في حالة عدم وجود إشارة
يتم التعبير عن النسبة بالديسيبل (ديسيبل). كلما زادت القيمة ، كان ذلك أفضل ، مما يعني ضوضاء أقل.
ما هو الديسيبل
ديسيبل (ديسيبل) هو وحدة قياسية تعبر عن القدرة النسبية أو مستوى السعة. معبرا عنها في ديسيبل. كلما زاد رقم الديسيبل ، زاد الصوت المنبعث. في الحساب ، كل 10 ديسيبل تزيد في ديسيبل ، سيكون مستوى الصوت حوالي عشرة أضعاف الصوت الأصلي.
ديسيبل: ديسيبل ديسيبل. يتم استخدامه للتعبير عن المستوى النسبي لجهدين أو قوى أو أصوات.
ديسيبل: متغير من ديسيبل ، 0 ديسيبل = 1 ميغاواط إلى 600 أوم
dBv: نوع من الديسيبل ، 0dB = 0.775 فولت.
ديسيبل: نوع من الديسيبل ، 0 ديسيبل = 1 فولت.
ديسيبل / أوكتاف: ديسيبل / أوكتاف. التعبير عن ميل المرشح ، كلما زاد عدد الديسيبل لكل أوكتاف ، كان المنحدر أكثر انحدارًا.
هذا المفهوم معقد نسبيًا ، نستخدم الحسابات الفيزيائية لتوضيح:
للتعبير عن قوة الصوت ، قدم الناس مفهوم "شدة الصوت" ، وقاسوا حجمها بكمية الطاقة الصوتية التي تمر عبر منطقة وحدة عموديًا في ثانية واحدة. يتم تمثيل شدة الصوت بالحرف "I" ووحدته "Watts / m1". وفقًا للوائح ، إذا تضاعفت طاقة الصوت المتعامدة مع مساحة الوحدة في غضون ثانية واحدة ، فإن شدة الصوت ستتضاعف أيضًا. لذلك ، فإن شدة الصوت هي كمية مادية موضوعية لا تتغير مع مشاعر الناس.
على الرغم من أن شدة الصوت هي كمية فيزيائية موضوعية ، إلا أن هناك فرقًا كبيرًا جدًا بين مقدار شدة الصوت وشدة الصوت التي يشعر بها الأشخاص بشكل شخصي. من أجل التوافق مع الإدراك الذاتي للناس لشدة الصوت ، فإن مفهوم "مستوى شدة الصوت" تم إدخاله في الفيزياء. الديسيبل هو وحدة لقياس شدة الصوت ، وهو ما يعادل عُشر الجرس.
كيف يتم تنظيم مستوى شدة الصوت؟ ما علاقة ذلك بكثافة الصوت؟
يثبت القياس أن الأذن البشرية لديها حساسية مختلفة للموجات الصوتية ذات الترددات المختلفة. الأكثر حساسية للموجات الصوتية 3000 هرتز. طالما أن شدة الصوت لهذا التردد تصل إلى I0 = 10-12 واط / م 2 ، يمكن أن يسبب السمع في الأذن البشرية. يتم تحديد مستوى شدة الصوت بناءً على الحد الأدنى من شدة الصوت I0 التي يمكن أن تسمعها الأذن البشرية ، ويتم تحديد شدة الصوت I0 = 10-12 واط / م 2 على أنها شدة الصوت ذات المستوى الصفري ، أي شدة الصوت في هذا الوقت المستوى هو صفر بيل (أيضًا صفر ديسيبل). عندما تتضاعف شدة الصوت من I0 إلى 2I0 ، فإن شدة الصوت التي تشعر بها الأذن البشرية لا تتضاعف. فقط عندما تصل شدة الصوت إلى 10I0 ، تشعر الآذان البشرية أن شدة الصوت تتضاعف. مستوى شدة الصوت المقابل لشدة الصوت هذه هو نقطة واحدة = 1 ديسيبل ؛ عندما تصبح شدة الصوت 10I100 ، تشعر الآذان البشرية أن الصوت القوي يزداد ضعفًا بمقدار مرتين ، ومستوى شدة الصوت المقابل هو 0 بل = 2 ديسيبل ؛ عندما تصبح شدة الصوت 2I20 ، تزداد شدة الصوت التي تشعر بها الأذن البشرية بمقدار 1000 مرات ، ومستوى شدة الصوت المقابل هو 0 بل = 3 ديسيبل. هكذا وهكذا دواليك. الحد الأقصى لشدة الصوت التي يمكن أن تتحملها الأذن البشرية هي 3 واط / م 30 = 1I2 ، ومستوى شدة الصوت المقابل لها هو 1012 بيل = 0 ديسيبل.
الصيغة: مستوى ضغط الصوت (ديسيبل) = 20Lg (قياس ضغط الصوت / قيمة ضغط الصوت المرجعي)
ملاحظة السمكة القديمة: عندما يكون ضغط الصوت المقاس هو نفسه ضغط الصوت المرجعي ، فإن النتيجة المحسوبة بعد أخذ اللوغاريتم هي 0 ديسيبل. في معدات الصوت التناظرية ، يمكن أن يكون أكبر من 0 ديسيبل ، لكن المعدات الرقمية لا تفعل ذلك. يتطلب الحساب الرقمي قياسًا ، ولا توجد قيمة غير محدودة. لذلك ، في المعدات والبرامج الرقمية التي نستخدمها ، أصبح 0dB قيمة معيارية مرجعية.
2. مقدمة لتنسيقات ومشغلات الصوت الشائعة
خصائص التنسيقات الصوتية السائدة وقدرتها على التكيف
جميع أنواع الترميز الصوتي لها خصائصها التقنية وقابليتها للتطبيق في مناسبات مختلفة. دعونا نشرح تقريبًا كيفية تطبيق هذه الترميز الصوتي بمرونة.
4-1 PCM مشفر WAV
كما ذكرنا سابقًا ، فإن ملف WAV المشفر بواسطة PCM هو التنسيق الذي يتمتع بأفضل جودة صوت. ضمن نظام Windows الأساسي ، يمكن لجميع برامج الصوت تقديم الدعم لها. هناك العديد من الوظائف في WinAPI التي يوفرها Windows والتي يمكنها تشغيل wav مباشرة. لذلك ، عند تطوير برامج الوسائط المتعددة ، غالبًا ما يتم استخدام wav بكميات كبيرة للتأثيرات الصوتية للأحداث وموسيقى الخلفية. يمكن أن تحقق wav المشفرة بواسطة PCM أفضل جودة صوت تحت نفس معدل أخذ العينات وحجم العينة ، لذلك فهي تستخدم أيضًا على نطاق واسع في تحرير الصوت والتحرير غير الخطي والمجالات الأخرى.
الميزات: جودة الصوت جيدة جدًا ، مدعومة بعدد كبير من البرامج.
ينطبق على: تطوير الوسائط المتعددة ، والحفاظ على الموسيقى ومواد المؤثرات الصوتية.
4-2 MP3
MP3 لديه نسبة ضغط جيدة. معدل البت المتوسط إلى العالي mp3 المشفر بواسطة LAME قريب جدًا من ملف WAV الأصلي من حيث الصوت. باستخدام المعلمات المناسبة ، يعد LAME المشفر بتنسيق MP3 مناسبًا جدًا لتقدير الموسيقى. منذ أن تم تقديم MP3 لفترة طويلة ، إلى جانب جودة صوت ونسبة ضغط جيدة إلى حد ما ، تستخدم العديد من الألعاب أيضًا mp3 للتأثيرات الصوتية للأحداث وموسيقى الخلفية. توفر جميع برامج تحرير الصوت المعروفة تقريبًا أيضًا دعمًا لملفات MP3 ، ويمكنك استخدام mp3 مثل wav ، ولكن نظرًا لأن ترميز mp3 به فقد ، ستنخفض جودة الصوت بشكل حاد بعد التحرير المتعدد ، كما أن mp3 غير مناسب لحفظ المواد. لكن العرض التوضيحي كعمل ممتاز حقًا. إن التاريخ الطويل وجودة الصوت الجيدة لملفات mp3 تجعله أحد أكثر ترميزات فقدان البيانات استخدامًا. يمكن العثور على عدد كبير من موارد mp3 على الإنترنت ، وأصبح mp3player موضة يومًا بعد يوم. يمكن للعديد من VCDPlayer و DVDPlayer وحتى الهواتف المحمولة تشغيل mp3 ، و mp3 هي واحدة من أفضل الترميزات المدعومة. MP3 أيضًا ليس مثاليًا ، ولا يعمل جيدًا بمعدلات بت منخفضة. يحتوي MP3 أيضًا على الخصائص الأساسية لوسائط البث ويمكن تشغيله عبر الإنترنت.
الميزات: جودة صوت جيدة ، نسبة ضغط عالية نسبيًا ، مدعومة بكمية كبيرة من البرامج والأجهزة ، ومستخدمة على نطاق واسع.
مناسب لـ: مناسب لتقدير الموسيقى بمتطلبات أعلى.
4-3 أوغ
Ogg هو رمز واعد للغاية ، وله أداء مذهل بمعدلات بت مختلفة ، خاصة بمعدلات بت منخفضة ومتوسطة. بالإضافة إلى جودة الصوت الجيدة ، فإن Ogg هو أيضًا برنامج ترميز مجاني تمامًا ، والذي يضع الأساس لمزيد من الدعم لـ Ogg. لدى Ogg خوارزمية جيدة جدًا يمكنها تحقيق جودة صوت أفضل بمعدل بت أصغر. يعد Ogg بسرعة 128 كيلوبت في الثانية أفضل من 192 كيلوبت في الثانية أو حتى أعلى من معدل البت mp3. تتميز ثلاثية Ogg بطعم معدني معين ، لذا فإن هذا العيب في Ogg سوف ينكشف عند ترميز بعض الآلات المنفردة ذات المتطلبات العالية للترددات العالية. تتمتع OGG بالخصائص الأساسية لوسائط البث ، ولكن لا يوجد دعم لبرنامج خدمة الوسائط ، لذا فإن البث الرقمي المستند إلى ogg ليس ممكنًا بعد. حالة دعم Ogg الحالية ليست جيدة بما يكفي ، بغض النظر عن كونها برامج أو أجهزة ، لا يمكن مقارنتها مع mp3.
الميزات: يمكن أن يحقق جودة صوت أفضل من mp3 بمعدل بت أصغر من mp3 ، وله أداء جيد في ظل معدلات بت عالية ومتوسطة ومنخفضة.
ينطبق على: استخدم مساحة تخزين أصغر للحصول على جودة صوت أفضل (بالنسبة إلى MP3)
4-4 MPC
مثل OGG ، منافس MPC هو mp3 أيضًا. في معدلات البت المتوسطة والعالية ، يمكن أن تحقق MPC جودة صوت أفضل من المنافسين. في معدلات البت المتوسطة ، لا يكون أداء MPC أدنى من Ogg. في معدلات البت العالية ، يكون أداء MPC أكثر يأسًا. تتجلى ميزة جودة الصوت لـ MPC بشكل أساسي في جزء التردد العالي. يعد التردد العالي لـ MPC أكثر حساسية من MP3 ، ولا يحتوي على المذاق المعدني لـ Ogg. إنه حاليًا أنسب ترميز ضياع لتقدير الموسيقى. نظرًا لأنها جميعًا رموز جديدة ، فهي تشبه تجربة Ogg ، كما أنها تفتقر إلى دعم مكثف للبرامج والأجهزة. تتمتع MPC بكفاءة ترميز جيدة ، ووقت التشفير أقصر بكثير من OGG و LAME.
الميزات: في ظل معدلات بت متوسطة وعالية ، يتمتع بأفضل أداء جودة صوت في الترميز المفقود ، وتحت معدلات بت عالية ، فإنه يتمتع بأداء تردد عالٍ ممتاز.
ينطبق على: تقدير الموسيقى بأفضل جودة صوت على أساس توفير مساحة كبيرة.
4-6 وما
إن WMA الذي طورته Microsoft محبوب أيضًا من قبل العديد من الأصدقاء. بمعدلات بت منخفضة ، يكون لها جودة صوت أفضل بكثير من mp3. أدى ظهور WMA على الفور إلى القضاء على تشفير VQF الذي كان شائعًا. تلقى WMA بخلفية Microsoft دعمًا جيدًا للبرامج والأجهزة. يمكن لـ Windows Media Player تشغيل WMA والاستماع إلى محطات الراديو الرقمية القائمة على تقنية تشفير WMA. نظرًا لوجود المشغل على كل جهاز كمبيوتر تقريبًا ، فإن المزيد والمزيد من مواقع الموسيقى على استعداد لاستخدام WMA كخيار أول للاختبار عبر الإنترنت. بالإضافة إلى بيئة الدعم الجيدة ، يتمتع WMA أيضًا بأداء جيد جدًا بمعدل 64-128 كيلو بت في الثانية. على الرغم من عدم رضا العديد من الأصدقاء ذوي المتطلبات الأعلى ، إلا أن المزيد من الأصدقاء ذوي المتطلبات الأقل قد قبلوا هذا الترميز. WMA جدا شعبية ستأتي قريبا.
الميزات: من الصعب التغلب على أداء جودة الصوت بمعدلات بت منخفضة
ينطبق على: إعداد الراديو الرقمي ، والاختبار عبر الإنترنت ، وتقدير الموسيقى في ظل متطلبات منخفضة
4-7 mp3PRO
كإصدار محسن من mp3 ، يُظهر mp3PRO جودة جيدة جدًا ، مليئة بالثلاثية ، على الرغم من إدراج mp3PRO في عملية التشغيل من خلال تقنية SBR ، لكن تجربة الاستماع الفعلية جيدة جدًا ، على الرغم من أنها تبدو ضعيفة بعض الشيء ، ولكنها موجودة بالفعل عالم 64 كيلو بت في الثانية لا يوجد منافس ، حتى أكثر من 128 كيلو بت في الثانية mp3 ، ولكن لسوء الحظ ، أداء التردد المنخفض لـ mp3PRO معطل مثل mp3. لحسن الحظ ، يمكن أن يؤدي الاستيفاء عالي التردد لـ SBR إلى تغطية هذا العيب بشكل أو بآخر ، لذا فإن mp3PRO على العكس من ذلك ، فإن ضعف التردد المنخفض لـ WMA ليس واضحًا مثل ضعف WMA. يمكنك أن تشعر بعمق عند استخدام مفتاح PRO لمشغل الصوت RCA mp3PRO للتبديل بين وضع PRO والوضع العادي. بشكل عام ، وصل mp64PRO بسعة 3 كيلو بت في الثانية إلى مستوى جودة الصوت لـ mp128 3 كيلو بت في الثانية ، مع فوز بسيط في الجزء عالي التردد.
الميزات: جودة الصوت بمعدلات بت منخفضة
مناسب لـ: تقدير الموسيقى في ظل متطلبات منخفضة
4-8 قرد
نوع جديد من الترميز الصوتي غير المفقود يمكن أن يوفر نسبة ضغط تتراوح من 50 إلى 70٪. على الرغم من أنه لا يستحق الذكر مقارنةً بالشفرات المفقودة ، إلا أنها نعمة عظيمة للأصدقاء الذين يسعون وراء الاهتمام الكامل. يمكن أن يكون APE بلا ضياع حقًا ، بدلاً من فقدان الصوت ، ونسبة الضغط أفضل من التنسيقات غير المفقودة المماثلة.
الميزات: جودة الصوت جيدة جدا.
مناسب لـ: أعلى مستويات الجودة في التقدير والتحصيل الموسيقي.
3 ، معالجة ترميز إشارة الصوت
(1) ترميز PCM
PCM Pulse Code Modulation هو اختصار لـ Pulse Code Modulation. في النص السابق ، ذكرنا سير العمل العام لـ PCM. لا نحتاج إلى الاهتمام بطريقة الحساب المستخدمة في الترميز النهائي لـ PCM. نحتاج فقط إلى معرفة مزايا وعيوب دفق الصوت المشفر PCM. أكبر ميزة لتشفير PCM هي جودة الصوت الجيدة ، وأكبر عيب هو حجمها الكبير. يستخدم قرص الصوت المضغوط الشائع الخاص بنا ترميز PCM ، ويمكن أن تحتوي سعة القرص المضغوط على 72 دقيقة فقط من معلومات الموسيقى.
كما نعلم جميعًا ، بغض النظر عن مدى قوة أجهزة الكمبيوتر متعددة الوسائط الحالية ، يمكنها فقط معالجة المعلومات الرقمية في الداخل. الأصوات التي نسمعها كلها إشارات تمثيلية. كيف يمكن للكمبيوتر أيضًا معالجة هذه البيانات الصوتية؟ أيضا ، ما هو الفرق بين الصوت التناظري والصوت الرقمي؟ ما هي مزايا الصوت الرقمي؟ هذا ما سوف نقدمه أدناه.
يسمى تحويل الصوت التناظري إلى صوت رقمي بأخذ العينات في موسيقى الكمبيوتر. الجهاز الرئيسي المستخدم في هذه العملية هو المحول التناظري إلى الرقمي (ADC). تقوم عملية أخذ العينات في الواقع بتحويل الإشارة الكهربائية للإشارة الصوتية التناظرية المعتادة إلى عدد من الرموز الثنائية تسمى "بت" 0 و 1 ، وتشكل هاتان 0 و 1 ملفًا صوتيًا رقميًا. كما هو مبين في الشكل أدناه ، يمثل منحنى الجيب في الشكل منحنى الصوت الأصلي ؛ يمثل المربع الملون النتيجة التي تم الحصول عليها بعد أخذ العينات. كلما كان الاثنان أكثر اتساقًا ، كانت نتيجة أخذ العينات أفضل.
الحد الفاصل في الشكل أعلاه هو تردد أخذ العينات ؛ الإحداثي هو دقة أخذ العينات. يتم تشفير الشبكات الموجودة في الصورة تدريجيًا من اليسار إلى اليمين ، مما يؤدي أولاً إلى زيادة كثافة الإحداثي ، ثم زيادة كثافة الإحداثي. من الواضح أنه عندما تكون وحدة الإحداثي أصغر ، أي أن الفترة الفاصلة بين لحظتي أخذ العينات أصغر ، يكون ذلك أكثر ملاءمة للحفاظ على الحالة الحقيقية للصوت الأصلي. بمعنى آخر ، كلما زاد تردد أخذ العينات ، زادت جودة الصوت المضمونة ؛ بالمثل ، عندما تكون الوحدة الرأسية أصغر ، كلما كانت جودة الصوت أفضل ، أي كلما زاد عدد بتات العينات ، كان ذلك أفضل.
يرجى الانتباه إلى نقطة واحدة. 8 بت (8 بت) لا تعني أن الإحداثي مقسم إلى 8 أجزاء ، ولكن 2 ^ 8 = 256 جزءًا ؛ بنفس الطريقة ، تعني 16 بت أن الإحداثي مقسم إلى 2 ^ 16 = 65536 جزء ؛ بينما 24 بت مقسمة إلى 2 ^ 16 = 65536 جزء. قسّم إلى 2 ^ 24 = 16777216 أجزاء. الآن دعونا نجري عملية حسابية لمعرفة حجم حجم البيانات لملف صوتي رقمي. لنفترض أننا نستخدم 44.1 كيلو هرتز ، 16 بت للستيريو (أي قناتان)
(2) موجة
هذا تنسيق ملف صوتي قديم تم تطويره بواسطة Microsoft. WAV هو تنسيق ملف يتوافق مع مواصفات تنسيق ملف تبادل موارد PIFF. تحتوي جميع WAVs على رأس ملف ، وهو معامل ترميز دفق الصوت. لا يوجد لدى WAV قواعد صارمة وسريعة بشأن ترميز تدفقات الصوت. بالإضافة إلى PCM ، يمكن لجميع الترميزات التي تدعم مواصفات ACM تقريبًا ترميز تدفقات الصوت WAV. كثير من الأصدقاء ليس لديهم هذا المفهوم. لنأخذ AVI كتوضيح ، لأن AVI و WAV متشابهان جدًا في بنية الملف ، لكن AVI لديه دفق فيديو آخر. هناك العديد من أنواع AVIs التي نتعامل معها ، لذلك نحتاج غالبًا إلى تثبيت بعض أجهزة فك التشفير لمشاهدة بعض AVIs. DivX الذي نتعامل معه هو نوع من ترميز الفيديو. يمكن أن يستخدم AVI تشفير DivX لضغط تدفقات الفيديو. بالطبع ، يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى. ضغط الترميز. وبالمثل ، يمكن لـ WAV أيضًا استخدام مجموعة متنوعة من ترميزات الصوت لضغط دفق الصوت الخاص به ، ولكننا عادةً ما نكون WAV الذي يتم تشفير دفق الصوت الخاص به بواسطة PCM ، لكن هذا لا يعني أن WAV يمكنه فقط استخدام تشفير PCM. يمكن أيضًا استخدام ترميز MP3 في WAV. مثل AVI ، طالما تم تثبيت Decode المقابل ، يمكنك الاستمتاع بهذه WAVs.
ضمن نظام Windows الأساسي ، يعد WAV المستند إلى تشفير PCM هو أفضل تنسيق صوتي مدعوم ، ويمكن لجميع برامج الصوت دعمه بشكل مثالي. نظرًا لأنه يمكن أن يحقق متطلبات جودة صوت أعلى ، فإن WAV هو أيضًا التنسيق المفضل لتحرير الموسيقى وإنشائها. مناسبة لحفظ المواد الموسيقية. لذلك ، يتم استخدام WAV المستند إلى ترميز PCM كتنسيق وسيط وغالبًا ما يتم استخدامه في التحويل المتبادل للترميزات الأخرى ، مثل تحويل MP3 إلى WMA.
(3) ترميز MP3
باعتباره تنسيق ضغط الصوت الأكثر شيوعًا ، فإن تنسيق MP3 مقبول على نطاق واسع من قبل الجميع. تظهر العديد من منتجات البرامج المتعلقة بـ MP3 في دفق لا نهاية له ، وبدأت المزيد من منتجات الأجهزة في دعم MP3. هناك العديد من مشغلات VCD / DVD التي يمكننا شراؤها. يمكن أن تدعم MP3 ، وهناك المزيد من مشغلات MP3 المحمولة ، وما إلى ذلك. على الرغم من أن العديد من شركات الموسيقى الكبرى تشعر بالاشمئزاز الشديد من هذا التنسيق المفتوح ، إلا أنها لا تستطيع منع بقاء وانتشار تنسيق ضغط الصوت هذا. تم تطوير MP3 لمدة 10 سنوات. إنه اختصار لـ MPEG (MPEG: Moving Picture Experts Group) Audio Layer-3 ، وهو نظام تشفير مشتق من MPEG1. تم تطويره بنجاح في عام 1993 من قبل Fraunhofer IIS Research Institute في ألمانيا و Thomson. يمكن أن يحقق MP3 نسبة ضغط مذهلة تبلغ 12: 1 ويحافظ على جودة الصوت الأساسية المسموعة. في الأيام التي كانت فيها الأقراص الصلبة باهظة الثمن في ذلك العام ، تم قبول MP3 بسرعة من قبل المستخدمين. مع انتشار الإنترنت ، تم قبول MP3 من قبل مئات الملايين من المستخدمين. كان الإصدار الأولي لتقنية تشفير MP3 في الواقع غير كامل للغاية. نظرًا لقلة الأبحاث حول السمع الصوتي والبشري ، تم تشفير جميع مشفرات mp3 المبكرة تقريبًا بطريقة بدائية ، وتضررت جودة الصوت بشدة. مع التقديم المستمر للتقنيات الجديدة ، تم تحسين تقنية ترميز mp3 واحدًا تلو الآخر ، بما في ذلك تحسينان تقنيان رئيسيان.
VBR: يحتوي ملف تنسيق MP3 على ميزة مثيرة للاهتمام ، أي أنه يمكن قراءته أثناء التشغيل ، وهو ما يتماشى أيضًا مع الخصائص الأساسية لوسائط البث. وهذا يعني أنه يمكن للاعب التشغيل دون قراءة محتوى الملف بالكامل مسبقًا ، حيث تتم قراءته ، حتى إذا كان الملف تالفًا جزئيًا. على الرغم من أن mp3 يمكن أن يحتوي على رأس ملف ، إلا أنه ليس مهمًا جدًا لملفات تنسيق mp3. بسبب هذه الميزة ، يمكن أن يكون لكل مقطع وإطار من ملف MP3 معدل بيانات متوسط منفصل بدون مخططات فك تشفير خاصة. لذلك هناك تقنية تسمى VBR (معدل بت متغير ، معدل بيانات ديناميكي) ، والتي تسمح لكل مقطع أو حتى كل إطار في ملف MP3 أن يكون له معدل بت منفصل. ميزة هذا هو ضمان جودة الصوت.
لدينا غيرها من المنتجات:
