Кодирование звуковой информации

Что такое кодирование звуковой информации

Кодирование звука — это представление звуковой волны в виде последовательности чисел, понятной компьютеру. Звук в природе непрерывен: это колебания воздуха, которые плавно меняются во времени. Компьютер же работает только с дискретными (отдельными) значениями, поэтому непрерывный звук нужно превратить в набор чисел.

Дискретизация звука

Дискретизация — это измерение громкости звука через равные малые промежутки времени. Через определённые моменты прибор измеряет уровень сигнала и запоминает его числом. Чем чаще берутся измерения, тем точнее цифровая копия повторяет исходный звук.

Число измерений за одну секунду называют частотой дискретизации. Она измеряется в герцах: один герц — это одно измерение в секунду. Качественная запись музыки обычно использует десятки тысяч измерений в секунду.

Глубина кодирования

Глубина кодирования (глубина звука) — это количество битов, которым кодируется каждое отдельное измерение громкости. Если на одно измерение отводится i битов, то возможное число различных уровней громкости вычисляется как два в степени i.

Расчёт объёма звукового файла

Объём звукового файла равен произведению трёх величин: частоты дискретизации, глубины кодирования и времени звучания в секундах.

Правило: чем выше частота дискретизации и больше глубина кодирования, тем выше качество звука, но тем больше памяти занимает файл.

Качество и объём звука

При кодировании звука всегда приходится искать разумное соотношение между качеством и размером файла. Если взять слишком низкую частоту дискретизации, измерения будут редкими и цифровая запись не повторит тонкие изменения звука — голос станет глухим, а музыка потеряет высокие ноты. Если же взять очень высокую частоту и большую глубину, качество будет отличным, но файл займёт много памяти. Поэтому для речи выбирают невысокую частоту, а для музыки — более высокую.

Стерео и моно

Звук бывает моно — записанный одним каналом, и стерео — записанный двумя каналами, для левого и правого уха. Стереозапись звучит объёмнее, но занимает вдвое больше памяти, потому что хранит два отдельных потока измерений. Чтобы найти объём стереофайла, рассчитанный объём одного канала умножают на число каналов.

Частые ошибки

Не путайте биты и байты: чтобы перевести объём из битов в байты, нужно разделить на восемь. Также частоту дискретизации измеряют в герцах, а не в битах.

Кратко о главном

• Звук непрерывен, поэтому для компьютера его превращают в числа.
• Дискретизация — измерение громкости через равные промежутки времени.
• Частота дискретизации измеряется в герцах, глубина кодирования — в битах.
• Объём файла равен произведению частоты, глубины и времени звучания.