Cyfrowe przetwarzanie dźwięku

C
Cyyffrroow
wee pprrzzeettw
waarrzzaanniiee ddźźw
wiięękkuu
ZłoŜona struktura dźwięku (zjawisko fizyczne i postrzeganie zmysłowe) sprawia, Ŝe opisuje się go
na dwóch płaszczyznach:
•
•
obiektywnej (cechy fali akustycznej)
subiektywnej (słuchowej)
Cechy fizyczne mają odpowiedniki w grupie cech psychofizjologicznych. dźwięk moŜna więc
określić za pomocą takich parametrów jak:
•
•
•
częstotliwość – wysokość
natęŜenie – głośność
widmo – barwa
Jednostką częstotliwości jest Hz (herc) – jeden cykl naprzemiennego zagęszczania i rozrzedzania
cząstek (zmiany ciśnienia) na sekundę. Zakres częstotliwości rozróŜnialnych przez zdrowego
człowieka to 16 Hz – 20 kHz. Dźwięki poniŜej tej granicy to infradźwięki, powyŜej – ultra lub
hiperdźwiękami (ponad 100MHz).
Inną właściwością dźwięku jest długość fali dźwiękowej – określająca, jaką drogę fala akustyczna
pokonuje w ciągu jednego cyklu. Im większa długość tym niŜszy dźwięk i odwrotnie. Przy
prędkości fali 340 m/s (powietrze) długość fal słyszenia wynosi 21,25m dla częstotliwości 16 Hz,
1,7cm dla częstotliwości 20 kHz.
Drgania z przedziału 16-300 Hz, to drgania niskie, 300-3000Hz – dźwięki średnie, 3000Hz-20 kHz
– dźwięki wysokie.
Zdolność rozpoznawania dźwięku jest teŜ zaleŜna od czasu jego trwania. Dźwięki zbyt krótkie
określane są jako impulsy, trzaski.
Zdolność rozpoznawania zmian w wysokości dźwięku łatwiej wzrasta w obrębie tonów wysokich.
KaŜde odstępstwo dźwięku od jego oryginalnego brzmienia jest zniekształceniem. Zniekształcenia
moŜna podzielić na:
•
•
•
•
linearne (liniowe) – ograniczające pasmo lub powodujące podbicie albo osłabienie pewnych
zakresów częstotliwości składowych;
nielinearne (nieliniowe) – dodające nowe przytony, których rezultatem moŜe być
charakterystyczne „chrypienie” dźwięku;
fazowe, powodowane róŜnicami czasowymi w przenoszeniu róŜnych częstotliwości i
zmieniające wraŜenie naturalności;
zniekształcenia dynamiki, zmniejszające róŜnicę między najgłośniejszymi a najcichszymi
dźwiękami.
Dźwięk analogowy przekształcony do postaci cyfrowej moŜe być utrwalony w postaci pliku.
Sposób uporządkowania danych w pliku określa jego format. KaŜdy plik dźwiękowy powinien
mieć nagłówek (ang. header), poprzedzający faktyczny strumień danych cyfrowych. w nagłówku są
umieszczane informacje opisujące format pliku, jego długość, liczbę kanałów (mono, stereo),
rozdzielczość bitową, częstotliwość próbkowania, rodzaj i stopień kompresji – czyli wszystko to co
umoŜliwia prawidłowe zinterpretowanie zawartości pliku.
Formaty plików muzycznych
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MIDI
WAV
AIF, AIFF, AIFC, AIFR
MP2, MPG, MPE, MPEG, MPEG2
MP3
MP3Pro
MP4
Musepack
Ogg
QuickTime Audio
RealAudio
WMA (Windows Media Audio)
Beatnik
Liquid Audio
a2bmusic