1. Âm thanh
Đề cập đến sóng âm thanh có tần số từ 20 Hz đến 20 kHz mà tai người có thể nghe được.
Nếu bạn thêm một thẻ âm thanh tương ứng vào máy tính, mà chúng ta thường gọi là thẻ âm thanh, chúng tôi có thể ghi lại tất cả các âm thanh và các đặc tính âm học của âm thanh, chẳng hạn như mức độ của âm thanh, có thể được lưu trữ dưới dạng tệp trên đĩa cứng của máy tính. Ngược lại, chúng ta cũng có thể sử dụng một chương trình âm thanh nào đó để phát tệp âm thanh đã lưu trữ nhằm khôi phục lại âm thanh đã ghi trước đó.
2. Tần suất lấy mẫu
Đề cập đến số lượng mẫu âm thanh thu được trong một giây. Âm thanh thực chất là một loại sóng năng lượng nên nó cũng có những đặc điểm về tần số và biên độ. Tần số tương ứng với trục thời gian và biên độ tương ứng với trục mức. Sóng êm vô hạn, và sợi dây có thể được coi là bao gồm vô số điểm. Bởi vì không gian lưu trữ tương đối hạn chế, các điểm của chuỗi phải được lấy mẫu trong quá trình mã hóa kỹ thuật số.
Quá trình lấy mẫu là trích xuất giá trị tần số của một điểm nhất định. Rõ ràng, càng nhiều điểm được trích xuất trong một giây, thì tần số thông tin thu được càng nhiều. Để khôi phục lại dạng sóng, tần số lấy mẫu càng cao thì chất lượng âm thanh càng tốt. Việc khôi phục càng thực nhưng đồng thời lại chiếm nhiều tài nguyên hơn. Do độ phân giải hạn chế của tai người, không thể phân biệt được tần số quá cao. Tần số lấy mẫu là 22050 thường được sử dụng, 44100 đã là chất lượng âm thanh CD, và việc lấy mẫu trên 48,000 hoặc 96,000 không còn có ý nghĩa đối với tai người. Điều này tương tự như 24 khung hình / giây trong phim. Nếu đó là âm thanh nổi, mẫu được tăng gấp đôi và tệp gần như được nhân đôi.
Theo lý thuyết lấy mẫu Nyquist, để đảm bảo âm thanh không bị méo, tần số lấy mẫu phải ở khoảng 40kHz. Chúng ta không cần biết định lý này ra đời như thế nào. Chúng ta chỉ cần biết rằng định lý này cho chúng ta biết rằng nếu chúng ta muốn ghi lại một tín hiệu chính xác, tần số lấy mẫu của chúng ta phải lớn hơn hoặc bằng hai lần tần số lớn nhất của tín hiệu âm thanh. Hãy nhớ rằng, đó là tần số tối đa. .
Trong lĩnh vực âm thanh kỹ thuật số, tốc độ lấy mẫu thường được sử dụng là:
8000 Hz - tốc độ lấy mẫu được sử dụng bởi điện thoại, đủ cho giọng nói của con người
11025 Hz-Tốc độ lấy mẫu được sử dụng bởi điện thoại
Tốc độ lấy mẫu 22050 Hz được sử dụng để phát sóng vô tuyến
Tốc độ lấy mẫu 32000 Hz được sử dụng bởi máy quay video kỹ thuật số miniDV, DAT (chế độ LP)
44100 Hz-Audio CD, cũng thường được sử dụng trong tốc độ lấy mẫu của âm thanh MPEG-1 (VCD, SVCD, MP3)
Tốc độ lấy mẫu 47250 Hz được sử dụng bởi máy ghi PCM thương mại
Tốc độ lấy mẫu 48000 Hz cho âm thanh kỹ thuật số được sử dụng trong miniDV, TV kỹ thuật số, DVD, DAT, phim và âm thanh chuyên nghiệp
Tốc độ lấy mẫu 50000 Hz được sử dụng bởi máy ghi kỹ thuật số thương mại
96000 Hz hoặc 192000 Hz - tốc độ lấy mẫu được sử dụng cho DVD-Audio, một số bản âm thanh DVD LPCM, bản âm thanh BD-ROM (Blu-ray Disc) và bản âm thanh HD-DVD (DVD độ nét cao)
3. số lượng bit lấy mẫu
Số lượng bit lấy mẫu còn được gọi là kích thước lấy mẫu hoặc số lượng bit lượng tử hóa. Là thông số dùng để đo độ dao động của âm thanh, tức là độ phân giải của sound card hay có thể hiểu nôm na là độ phân giải của sound card do sound card xử lý. Giá trị càng lớn thì độ phân giải càng cao và âm thanh được ghi lại và phát lại càng trung thực hơn. Bit của card âm thanh đề cập đến các chữ số nhị phân của tín hiệu âm thanh kỹ thuật số được card âm thanh sử dụng khi thu và phát các tệp âm thanh. Bit của card âm thanh phản ánh một cách khách quan độ chính xác của mô tả tín hiệu âm thanh kỹ thuật số đối với tín hiệu âm thanh đầu vào. Các card âm thanh thông dụng chủ yếu là 8-bit và 16-bit. Ngày nay, tất cả các sản phẩm phổ biến trên thị trường đều là card âm thanh 16-bit trở lên.
Biên độ của mỗi dữ liệu được lấy mẫu được ghi lại và độ chính xác của việc lấy mẫu phụ thuộc vào số lượng bit lấy mẫu:
1 byte (tức là 8bit) chỉ ghi được 256 số, tức là biên độ chỉ có thể chia thành 256 mức;
2 byte (nghĩa là 16 bit) có thể nhỏ đến 65536, đã là tiêu chuẩn CD;
4 byte (nghĩa là 32bit) có thể chia nhỏ biên độ thành 4294967296 mức, điều này thực sự không cần thiết.
4. số lượng kênh
Đó là số kênh âm thanh. Mono và stereo (kênh đôi) phổ biến hiện đã phát triển thành âm thanh vòm bốn (bốn kênh) và 5.1 kênh.
(1) Đường đơn
Mono là một hình thức tái tạo âm thanh tương đối nguyên thủy và các card âm thanh thời kỳ đầu sử dụng nó phổ biến hơn. Âm thanh đơn âm chỉ có thể được phát ra bằng cách sử dụng một loa và một số cũng được xử lý thành hai loa để phát ra cùng một kênh âm thanh. Khi thông tin đơn âm được phát lại qua hai loa, chúng ta có thể cảm nhận rõ ràng rằng âm thanh là từ hai loa. Không thể xác định được vị trí cụ thể của nguồn âm thanh truyền đến tai chúng ta từ giữa loa.
(2) Âm thanh nổi
Các kênh hai tai có hai kênh âm thanh. Nguyên tắc là khi mọi người nghe thấy một âm thanh, họ có thể phán đoán vị trí cụ thể của nguồn âm thanh dựa trên độ lệch pha giữa tai trái và tai phải. Âm thanh được phân bổ đến hai kênh độc lập trong quá trình ghi âm để đạt được hiệu ứng bản địa hóa âm thanh tốt. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc cảm thụ âm nhạc. Người nghe có thể phân biệt rõ ràng hướng xuất phát của các nhạc cụ khác nhau, điều này làm cho âm nhạc trở nên giàu trí tưởng tượng hơn và gần với trải nghiệm tại chỗ hơn.
Hai giọng nói hiện đang được sử dụng phổ biến nhất. Trong karaoke, một cái dùng để chơi nhạc và cái kia dùng để cất giọng ca sĩ; trong VCD, một bản lồng tiếng bằng tiếng Quan Thoại và bản còn lại lồng tiếng bằng tiếng Quảng Đông.
(3) Âm thanh vòm bốn âm
Hệ thống âm thanh vòm bốn kênh xác định bốn điểm âm thanh, phía trước bên trái, phía trước bên phải, phía sau bên trái và phía sau bên phải, và khán giả được bao quanh bởi bốn điểm âm thanh này. Đồng thời, cũng nên lắp thêm loa siêu trầm để tăng cường khả năng xử lý phát lại tín hiệu tần số thấp (đây là lý do khiến hệ thống loa 4.1 kênh được ưa chuộng hiện nay). Về hiệu ứng tổng thể, hệ thống bốn kênh có thể mang đến cho người nghe âm thanh vòm từ nhiều hướng khác nhau, có thể có được trải nghiệm thính giác ở nhiều môi trường khác nhau và mang đến cho người dùng trải nghiệm hoàn toàn mới. Ngày nay, công nghệ bốn kênh đã được tích hợp rộng rãi vào thiết kế của nhiều loại card âm thanh từ trung cấp đến cao cấp, trở thành xu hướng phát triển chủ đạo trong tương lai.
(4) kênh
Kênh 5.1 đã được sử dụng rộng rãi trong các rạp hát truyền thống và rạp hát gia đình. Một số định dạng nén ghi âm nổi tiếng hơn, chẳng hạn như Dolby AC-3 (Dolby Digital), DTS, v.v., dựa trên hệ thống âm thanh 5.1. Kênh ".1" là kênh loa siêu trầm được thiết kế đặc biệt có thể tạo ra loa siêu trầm với dải tần đáp ứng từ 20 đến 120 Hz. Trên thực tế, hệ thống âm thanh 5.1 đến từ âm thanh vòm 4.1, điểm khác biệt là nó có thêm một bộ phận trung tâm. Bộ phận trung tâm này có nhiệm vụ truyền tín hiệu âm thanh dưới 80Hz, giúp tăng cường giọng nói của con người khi xem phim và tập trung lời thoại vào giữa toàn bộ trường âm để tăng hiệu ứng tổng thể.
Hiện tại, nhiều nhà cung cấp dịch vụ nghe nhạc trực tuyến như QQ Music đã cung cấp dịch vụ nghe nhạc 5.1 kênh cho người dùng nghe thử và tải về.
5. khung
Khái niệm về khung âm thanh không rõ ràng như khung hình video. Hầu hết tất cả các định dạng mã hóa video đều có thể nghĩ một cách đơn giản khung hình như một hình ảnh được mã hóa. Tuy nhiên, khung âm thanh có liên quan đến định dạng mã hóa, được thực hiện bởi mỗi tiêu chuẩn mã hóa. Bởi vì nếu nó là PCM (dữ liệu âm thanh không được mã hóa), nó không cần khái niệm về khung hình, và nó có thể được phát theo tốc độ lấy mẫu và độ chính xác lấy mẫu. Ví dụ: đối với âm thanh kép có tốc độ lấy mẫu là 44.1kHZ và độ chính xác lấy mẫu là 16 bit, bạn có thể tính toán rằng tốc độ bit là 44100 * 16 * 2bps và dữ liệu âm thanh mỗi giây là cố định 44100 * 16 * 2 / 8 byte.
Khung amr tương đối đơn giản. Nó quy định rằng mỗi 20ms âm thanh là một khung và mỗi khung âm thanh là độc lập. Có thể sử dụng các thuật toán mã hóa khác nhau và các thông số mã hóa khác nhau.
Khung mp3 phức tạp hơn một chút và chứa nhiều thông tin hơn, chẳng hạn như tốc độ lấy mẫu, tốc độ bit và các tham số khác nhau.
6. chu kỳ
Số lượng khung hình cần thiết cho một lần xử lý bởi thiết bị âm thanh được sử dụng làm đơn vị để thiết bị âm thanh truy cập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu âm thanh.
7. chế độ xen kẽ
Phương pháp lưu trữ tín hiệu âm thanh kỹ thuật số. Dữ liệu được lưu trữ trong các khung liên tục, tức là, các mẫu kênh bên trái và các mẫu kênh bên phải của khung 1 được ghi trước, và sau đó quá trình ghi của khung 2 được bắt đầu.
8. chế độ không xen kẽ
Đầu tiên, ghi lại các mẫu kênh bên trái của tất cả các khung hình trong một khoảng thời gian, sau đó ghi lại tất cả các mẫu kênh bên phải.
9. tốc độ bit
Tốc độ bit còn được gọi là tốc độ bit, dùng để chỉ lượng dữ liệu được phát bởi nhạc mỗi giây và đơn vị được biểu thị bằng bit, là bit nhị phân. bps là tốc độ bit. b là bit (bit), s là giây (thứ hai), p là mọi (mỗi), một byte tương đương với 8 bit nhị phân. Tức là, kích thước tệp của một bài hát dài 4 phút là 128bps được tính như thế này (128/8) * 4 * 60 = 3840kB = 3.8MB, 1B (Byte) = 8b (bit), nói chung mp3 có lợi ở tốc độ xung quanh 128 bit, Nó cũng có kích thước khoảng 3-4 BM.
Trong các ứng dụng máy tính, mức độ trung thực cao nhất là mã hóa PCM, được sử dụng rộng rãi để lưu trữ tài liệu và đánh giá cao âm nhạc. Nó được sử dụng trong đĩa CD, DVD và các tệp WAV phổ biến của chúng tôi. Do đó, PCM đã trở thành một mã hóa không mất dữ liệu theo quy ước, bởi vì PCM thể hiện mức độ trung thực tốt nhất trong âm thanh kỹ thuật số. Điều đó không có nghĩa là PCM có thể đảm bảo độ trung thực tuyệt đối của tín hiệu. PCM chỉ có thể đạt được mức độ gần vô hạn lớn nhất.
Tính toán tốc độ bit của luồng âm thanh PCM là một công việc rất dễ dàng, giá trị tốc độ lấy mẫu × giá trị kích thước lấy mẫu × số kênh bps. Tệp WAV có tốc độ lấy mẫu là 44.1KHz, kích thước lấy mẫu là 16bit và mã hóa PCM kênh đôi, tốc độ dữ liệu của nó là 44.1K × 16 × 2 = 1411.2Kbps. Audio CD thông thường của chúng tôi sử dụng mã hóa PCM và dung lượng của một CD chỉ có thể chứa 72 phút thông tin âm nhạc.
Tín hiệu âm thanh được mã hóa PCM kênh đôi cần 176.4KB dung lượng trong 1 giây và khoảng 10.34M trong 1 phút. Điều này là không thể chấp nhận được đối với hầu hết người dùng, đặc biệt là những người thích nghe nhạc trên máy tính. Dung lượng ổ đĩa, chỉ có hai phương pháp, chỉ mục lấy mẫu xuống hoặc nén. Không nên giảm chỉ số lấy mẫu, vì vậy các chuyên gia đã phát triển các sơ đồ nén khác nhau. Bản gốc nhất là DPCM, ADPCM, và nổi tiếng nhất là MP3. Do đó, tỷ lệ mã sau khi nén dữ liệu thấp hơn rất nhiều so với mã gốc.
