Что такое цифровое аудиокодирование?

Цифровое аудиокодирование (DAC) относится к преобразованию аналоговых аудиосигналов в цифровые данные для эффективного хранения, передачи и воспроизведения. Он включает в себя оцифровку звукового сигнала путем выборки или измерения его амплитуды через регулярные промежутки времени. Полученное цифровое представление аудиосигнала затем может быть обработано, сохранено и передано в различных цифровых форматах.

Во время ЦАП аудиосигнал проходит несколько этапов:

1. Выборка: Аналоговый аудиосигнал дискретизируется с определенной частотой, обычно измеряемой в выборках в секунду (SPS) или частоте дискретизации. Чем выше частота дискретизации, тем точнее захватывается исходная форма сигнала. Обычные частоты дискретизации включают 44,1 кГц (качество CD), 48 кГц (качество DVD) и выше для аудиофильских приложений.

2. Квантование: Каждое выборочное значение преобразуется в дискретное числовое значение в пределах указанного диапазона. Этот процесс известен как квантование. Количество бит, используемых для квантования, определяет разрешение и динамический диапазон цифрового аудиосигнала. Более высокая разрядность, например 16 или 24 бита, обеспечивает лучшее качество звука и обычно используется в профессиональных аудиоприложениях.

3. Кодировка: Квантованные аудиосэмплы обычно кодируются с использованием различных методов сжатия аудио. Эти алгоритмы направлены на уменьшение размера цифровых аудиоданных без существенного ущерба для их воспринимаемого качества. Распространенные форматы кодирования звука включают MP3, AAC, WMA, FLAC и многие другие, каждый из которых имеет свои сильные стороны и недостатки с точки зрения эффективности сжатия и качества звука.

4. Хранение и передача: Закодированные цифровые аудиоданные затем можно хранить в компактном формате на носителях, таких как компакт-диски, DVD-диски, жесткие диски, или передавать в потоковом режиме по сетям и Интернету. Простота хранения и передачи делает ЦАП решающим фактором при распространении цифровой музыки, подкастов и другого аудиоконтента.

5. Воспроизведение и декодирование: При воспроизведении цифрового аудиофайла процесс ЦАП происходит в обратном порядке. Закодированные данные декодируются и преобразуются обратно в аналоговый аудиосигнал с помощью аппаратного компонента цифро-аналогового преобразователя (DAC). Этот восстановленный аналоговый аудиосигнал затем можно усилить и воспроизвести через динамики или наушники, позволяя пользователям слушать цифровой контент.

Кодирование цифрового звука существенно повлияло на аудиоиндустрию, обеспечив широкое распространение, хранение и использование высококачественного аудиоконтента в различных форматах и ​​приложениях.