digitalizacija audio signala - djokic nikola zavrsetak

3
Digitalizacija audio signala Binarni system je pogodan za predstavljanje jedne oblasti matematicke logike, poznate kao gulova algebra koja operise sa binarnim brojevima. Gulova algebra se zasniva na binarnim zakonima misljenja, gde jedan iskaz moze biti ili isitnit (tacan) ili neistinit (netacan), a nikada ne moze biti delimicno tacan ili delimicno netacan. Jedna binarna cifra 0 ili 1 predstavlja najmanji podatak koji moze obraditi racunar, I naziva se bit. U vecini modernih racunara koristi se grupa od 8 bitova koja se naziva bajt. Veci racunari najcesce, memorisu podatke u grupama od 2, 4 ili vise bajta, I nazivaju se memorijske reci (najcesce 4). Racunari pored brojnih podataka rade I sa ne numerickim – tekstualnim podacima. Dva nacina kodiranja nenumerickih podataka koji se najcesce koriste u savremenim racunarima su ASCII i EBCDIC. Tri vazne karakteristike periodicnog signala su amplitude (a), frekvencija (f) I faza (Θ). Amplituda je maksimalna vrednost signala I meri se u voltima (V). Faza je mera relativne pozicije u vremenu u okviru jedne periode signala. Frekvencija je inverzna periodi (1/T) jednaka je broju ponavljanja perioda u sekundi izrazava se u hercima (Hz). Koristeci discpilinu u matematici, koja se naziva Furigejnova analiza, moze se pokazati da svaki periodican signal napravljen od komponenata razlicite ucestanosti, gde je svaka komponenta sinusoida (ili kosinusoida). Na osnovu ove tvrdnje svaki signal identicno mozemo prikazati kako u vremenskom (prostornom) tako I u frekvencijskom domenu. Proces digitalizacije analognog signala se sastoji iz 3 faze. Prva faza se sastoji u diskretizaciji signala u vremenu ili prostoru tj. Procesu odabiranja “sampling” vrednosti signala u odredjenim vremenskim ili prostornim intervalima. Impulsna kodna modulacija - RSM Standard za digitalno kodovanje zvuka koje se koristi u telefaksnim sistemima je impulsna kodna modulacija – RSM. Impulsna kodna

Upload: milan-likvidator-jankovic-cuparac

Post on 23-Jul-2015

89 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Digitalizacija Audio Signala - Djokic Nikola Zavrsetak

Digitalizacija audio signala

Binarni system je pogodan za predstavljanje jedne oblasti matematicke logike, poznate kao gulova algebra koja operise sa binarnim brojevima. Gulova algebra se zasniva na binarnim zakonima misljenja, gde jedan iskaz moze biti ili isitnit (tacan) ili neistinit (netacan), a nikada ne moze biti delimicno tacan ili delimicno netacan.

Jedna binarna cifra 0 ili 1 predstavlja najmanji podatak koji moze obraditi racunar, I naziva se bit. U vecini modernih racunara koristi se grupa od 8 bitova koja se naziva bajt. Veci racunari najcesce, memorisu podatke u grupama od 2, 4 ili vise bajta, I nazivaju se memorijske reci (najcesce 4). Racunari pored brojnih podataka rade I sa ne numerickim – tekstualnim podacima. Dva nacina kodiranja nenumerickih podataka koji se najcesce koriste u savremenim racunarima su ASCII i EBCDIC.

Tri vazne karakteristike periodicnog signala su amplitude (a), frekvencija (f) I faza (Θ). Amplituda je maksimalna vrednost signala I meri se u voltima (V). Faza je mera relativne pozicije u vremenu u okviru jedne periode signala. Frekvencija je inverzna periodi (1/T) jednaka je broju ponavljanja perioda u sekundi izrazava se u hercima (Hz). Koristeci discpilinu u matematici, koja se naziva Furigejnova analiza, moze se pokazati da svaki periodican signal napravljen od komponenata razlicite ucestanosti, gde je svaka komponenta sinusoida (ili kosinusoida). Na osnovu ove tvrdnje svaki signal identicno mozemo prikazati kako u vremenskom (prostornom) tako I u frekvencijskom domenu. Proces digitalizacije analognog signala se sastoji iz 3 faze.Prva faza se sastoji u diskretizaciji signala u vremenu ili prostoru tj. Procesu odabiranja “sampling” vrednosti signala u odredjenim vremenskim ili prostornim intervalima.

Impulsna kodna modulacija - RSM

Standard za digitalno kodovanje zvuka koje se koristi u telefaksnim sistemima je impulsna kodna modulacija – RSM. Impulsna kodna modulacija RSM pretvara analogni oblik signala u digitalni signal. Oslanjajuci se na Nikvistovu teoremu, frekvencija odabiranja mora da bude minimum 2x veca od najvece frekvencije analognog signala. Za signal govora, najvisa ucestanost je 4000 Hz, s toga ucestanost odabiranja mora da bude bar 8000 odmeraka u sekundi tj. RSM odabira signal svakih 125 mikro sekundi (1/8000 Hz).

Druga faza se naziva kvantizacija I u njoj se vrednosti parametara zaokruzuju na vrednosti odredjene diskretnim I granicenim skupom nivoa kvantizacije. Ceo opseg mogucih vrednosti amplitude je podeljen u kvantizacionom rastojanju u osnovnom (obicno 256). RSM konvertuje svaki odbirak u ceo broj izmedju 0 I 255. Ovim postupkom se vrsi mapiranje nizova bitova na kvantizacionom nivou. I ova faza predstavlja trecu fazu u digitalizovanju signala poznato kao “kodiranje”.

Odgovarajuci kvantizacioni interval za svaki uzorak je odredjen lokacijom svih amplitude unutar odredjenog kvantizacionog nivoa u celobrojnu vrednost. Izoblicavanje u odnostu na tacan signal koja

Page 2: Digitalizacija Audio Signala - Djokic Nikola Zavrsetak

moze da se pojavi zove se greska kvantizacije. Presporo odabiranje “uder sampling” ne moze izvrsiti dovoljno dobro rekonstrukciju analognog signala.

Zadatak:

Da bi uocili kolika frekvencija uzorkovanja, broja kanala I rezolucije uticu na velicinu datoteke I kvalitet audio zapisa, uradimo sledece:1. Pomocu programa sound-recorder i mikrofona snimite vlastiti glas ili neki drugi izvor zvuka. Dobijeni zapis sacuvajte u sl. Formatima: PCM 44KHz, 16bit, stereo (CD Quality)

PCM 44KHz, 8bit, stereo

PCM 22KH, 8bit, mono ( Radio Quality)

PCM 11KHz, 8bit, mono telephone( Quality)

Uporedite dobijene rezultate prema velicini I subjektivnosti po kvalitetu.Rezultate srediti tabelarno..

Velicine Velicina Zapisa OpisPrimer 1 PCM 44KHZ, 16bit,

stereoPrimer 2 PCM 44KHz, 8bit, stereo Primer3 PCM 22KHz, 8 bit, monoPrimer4 PCM 11KHz, 8 bit, mono

2. Zadatak: Izvrsiti kompresiju Wawe 44,1KHz, 16 bit, stereo U MP3 zapis sa brzinama protoka podataka 320, 256, 128, 64, 32 kbps.Uporedi te dobijene rezultate prema velicini I subjektivnosti po kvalitetu.Rezultate srediti tabelarno.

Bit rate Velicina zapisa OpisPrimer 1 320Primer2 256Primer3 128Primer4 64Primer5 32

3. Objasniti kako se u windowsu vrsi podesavanje zvucne kartice za prihvatanje zvuka iz spoljasnih izvora. Postupak ilustrovati odgovarajucim screenshootovima.