Аналоговый сигнал — сигнал, значения которого лежат в непрерывном пространстве, т.е. в пространстве, не являющемся дискретным.
Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом. Аналоговым сигналам противопоставляются дискретные (квантованные, цифровые).
Свойства
Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантованных или цифровых сигналов.
Отсутствие чётко отличимых друг от друга дискретных уровней сигнала приводит к невозможности применить для его описания понятие информации в том виде, как она понимается в цифровых технологиях. Содержащееся в одном отсчёте «количество информации» будет ограничено лишь динамическим диапазоном средства измерения.
Отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал, неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).
Применение
Аналоговые сигналы часто используют для представления непрерывно изменяющихся физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал, снимаемый с термопары, несет информацию об изменении температуры, сигнал с микрофона — о быстрых изменениях давления в звуковой волне, и т.п.
Аналог и цифра. Переход на цифровую технологию позволяет уменьшить потери информации в радиоканале почти до нуля за счет исправления ошибок. Увеличение избыточности позволяет снизить потери, но требует увеличения скорости потока данных. Компрессия данных снижает скорость потока, но не проходит бесследно для качества звука. Оптимум — посередине.
В аналоговой системе можно организовать монопередачу и двухканальную стереофонию. Цифровая технология дает более широкий выбор: от простейшего моно до многоканальной стереофонии.
11. Цифровой сигнал
При передаче в цифровом виде можно существенно ослабить влияние отражений и уменьшить долю пространства, где прием затруднен. Надо только помнить, что стопроцентную гарантию в реальной жизни не дает никто. Всегда можно найти место, где сигнал будет приниматься неустойчиво. Помехи в цифровых системах передачи проявляются иначе, чем в аналоговых: вероятны хрипы и выпадения звука. И после восстановления приема звук появляется не сразу.
Реально и цифровое, и аналоговое вещание позволяет принимать сигнал в помещении и в открытом пространстве, и оставаясь на месте, и на ходу. Обратим внимание на этот факт: не все сервисы имеют такую же большую зону охвата.
Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). В процессе кодирования фонограммы, т.е. непрерывного звукового сигнала, производится его дискретизация по времени.Под Цифровым сигналом понимается дискретный сигнал квантованный по амплитуде.
Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного сигнала. Цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания – это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю. Каждое устройство в таких сетях посылает данные в обоих направлениях, а некоторые могут одновременно принимать и передавать. Узкополосные системы (baseband) передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты.
Дискретный цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал, поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увеличить надёжность передачи информации.
Аналог и цифра. Переход на цифровую технологию позволяет уменьшить потери информации в радиоканале почти до нуля за счет исправления ошибок. Увеличение избыточности позволяет снизить потери, но требует увеличения скорости потока данных. Компрессия данных снижает скорость потока, но не проходит бесследно для качества звука. Оптимум — посередине.
В аналоговой системе можно организовать монопередачу и двухканальную стереофонию. Цифровая технология дает более широкий выбор: от простейшего моно до многоканальной стереофонии.
12.Сжатие звукового сигнала. Его необходимость. Звуковой файл можно сжать с помощью компандирования. Этот метод основан на законе, открытом психологами: если интенсивностьраздражителя меняется в геометрической прогрессии, то интенсивностьчеловеческого восприятия меняется в арифметической прогрессии.
Компандированиезаключается в компрессии (сжатии) по амплитуде исходного звукового сигнала.Затем сжатый сигнал восстанавливается с помощью экспандера (расширителя).
Компрессия —это сжатие динамического диапазона сигнала, когда слабые звуки усиливаютсясильнее, а сильные — слабее. На слух это воспринимается как уменьшениеразличия между тихим и громким звучанием исходного сигнала.
дляпредставления информации вместо 16 бит можно использовать лишь 5 бит. Этимдостигается сжатие информации. Для воспроизведения компрессированного сигналаего подвергают обратному по сравнению с логарифмированием преобразованию — потенцированию.
Еще один способ сжатия звуковойинформации заключается в том, что исходный звуковой сигнал очищается с помощьюфильтров от неслышимых компонентов (например, убирают низкие басовые шумы).Затем производится более сложный анализ сигнала: удаляются замаскированныечастоты, заглушенные другими мощными сигналами. Таким образом, можно исключитьдо 70% информации из сигнала, практически не изменив качество его звучания.
Сжатиесигнала также можно получить за счет еще одного приема.Если исходный сигналявляется стереофоническим, то его можно преобразовать в так называемыйсовмещенный стереофонический сигнал. Установлено, что слуховой аппарат человекаможет определить местоположение источника звука лишь на средних частотах, авысокие и низкие частоты звучат как бы отдельно от источника звука. Такимобразом, высокие и низкие частоты можно представить в виде монофоническогосигнала (т. е. без разделения на два стереофонических канала). Этопозволяет вдвое уменьшить объем информации, передаваемой на низких и высокихчастотах.
Одно изсвойств человеческого слуха заключается в маскировании тихого звука, следующегосразу за громким звуком. Так после выстрела пушки в течение некоторого временитрудно услышать тиканье наручных механических часов или стрекот кузнечиков.
При сжатиизвукового сигнала замаскированный, почти неслышимый звук не сохраняется впамяти и не передается через каналы связи. Такая процедура исключения сигнала,следующего за громким звуком, называется маскированием во временнойобласти.
Длячеловеческого уха характерно также и явление маскирования в частотнойобласти, заключающееся в том, что постоянно звучащий громкий синусоидальныйсигнал маскирует («глушит») тихие сигналы, которые близко лежат на оси частот кгромкому сигналу.
Еще однавозможность компрессии основывается на следующей особенности человеческогослуха. Экспериментально установлено, что в диапазонах частот 20—200 Гц и 14—20кГц чувствительность человеческого слуха существенно ниже, чем на частотах0,2—14 кГц. По этой причине допустимо более грубое квантование сигналов вуказанных диапазонах частот. В среднем диапазоне частот амплитуды кодируются 16битами, а на частотах, где ухо менее чувствительно — 6 и даже 4 битами.
Биоакустическиесвойства человеческого слуха не позволяют сжать звуковой сигнал, если онпредставляет собой однотонные звуки с постоянным уровнем громкости. В этомслучае наряду с рассмотренными приемами сжатия дают эффект традиционные методыархивации информации.
13. Аппаратура монтажа звука.
В монтажной программе можно использовать различное звуковое оформление: "живой" звук, сопровождающий оригинальный видеоклип, музыкальные фонограммы, записанные с компактдиска, аудиомагнитофона, а также отдельные звуки, записанные самостоятельно или найденные на дисках со звуковыми библиотеками.
Экспортирование конечного файла
Заключением создания клипа служит формированиее полученного материала в единый файл, предназначенный для последующего использования вне программы монтажа.
Практическая часть
Используемая аппаратура:
Цифровой камкордер SONY DSR-PD170P
Цифровая камера Canon PowerShort A710IS
Используемые программы:
Adobe Premier Pro
Дополнительные материалы: