Digitalizace analogového signálu
Z MiS
(Rozdíly mezi verzemi)
(Osamostatnění stránky) |
(Přidán obrázek (příklad)) |
||
| Řádka 1: | Řádka 1: | ||
| − | [[Category:VSE]][[Category:Informatika]][[Category:Sítě]] | + | [[Category:VSE]][[Category:Informatika]][[Category:Sítě]][[Category:Stránky s obrázky]] |
== Vzorkování (sampling) == | == Vzorkování (sampling) == | ||
* v pravidelných intervalech změříme velikost napětí | * v pravidelných intervalech změříme velikost napětí | ||
* pro zvuk v CD kvalitě obvykle používáme frekvenci vzorkování 44 nebo 48 kHz, v IP telefonii obvykle nižší (22 kHz, 11 kHz, 8 kHz) | * pro zvuk v CD kvalitě obvykle používáme frekvenci vzorkování 44 nebo 48 kHz, v IP telefonii obvykle nižší (22 kHz, 11 kHz, 8 kHz) | ||
| − | * pro uložení zvuku s frekvencí ''f'' je třeba vzorkovací frekvence alespoň ''2f'' (viz také [[ | + | * pro uložení zvuku s frekvencí ''f'' je třeba vzorkovací frekvence alespoň ''2f'' (viz také [[Nyquistův teorém]]). |
* při použití CD kvality (44 kHz) tedy můžeme rekonstruovat maximální frekvenci 22 kHz, což odpovídá zhruba rozsahu, který je schopno vnímat lidské ucho. | * při použití CD kvality (44 kHz) tedy můžeme rekonstruovat maximální frekvenci 22 kHz, což odpovídá zhruba rozsahu, který je schopno vnímat lidské ucho. | ||
* nastavením vzorkovací frekvence tedy omezujeme maximální přenášenou frekvenci zvuku | * nastavením vzorkovací frekvence tedy omezujeme maximální přenášenou frekvenci zvuku | ||
| Řádka 15: | Řádka 15: | ||
* počet použitých hodnot udává maximální dosažitelný odstup signál-šum (SNR: sound-to-noise ratio) pro kvantizaci na ''N'' bitů podle vzorce | * počet použitých hodnot udává maximální dosažitelný odstup signál-šum (SNR: sound-to-noise ratio) pro kvantizaci na ''N'' bitů podle vzorce | ||
SNR [dB] = 6,02 N - 1,73 | SNR [dB] = 6,02 N - 1,73 | ||
| + | |||
| + | == Diagram — příklad == | ||
| + | * Předpokládáme digitalizaci analogového signálu, jehož časový průběh je na diagramu. | ||
| + | * Snímkovací frekvence je v diagramu naznačena červenými svislými čarami (okamžiky měření na časové ose). | ||
| + | * Používáme kvantování na 4 bity, tedy zvolíme hladiny 0000 ... 1111 (v obrázku zobrazeny jen liché hladiny). | ||
| + | |||
| + | [[Soubor:digitalizace.png]] | ||
Verze z 27. 11. 2013, 08:34
Vzorkování (sampling)
- v pravidelných intervalech změříme velikost napětí
- pro zvuk v CD kvalitě obvykle používáme frekvenci vzorkování 44 nebo 48 kHz, v IP telefonii obvykle nižší (22 kHz, 11 kHz, 8 kHz)
- pro uložení zvuku s frekvencí f je třeba vzorkovací frekvence alespoň 2f (viz také Nyquistův teorém).
- při použití CD kvality (44 kHz) tedy můžeme rekonstruovat maximální frekvenci 22 kHz, což odpovídá zhruba rozsahu, který je schopno vnímat lidské ucho.
- nastavením vzorkovací frekvence tedy omezujeme maximální přenášenou frekvenci zvuku
Diskretizace (kvantování, quantization)
- naměřenou hodnotu zapíšeme jako číslo s omezenou délkou (počet bitů)
- pro zvuk v CD kvalitě obvykle pro zápis hodnoty použijeme 16 bitů, pro IP telefonii stačí opět nižší (8 b)
- pro 16 bitů máme max. 216 povolených hodnot.
- tím, že změřenou hodnotu „zaokrouhlíme“ k nejbližší diskrétní hodnotě, vzniká tzv. „kvantizační šum“ (neukládáme přesně hodnotu, kterou jsme naměřili, ale nejbližší povolenou hodnotu)
- počet použitých hodnot udává maximální dosažitelný odstup signál-šum (SNR: sound-to-noise ratio) pro kvantizaci na N bitů podle vzorce
SNR [dB] = 6,02 N - 1,73
Diagram — příklad
- Předpokládáme digitalizaci analogového signálu, jehož časový průběh je na diagramu.
- Snímkovací frekvence je v diagramu naznačena červenými svislými čarami (okamžiky měření na časové ose).
- Používáme kvantování na 4 bity, tedy zvolíme hladiny 0000 ... 1111 (v obrázku zobrazeny jen liché hladiny).
