Адекватное аудио

Казарян Гнел (herodot@land.ru)

Спецвыпуск: Хакер, номер #054, стр. 054-080-3

Так, например, джиттер (jitter) - шум, появляющийся в результате того, что осуществление выборки сигнала при дискретизации происходит не через абсолютно равные промежутки времени, а с какими-то отклонениями. Если дискретизация проводится с частотой 44,1 кГц, отсчеты берутся не точно каждые 1/44100 секунды, а попеременно немного раньше или позже. Поскольку входной сигнал постоянно меняется, такая ошибка приводит к захвату не совсем верного уровня сигнала. В результате во время проигрывания оцифрованного сигнала может ощущаться некоторое дрожание и искажения. Появление джиттера является результатом не абсолютной стабильности АЦП (аналогово-цифровых преобразователей). Для борьбы с этим явлением применяют высокостабильные тактовые генераторы.

Еще одна неприятность - шум дробления. Как я уже говорил, при квантизации амплитуды сигнала происходит ее округление до ближайшего уровня. Такая погрешность вызывает ощущение "грязного" звучания. Опять же повторю, что качество оцифрованного сигнала и наличие (количество) шума и искажений напрямую зависят от уровня и качества аудиосистемы.

Небольшая справка. Стандартные параметры записи аудиокомпакт-дисков следующие: частота дискретизации - 44,1 кГц, уровень квантизации – 16 бит. Такие параметры соответствуют 65536 (216) уровням квантизации амплитуды при взятии ее значений 44100 колебаний в секунду.

Конечно, скорее всего, нам не придется сталкиваться с таким высоким качеством звука, поскольку качество исходного материала будет определяться возможностями камеры или недорогого микрофона (впрочем, насчет камеры можно почитать в статье "Препарируя и выбирая" этого номера, кроме того, там есть пара советов про микрофоны).

На практике процесс оцифровки (дискретизация и квантование сигнала) остается невидимым для пользователя: всю черновую работу делают программы, которые отдают соответствующие команды драйверу звуковой карты. Любая программа (будь то встроенный в Windows Recorder или мощный звуковой редактор), способная осуществлять запись аналогового сигнала в компьютер, так или иначе оцифровывает сигнал с определенными параметрами, которые могут оказаться важными в последующей работе с записанным звуком. Именно по этой причине важно понять, как происходит процесс оцифровки и какие факторы влияют на ее результаты.

Аудио в видео

Для переноса видео в компьютер используется самое разное оборудование: USB, FireWire или специальные платы для видеозахвата. В любом случае аудиосигнал захватывается параллельно с видео с частотой дискретизации 48000 Гц. Для того чтобы контролировать синхронность аудиопотока с видео, нужно обратить внимание на частоту кадров (Frame Rate) видеопотока. В любом аудиоредакторе или секвенсере присутствует опция управления частотой кадров. По умолчанию в аудиоредакторах частоту кадров обозначают 30fps (frames per second - кадров в секунду), а видео, как правило - 25fps. Поэтому при обработке и сохранении аудиотрека (для последующего соединения с видео) частоту кадров обязательно нужно выставить так, как выставлено в видеопотоке.