5. Системное ПО
Компрессия – это сжатие динамического диапазона сигнала, когда слабые звуки усиливаются сильнее, а сильные – слабее. На слух это воспринимается как уменьшение различия между тихим и громким звучанием исходного сигнала.
Установлено, что, если повышать громкость звука в 2, 4, 8 и т. д. раз, то человеческое ухо будет воспринимать этот процесс как линейное увеличение интенсивности звука. Изменение уровня громкости с 1 единицы до 2 единиц столь же заметно для человеческого уха, как и изменение громкости от 50 до 100 единиц. В то же время изменение громкости от 100 единиц до 101 единицы человеком практически не ощущается.
Таким образом, ухо человека логарифмирует громкость слышимых звуков.
При компандировании значение амплитуды звука заменяется логарифмом этого значения. Полученные числа округляются, и для их записи требуется меньшее число разрядов.
При 16-битном кодировании звука максимальное значение кода не превышает значение 216. Логарифм этого числа по основанию 2 равен 16. Последнее число может быть закодировано пятью двоичными разрядами (1610 = 100002). Таким образом, для представления информации вместо 16 битов можно использовать лишь 5 битов. Этим достигается сжатие информации. Для воспроизведения компрессированного сигнала его подвергают обратному по сравнению с логарифмированием преобразованию – потенцированию.
Еще один способ сжатия звуковой информации заключается в том, что исходный звуковой сигнал очищается с помощью фильтров от неслышимых компонентов (например, убирают низкие басовые шумы). Затем производится более сложный анализ сигнала: вычисляются и удаляются замаскированные частоты, заглушенные другими мощными сигналами. Таким образом, можно исключить до 70% информации из сигнала, практически не изменив качество его звучания.
Сжатие сигнала также можно получить за счет еще одного приема.
Если исходный сигнал является стереофоническим, то его можно преобразовать в так называемый совмещенный стереофонический сигнал. Установлено, что слуховой аппарат человека может определить местоположение источника звука лишь на средних частотах, а высокие и низкие частоты звучат как бы отдельно от источника звука.