Объем звукозаписей

Качество компакт-диска

Чтобы обеспечить передачу всего диапазона частот, воспринимаемых человеческим ухом, частота дискретизации должна превышать 40000 Гц. В качестве стандарта, с учетом создания небольшого запаса и других дополнительных соображений была выбрана частота в 44,1 кГц. При использовании 16 разрядов для записи отдельных сигналов примерно обеспечивается необходимый динамический диапазон. При стереозаписи отдельно регистрируются левый и правый каналы.

При воспроизведении звукозаписи, оцифрованной с использованием таких параметров, получается "естественный" (с поправкой на параметры звуковой системы, в случае компьютера - звуковой карты и колонок) звук, так как возникающие искажения остаются за пределами человеческого слуха. Именно эти параметры используются при записи музыкальных компакт-дисков, так что качество, которое они обеспечивают, так и называют "качество компакт-диска".

По известным параметрам дискретизации можно определить объем пространства, который нужен для хранения такой цифровой записи. Действительно, один сигнал занимает 4 байта (по 2 байта на стереоканал), а в секунду делается 44100 снимков звуковой волны. Перемножая, получаем, что на секунду записи требуется 44100*4 = 176400 байт, или примерно 172 Кбайт. Отсюда легко получить, что 1 минута записи требует около 10 Мбайт дискового пространства. Отдельное произведение (например, песня) продолжительностью не более нескольких минут требует дискового пространства в несколько десятков мегабайт. Это серьезная проблема, затрудняющая хранение больших архивов звукозаписей.

Заметим, что эта проблема особенно остро стоит именно при записи музыкальных произведений. Скажем, диапазон частот человеческого голоса составляет, в основном, 2000-8000 Гц, причем максимум приходится на частоту около 3000 Гц. Это означает, что частоту дискретизации можно снизить вдвое, а если пренебречь некоторыми характерными особенностями тембра голоса конкретного человека, то и еще уполовинить. Отказ от стереозвука и уменьшение разрядности также позволяют добиться двукратной экономии.

Получаемые форматы (частота дискретизации 11025 или 22050 Гц и восьмиразрядное монофоническое представление) носят название "качество телефонной связи" и "качество радиопередачи" и вполне пригодны в тех случаях, когда записываются немузыкальные звуки. Однако для передачи записей по компьютерным сетям (например, через Интернет) и такие форматы оказываются не слишком удовлетворительными.