Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Sampling - digitalisering av lyd

Sampling - digitalisering av lyd

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Sampling - digitalisering av lyd

  1. 1. Sampling Digitalisering av lyd HAKON.KVIDAL@NMH.NO
  2. 2. Sampling • Roads, Curtis (1996, s. 9): The core concept in digital audio recording is sampling, that is, converting continous analog signals (such as those coming from a microphone) into discrete time-sampled signals. • AD konvertering: Fra analogt (A) til digitalt (D)
  3. 3. Carl Hakon Waadeland (2003): Musikk og klingende matematikk – en arv fra Pythagoras”. Sampling s.9
  4. 4. Samplingsfrekvens • Antall målinger (samplinger) pr. sekund • Måleenhet Hertz (Hz)
  5. 5. Samplingsfrekvens
  6. 6. Samplingsfrekvens
  7. 7. Samplingsfrekvens
  8. 8. Samplingsfrekvens
  9. 9. Samplingsfrekvens
  10. 10. Samplingsfrekvens • Høyere sample rate gir mer nøyaktig beskrivelse av lyden
  11. 11. Nyquists samplingsteorem • For at en sampler skal gi en adekvat representasjon av en lyd må samplingsfrekvensen være dobbelt så høy som lydens svingefrekvens. • fn = (fs/2) fn er Nyquist frekvensen og fs er samplingsfrekvensen. • Kun frekvenser som er mindre enn Nyquist frekvensen vil bli adekvat representert ved sampling
  12. 12. Aliasering • Ved for lav samplingsfrekvens kan sampleren lage en feilaktig beskrivelse. • Aliasering: Sampleren registrerer tonen med en frekvens tonen i virkeligheten ikke har!
  13. 13. Aliasering • Eksempel på visuell aliasering: Film av hjul som roterer • 24 bilder pr. sekund • I virkeligheten roterer hjulet med klokka. • På filmen ser det ut som om hjulet roterer mot klokka, fordi samplingsfrekvensen (24Hz) er for lav i forhold til rotasjonshastigheten.
  14. 14. Antialiasering • Frekvenser høyere enn halvparten av samplingsfrekvensen må filtreres bort for å forhindre aliasering
  15. 15. Antialiasering • Lowpass filter for å unngå aliasering
  16. 16. Bits • Avlesningsnøyaktigheten langs spenningsaksen angis i bit
  17. 17. Bits • En byte er en kombinasjon av flere bits • Wordlength – antall bit som byten består av • 8-bit word = 256 steps • 16-bit word = 65,536 steps • 20-bit word = 1,048,576 steps • 24-bit word = 16,777,216 steps • 32-bit word = 4,294,967,296 steps
  18. 18. Signal - støy forhold • 8-bit word =49.8 dB • 16-bit word =97.8 dB • 20-bit word = 121.8 dB • 24-bit word = 145.8 dB • 32-bit word = 193.8 dB
  19. 19. Dither • Kvantisering og bitreduksjon skaper støy • Dither erstatter kvantiseringsstøye n med en mindre hørbar støy.
  20. 20. Hvor høy sample rate bør man bruke? • Oversampling for bedre kvalitet ved DSP? • Avhenger av lydkortets kvalitet (AD og DA konvertere) • Høyere sample rate gir: – ”Riktigere” gjengivelse – Gjengir et større frekvensområdet (avhenger også av andre ledd i signalkjeden) – Flere feil ved konvertering – Større datamengde og større CPU last • Live Electronics: 44,1 kHz sample rate og 24 bit – God nok lyd – Høyere samplerate og bit length vil belaste systemet mer uten at det gir hørbare forbedringer
  21. 21. Buffer size • Buffer: Et mellomlager for samples • Latency (gangtid) • Liten buffer – Fylles raskere og må tømmes ofte. – Liten latency og stor CPU last • Stor buffer – Tømmes sjeldnere enn mindre buffer – Stor latency og lavere CPU last
  22. 22. Oppsummering • En digital beskrivelse vil alltid være en tilnærmet beskrivelse. Aldri lik eller eksakt, men muligens så lik at vi ikke er i stand til å merke forskjellen. • Analog er ideelt sett tilsvarende, men den analoge teknologien har så mange begrensinger at reproduksjonen ofte blir en annen enn originalen.
  23. 23. Ressurser • Digital Audio Explained - Samplerate and Bitdepth https://www.youtube.com/watch?v=BNVVq-iVPy8 • D/A and A/D | Digital Show and Tell (Monty Montgomery @ xiph.org) https://www.youtube.com/watch?v=cIQ9IXSUzuM • The Science of Sample Rates (When Higher Is Better — And When It Isn’t) http://www.trustmeimascientist.com/2013/02/04/the- science-of-sample-rates-when-higher-is-better-and- when-it-isnt/

×