Проект системи запису/відтворення для супер - диску (SACD)

На  рис. 17 показана структура системи кодування без втрат. Вхідний сигнал кадрується для вибору підходящої частини для видалення надмірності. У цій вибраній частині передбачення видаляє надмірність. Ентропійний кодер виконує найбільш ефективне кодування вхідного сигналу.

Рис. 15. Структура системи кодування без втрат

Через вибрані методи кадрування, передбачення та ентропійного кодування результуюча бітова швидкість DST-кодера непостійна. Постійна бітова швидкість бажана в системах, що працюють з оптичними дисками, оскільки це узгоджується з постійною лінійною швидкістю диску.

Шляхом  додавання управління буфером мінлива  швидкість потоку може бути перетворена  в постійну.

Адаптивне пророкування, що використовується при DST-стисканні, знижує високу бітову швидкість  потоку в багатоканальному DSD-форматі  і дозволяє зберегти повні 74 хв багатоканальної інформації на одношаровому диску.

 

 

 

 

 

 

 

4. СУПЕР-ДИСК ТА АУДІО ФОРМАТ НА DVD

DVD-Audio – стандарт  зберігання аудіо інформації  на DVD дисках. Принцип кодування вихідного  аналогового сигналу схожий з  звичайними CD аудіо дисками, однак  за рахунок збільшення частоти  дискретизації і розрядності  цифрових даних оцифрований звук істотно ближче до оригіналу. Для збільшення часу запису також відбувається стиснення інформації без втрат якості. Час запису на DVD-A дисках зазвичай становить 74 хвилини, кількість каналів - від 2 до 6. Для сумісності з програвачами звичайних DVD (відео) дисків, іноді може бути присутнім аудіосигнал об'ємного звуку у форматах Dolby Digital і DTS.

1. Технічні  відомості про DVD-Audio

Аудіо сигнал записується у форматі PCM (ІКМ – імпульсно-кодова модуляція). Частота дискретизації може бути від 44 до 96 кГц (для стерео – до 192 кГц), розрядність даних від 16 до 24 біт. Відтворений частотний діапазон - від 5 до 48000 Гц (до 96000 Гц для стереосигналу), динамічний діапазон – до 144 дБ. Обсяг даних – 4.7 Гб для одношарового диску. Використання алгоритму стиснення звуку без втрат MLP (Meridian Lossless Packing), що забезпечує приблизно дворазове стиснення аудіо даних.

Переваги  стандарту DVD-audio:

• висока якість звуку, великий динамічний діапазон.
• запис багатоканального звуку.
• можливість відтворення на комп'ютері.
• поширений на студіях звукозапису формат кодування PCM.

2. Порівняння  DVD-A та SACD

Тривалість  процесу становлення стандарту DVD-A пов'язана, як, втім, і завжди, з «війною стандартів». У той час як одні працювали над DVD-A, Sony і Phillips (до речі, вони ж і розробили CD - DA) працювали над SACD. Майже єдиною відмінністю SACD від DVD-A є формат зберігання даних –не ІКМ, а однобітна сигма-дельта модуляція з частотою 2.8224 МГц. Не дивлячись на теоретично більш високу якість кодування звуку, ніж у випадку ІКМ, практичну вигоду від використання сигма-дельта модуляції на слух розрізнити, найімовірніше, неможливо. Правда, ще однією дійсно корисною особливістю SACD є можливість випуску гібридних носіїв (Hybrid SACD) дисків, здатних працювати як в старих CD-приводах, так і в нових SACD (така можливість досягається завдяки наявності на дисках SACD двох шарів з даними).

Обидва  носія SACD і DVD-Audio забезпечують настільки  високу якість звуку, що зареєструвати  будь-які переваги одного формату  перед іншим можна тільки в  лабораторних умовах. І те перевага буде відносною, а не абсолютною. Можливості людського вуха обмежені. А межі якості запису і відтворення у нових носіїв досягли такого рівня, де вуху різниці не відчути.

Переваги SACD і DVD-Audio можна пояснити в порівнянні з CD. При записі фонограми на звичайний  компакт-диск (за технологією імпульсно-кодової  модуляції) аналогово-цифровий конвертер  перетворює фрагменти музики (семпли) в бінарні числа. На компакт-диск можна записати до 44 100 оцифрованих семплів в секунду (частота семплювання 44,1 кГц). А на DVD-Audio можна записувати до 96 000 семплів в секунду (на окремі канали до 192 000). Тим часом межа сприйняття людського вуха, за якими різниці вже не відчувається, знаходиться на рівні 64 000 семплів в секунду (64 кГц). У SACD (при технології запису Direct Stream Digital) максимальна частота семплювання – 2,8 МГц/с. З одного боку, явна перевага в порівнянні з DVD-Audio, з іншого – вуху все одно, до якої міри перевершена стеля сприйняття. Проте, динамічний діапазон, тобто той проміжок між самим тихим і найгучнішим звучанням, у якому звук передається без найменших спотворень, новими носіями також вичерпаний. Наприклад, на DVD-Audio кожен семпл може записуватися числом довжиною 24 біта, що забезпечує динамічний діапазон до 144 дБ. Це також за межами сприймання людським вухом. І за межами можливостей сучасної відтворювальної апаратури.

DSD - PCM

Схема сигма/дельта DSD-перетворювача дуже проста: аналоговий сигнал надходить на мікшер, куди подається також сигнал НЗЗ, потім на інтегратор (це і є "сигма", тобто сума). Після цього в тракт підмішується шум (dither), як у звичайному АЦП, і вся ця суміш дробиться на окремі імпульси (виходить "дельта", тобто різниця).

1-бітові  дельта сигма перетворювачі, використовувані  в SACD, мають більш широкий спектр  шумів квантування і тому вимагають  спеціальних фільтрів НЧ - аж 7-го  порядку, в той час як для  однобітових ЦАПів Philips Bitstream, які широко використовуються в CD-програвачах, достатньо 3-го порядку. З спрощенням цифрової частини ускладнюється аналогова. Адже, чим нижчий порядок фільтра, тим менший вплив він робить на музикальність звучання.

PDM – менш ефективний спосіб кодування, ніж PCM, тобто при тих же звукових параметрах (наприклад, сигнал/шум 120 дБ в діапазоні частот до 20 кГц) йому потрібний більший обсяг даних. А це означає, що на SACD або міститься менше музики, ніж на DVD-Audio, або вона виявляється записана гірше. Але з специфікацій випливає, що все якраз навпаки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

Фірми Sony і Philips створили новий стандарт SACD, який задовольняє всі вимоги високої якості для наступного покоління звукових носіїв. Формат SACD може служити не тільки основою побутових систем відтворення звуку, але також високоякісних систем архівування, замінюючи аналогову магнітну стрічку в студіях звукозапису. Завдяки витонченій технології водяних знаків, такий формат підтримує боротьбу з піратством. Додатковою перевагою формату SACD, яка забезпечена гібридним диском, є гарантована 100% сумісність з існуючими програвачами компакт-дисків.

 

У результаті виконання даної курсової роботи було закріплено засвоєні теоретичні та практичні знання, які були отримані під час процесу вивчення дисципліни «Цифрова обробка аудіо та відео інформації» протягом семестру. У ході виконання даної курсової роботи було виконано всі методи та засоби, які були викладені протягом семестру. Результатом виконання є проект системи запису/відтворення для супер-диску (SACD).

Результати  курсового проекту можуть бути використані  у навчальному процесі, під час  проходження першого модуля, в якому основна увага приділяється аудіообробці інформації, дисципліни «Цифрова обробка аудіо та відео інформації».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Борзенко А., Федоров А. Мультимедіа для всіх. — М.: ТОО фірма «Комп’ютерПресс», — 1995. — 222 с..
2. Маєс, М. Веркаммен. Цифровий  звукозапис. Пер. з англ. –М.: Мир, 2004.-352с.
3. І. А. Алдошина, Е. І. Вологодин, А. П. Єфімов та ін. Електроакустика та звукове мовлення: навчальний посібник для вузів/  — М.: Гаряча лінія-Телеком, Радіо та зв'язок, 2007. — 872 с.
4. http://www.digit-life.com/articles2/sacd-dvd-a/index.html - Еволюція форматів високої чіткості