Kvalita zvuku - Sound quality

Kryty mikrofonů se občas používají ke zlepšení kvality zvuku snížením hluku z větru.

Kvalita zvuku je typicky posouzení přesnosti, věrnosti, nebo srozumitelnosti ze zvukového výstupu z elektronického zařízení. Kvalitu lze měřit objektivně, například když se pomocí nástrojů měří přesnost, s jakou zařízení reprodukuje originální zvuk; nebo to lze měřit subjektivně, například když lidští posluchači reagují na zvuk nebo měří jeho vnímanou podobnost s jiným zvukem.

Kvalita zvuku reprodukce nebo záznamu závisí na řadě faktorů, včetně vybavení použitého k jeho zhotovení, zpracování a masteringu provedeného v záznamu, vybavení použitého k jeho reprodukci a prostředí poslechu použitého k jeho reprodukci. V některých případech lze na záznam použít zpracování, jako je ekvalizace , komprese dynamického rozsahu nebo stereofonní zpracování, aby se vytvořil zvuk, který se výrazně liší od originálu, ale může být vnímán jako příjemnější pro posluchače. V ostatních případech může být cílem reprodukovat zvuk co nejblíže originálu.

Při použití na konkrétní elektronická zařízení, jako jsou reproduktory , mikrofony , zesilovače nebo sluchátka, se kvalita zvuku obvykle vztahuje k přesnosti, přičemž kvalitnější zařízení poskytují vyšší přesnost reprodukce. Při aplikaci na kroky zpracování, jako je zvládnutí nahrávek, může být absolutní přesnost druhotná z uměleckých nebo estetických důvodů. V dalších situacích, jako je nahrávání živého hudebního vystoupení, může kvalita zvuku odkazovat na správné umístění mikrofonů po místnosti, aby bylo možné optimálně využívat akustiku místnosti .

Digitální zvuk

Digitální zvuk je uložen v mnoha formátech. Nejjednodušší formou je nekomprimovaný PCM , kde je zvuk uložen jako série kvantovaných zvukových vzorků rozmístěných v pravidelných časových intervalech. Jak jsou vzorky umístěny blíže k sobě v čase, lze reprodukovat vyšší frekvence. Podle věty o vzorkování lze jakýkoli signál s omezenou šířkou pásma (který neobsahuje čistou sinusovou složku), šířku pásma B, dokonale popsat více než 2 B vzorky za sekundu, což umožňuje dokonalou rekonstrukci analogového signálu s omezenou šířkou pásma. Například pro šířku pásma lidského sluchu mezi 0 a 20 kHz musí být zvuk vzorkován nad 40 kHz. Vzhledem k potřebě odfiltrování ultrazvukových frekvencí vyplývajících z převodu na analogový signál se v praxi používají mírně vyšší vzorkovací frekvence: 44,1 kHz ( CD audio ) nebo 48 kHz ( DVD ).

V PCM každý zvukový vzorek popisuje akustický tlak v daném okamžiku s omezenou přesností. Omezená přesnost má za následek chybu kvantování , což je forma šumu, která se přidává k záznamu. Aby se snížila chyba kvantování, lze v každém měření použít větší přesnost na úkor větších vzorků (viz bitová hloubka zvuku ). S každým dalším bitem přidaným do vzorku se kvantizační chyba sníží přibližně o 6 dB . Například zvuk CD používá 16 bitů na vzorek, a proto bude mít kvantizační šum přibližně 96 dB pod maximální možnou úrovní akustického tlaku (při součtu přes celou šířku pásma)

Velikost prostoru potřebného k uložení PCM závisí na počtu bitů na vzorek, počtu vzorků za sekundu a počtu kanálů. U zvuku CD je to 44 100 vzorků za sekundu, 16 bitů na vzorek a 2 kanály pro stereofonní zvuk, což vede k 1 411 200 bitům za sekundu. Tento prostor však lze výrazně zmenšit pomocí zvukové komprese . Při kompresi zvuku se zvukové vzorky zpracovávají pomocí zvukového kodeku . V bezztrátovém kodeku jsou zvukové vzorky zpracovány bez vyřazení informací zabalením opakujících se nebo nadbytečných vzorků do efektivněji uložené formy. Bezztrátový dekodér poté reprodukuje původní PCM beze změny kvality. Bezztrátová komprese zvuku obvykle dosahuje 30-50% zmenšení velikosti souboru. Mezi běžné bezztrátové zvukové kodeky patří FLAC , ALAC , Monkey's Audio a další.

Pokud je vyžadována další komprese, lze použít ztrátovou kompresi zvuku, jako je MP3 , Ogg Vorbis nebo AAC . V těchto technikách jsou bezztrátové kompresní techniky vylepšeny zpracováním zvuku, aby se snížila přesnost detailů, které je nepravděpodobné nebo nemožné, aby lidský sluch vnímal pomocí principů z psychoakustiky . Po odstranění těchto detailů lze na zbytek použít ztrátovou kompresi, která výrazně zmenší velikost souboru. Ztrátová komprese zvuku proto umožňuje 75-95% zmenšení velikosti souboru, ale riskuje potenciální snížení kvality zvuku, pokud dojde k omylu z vyřazení důležitých informací.