ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ
СТЕНИ
As-*6
a)
Спектр кодируемого
сигнала
Рис. 4. Процедура сжатия аудиоданных в системе
с обработкой сигналов в спектральной области
каж дой из полос, определенный таким об-
разом. В некоторых полосах сигнал можно
не передавать совсем, поскольку эти поло-
сы оказы ваю тся замаскированны ми цели-
ком.
Таким способом удается сущ ественно, в
несколько раз, ум еньш ить объем сообщ е-
ния. При сж атии в три раза искаж ения прак-
тически незаметны, возможна и дальнейш ая
компрессия, но она требует аккуратности.
Заметность искаж ений сигнала зависит
от особенностей алгоритма кодирования: ме-
тода распределения битов по полосам, учета
маскирования во временной области, учета
особенностей сигнала и т. д. и т. п. Именно
этим и различаю тся алгоритмы компрессии
ауди о дан н ы х : „D olby А С -3“ , M USICAM
(ISO/MPEG Layer 2, 3) и ATRAC, который и
используется в системе „мини-диск“.
Н асколько мож но судить по имеющейся
информации, ATRAC — это дитя „Sony“, к
которому имеет отнош ение „Dolby Labs“2.
Метод ATRAC иллю стрирует рис. 5.
Д ля начала сигнал разделяется на три
полосы: 0 -5 ,5 1 2 5 ; 5,5125-11,025 и 1 1,025-
22,05
кГц. Внутри каж дой полосы произво-
дится модифицированное дискретное коси-
нусное преобразование, в результате вычис-
ляется ди скретны й спектр — 512 состав-
ляю щ их.
Тут-то и начинается самое интересное. По
специальной программе определяется, с ка-
кой точностью будет передаваться сигнал в
каждой из полос. Д ля реш ения этой задачи
в кодере должна быть информация о замет-
ности искаж ений, маскировании сигналов
во временной и спектральной областях. В
первых версиях систем компрессии данных
2
За „изобретение технологий, радикально улуч-
шивших качество записи и воспроизведения зву-
ка, а также за распространение новых передовых
форматов по всему миру“ в конце лета 1997 года
Рэй Долби получит от Билла Клинтона медаль „За
технические достижения" (The National Medal of
Technology).
■ Исхажекия «вамтовамия
i Полезный cuntan
Рис. 5. Разделение спектра сигнала на частотные
полосы при компрессии ATRAC
распределение битов по полосам производи-
лось на основе известного порога маскирова-
ния ш ума сигналом, хотя и было известно,
что квантование приводит к появлению не
шумов, а искаж ений. Это несоответствие, а
такж е довольно больш ие вы числительны е
погреш ности и привели к известны м недо-
статкам звучания мини-диска: в результате
кодирования слабые составляю щ ие зам ещ а-
ются продуктами искаж ений квантования.
На слух это воспринимается как исчезнове-
ние „тонких“ составляю щ их звуковой кар-
тины: стереопанорама теряет глубину, цель-
ность, разваливается на куски; пропадают
индивидуальные признаки звучания3.
По мере повы ш ения производительности
вы числителя и уточнения психоакустиче-
ской модели взаимного м аскирования сиг-
налов слухом повы ш ается качество звуча-
ни я. М ини-диск с ком прессией ATRAC-4
вполне способен удовлетворить даж е п ри -
дирчивого слу ш ателя. Во всяком случае,
звучание уж е мож но сравнивать со звуча-
нием обычных CD.
Ф ормат MD ещ е не исчерпал своих ресур-
сов. По мере соверш енствования кодера бу-
дет заметно повы ш аться качество сигнала.
В аж н о, что соверш ен ствован и е систем ы
возмож но без изменений декодера, то есть
новые записи будут воспроизводиться с но-
вым качеством стары ми аппаратам и.
О тносительно н и зк ая скорость потока
и н ф о р м ац и и
в
си стем е
MD,
всего
300 кбит/с, откры вает массу сервисных воз-
мож ностей, например воспроизведение че-
рез буфер. Это позволяет работать с ф раг-
ментированными записям и: пока считы ва-
тель ищ ет продолж ение, идет воспроизве-
дение из буф ера. Если п отерян а дорож ка
(диск „запиленны й“ , или просто тряхнули
п р о и гр ы в ат ел ь ), у а п п а р а т а есть вр ем я
прийти в себя и вернуться к тому месту фо-
нограм м ы , на котором его прервали. Если
запись читается с ош ибкам и, то проигры -
ватель мож ет повторить попы тку считы ва-
ния несколько раз. Таким образом сущ ест-
венно ослабляется влияние на качество вос-
произведения звука м еханики слеж ения за
дорож кой и ош ибок считы вания.
„Sony“ влож ила в рекламу MD массу де-
нег. В какой-то телевизионной передаче ве-
дущ ий без сож аления выбрасывал обычные
CD, к ак бы утверж дая начало новой эры в
записи звука. П рош ло уж е несколько лет,
a CD ж ив и прож ивет ещ е долго. Н о сего-
дня уж е можно говорить о мини-диске к ак
о серьезном конкуренте ком пакт-диска.
3В некоторых случаях могут пропадать даже це-
лые инструменты. Но в современных устройствах
компрессии такого уже на бывает.
Запись на магнитооптический диск
Существуют материалы, которые изменя-
ют поляризацию (точнее, плоскость поляри-
зации) света, попадающ его на них, в зави-
симости от направления намагниченности.
Если при записи намагнитить в нужном по-
рядке элем енты дорож ки, то мож но будет
считы вать эту запись оптическим методом,
прим ерно так ж е, к ак с обы чного СО, но
только поляризованны м лучом света, про-
пуская его перед считываю щ им фотодиодом
через второй поляризационный фильтр. Ес-
ли отраж енны й от диска луч имеет ту ж е по-
ляризацию , что и падающ ий, то он пройдет
через второй фильтр, если ж е поляризация
изменилась, то он будет ослаблен.
Д ля записи необходимо придать каж до-
му элементу дорож ки намагниченность, на-
правление которой различно для сигналов
„0" и „1“ . Этого можно добиться, если под-
вергнуть каж ды й элемент действию магнит-
ного поля нужного направления и достаточ-
ной напряж енности. Только сфокусировать
магнитное поле с такой точностью крайне
трудно. И поэтому делается все по-другому.
Сигнал
записи
Магнитная
головка
Движение
т,„
С - 1
Диск
Линза
Лум лазера
Л азер
а)
б)
Рис. 6. Запись на магнитооптический диск
М агнитная головка (рис. 6а) создает ш и-
рокую зону нам агничивания, но значение
н апряж ен ности поля устанавливается та-
ким , чтобы его было недостаточно для пе-
рем агничивания материала в нормальны х
условиях. В каж ды й момент времени толь-
ко один элемент нагревается сфокусирован-
ным лучом лазера до температуры, превы-
ш аю щ ей точку Кю ри (рис. 66). При осты -
вании этот элемент сохранит нам агничен-
ность. сообщ енную ему внеш ним полем, а
остальны е, „холодные“ элементы диска не
изменят своей намагниченности.
При такой записи материал диска не раз-
руш ается. У тверж дается, что диск вы дер-
ж и т 1 миллион циклов записей. Нам про-
верить это пока не удалось1.
Р. в . Мы сегодня говорили о „традици-
онны х“ устройствах цифровой записи зву-
ка. Но аудиотехника заимствует у компью -
терной все ее достиж ения, и можно ож идать
скорого появления аудиоприлож ений для
РС, обеспечиваю щ их качество, достойное
аудиофилов.
И не будем спорить — время покаж ет.
©
К. Никитин, М. Сергеев, С. Луша
1И ие удастся, потому что это займет 140 лет. 2
месяца, 8 дней, 15 часов, 16 минут и 40 секунд. —
ред.
АУДИО МАГАЗИН 3/1997
53
предыдущая страница 54 АудиоМагазин 1997 3 читать онлайн следующая страница 56 АудиоМагазин 1997 3 читать онлайн Домой Выключить/включить текст