Praca dyplomowa inżynierska
Temat pracy:
Analiza i porównanie standardów cyfrowego przetwarzania dźwięku.
Nr albumu: XXXXXX
Prowadzący pracę: Dr inż. XXXX
Opiekun: dr inż. XXXXXXXX
Ocena: 5 (bdb)
Analiza i porównanie
1. Wstęp 5
2. Podstawy cyfrowego przetwarzania dźwięku 6
2.1. Sygnały akustyczne ciągłe i dyskretne 6
2.2. Próbkowanie sygnału 6
2.3. Wpływ procesu próbkowania na sygnał w dziedzinie częstotliwości 7
2.4. Kwantyzacja 9
2.5. Błędy kwantyzacji 10
2.6. Modele cyfrowego przetwarzania dźwięku (modele operacji na ciągach dyskretnych) 11
2.7. Opis operacji przetwarzania dźwięku niezależną czasowo funkcją przenoszenia (proces LTI) 12
2.7.1. Równanie różnicowe 12
2.7.2. Model przestrzeni stanów 12
2.7.3. Model splotowy 13
2.7.4. Model z przekształceniem Z 13
2.8. Filtr nierekursywny 13
2.9. Filtr rekursywny 14
2.10. Filtr kratowy 15
3. Elementy cyfrowego toru fonicznego 17
3.1. Układ wejścia - doprowadzenie sygnału analogowego 18
3.2. Filtr antyaliasingowy 18
3.3. Układ próbkująco-pamiętający 18
3.4. Konwerter analogowo-cyfrowy 19
3.4.1. Kodowanie 20
3.4.2. Reprezentacja liczb 20
3.4.3. Kształtowanie widma szumu (Dithering) 22
3.5. Rejestracja i układy przetwarzania 23
3.6. Konwerter cyfrowo-analogowy 23
3.6.1. Mnożący przetwornik c/a 24
3.6.2. Przetwornik c/a typu delta sigma 24
3.7. Przetworniki stosowane w najnowszym sprzęcie wysokiej jakości 27
3.8. Filtr rekonstrukcyjny (wygładzający) 27
3.9. Układ wyjścia - wyprowadzenie sygnału analogowego 28
3.10. Podział przetworników 28
4. Podstawowe operacje na cyfrowym sygnale fonicznym 30
4.1. Układy automatycznej kontroli dynamiki dźwięku 31
4.1.1. Konfiguracja z regulacją wsteczną (feedbackward) 32
4.1.2. Konfiguracja z regulacją bezpośrednią (feedfoard) 32
4.1.3. Konfiguracja mieszana 33
4.2. Kompresja i ograniczanie dźwięku 33
4.3. Wprowadzanie sztucznego pogłosu 34
4.4. Predykcja liniowa 34
4.5. Filtracja adaptacyjna 34
4.6. Usuwanie zakłóceń impulsowych 34
5. Systemy kodowania i kompresji cyfrowego sygnału dźwiękowego 36
5.1. Zapis magnetofonu cyfrowego PASC 36
5.2. System percepturalnej kompresji sygnału fonicznego MUSICAM 36
5.3. System kodowania ATRAC (MiniDisc) 36
5.4. System kodowania Audio Coding AC3 37
5.5. Ośmiokanałowy system DOLBY E 37
5.6. Kodowanie koherentne Coherent Acoustic Coding CAC (DTS) 37
5.7. Kompresyjny standard kodowania audio-wideo MPEG 38
5.8. System dwunastokrotnej kompresji mp3 38
5.9. Adwanced Audio Coding AAC 38
5.10. Bezstratna kompresja MLP (DVD Audio) 38
5.11. Kodowanie dźwięku stosowane w Super Audio CD „DSD” 39
(porównanie ze standardem PCM) 39
5.12. Porównanie standardów cyfrowego zapisu dźwięku. 40
6. Cyfrowe systemy rejestracji i zapisu dźwięku 42
6.1. Studyjne standardy rejestracji i zapisu 42
6.2. Domowe standardy zapisu dźwięku cyfrowego 42
6.2.1. Dysk kompaktowy CD 42
6.2.2. Wysokiej jakości dysk kompaktowy HDCD 42
6.2.3. Dysk kompaktowy DVD audio 43
6.2.4. Dysk kompaktowy Super Audio Compact Disc 43
6.2.5. Mini dysk MD 44
6.2.6. Porównanie cyfrowych Standarów zapisu dźwięku 44
7. Rodzaje cyfrowej transmisji sygnału dźwiękowego 46
7.1. Kody transmisyjne 46
7.1.1. Standard AES/EBU 46
7.1.2. Standard transmisji MADI 46
7.1.3. Magistrala I2S•e 47
7.1.4. Cyfrowa transmisja sprzętu konsumenckiego S/PDIF 47
7.1.5. Komunikacja ADAT 48
7.1.6. Komunikacja TDIF 48
7.1.7. FireWire (IEEE 1394 Sony i•Link) 49
7.1.8. Standard mLAN 49
7.2. Transmisja rozsiewacza 50
7.3. Porównanie standardów transmisyjnych 50
8. Systemy dźwięku przestrzennego 51
8.1. Operacje dokonywane na dźwięku w celu uzyskania przestrzenności 51
8.2. Systemy generujące zespoły głośników wirtualnych 51
8.2.1. System Virtual 3D Mode 52
8.2.2. System VMAx Harman Kardon 53
8.3. System Cinema Studio Mode 53
8.4. Dolby Surround 54
8.5. Dolby Digital 54
8.6. DTS 5.1 55
8.7. Porównanie standardów dostępnych na rynku 55
9. Cyfrowe modelowanie akustyki pomieszczeń 57
9.1. Teoretyczne metody badania zamkniętych układów akustycznych 57
9.2. Doświadczalne badanie charakterystyki akustycznej pomieszczenia metodą impulsową 58
9.3. Modelowanie programowe 58
9.4. Bostońska sala koncertowa - skrócony opis programu symulacyjnego na procesor Motoroli DSP56007 60
9.5. Systemy optymalizacji akustycznej - systemy decyzyjne 62
10. Implementacja układowa systemów przetwarzania dźwięku 64
10.1. Konwencjonalny mikroprocesor 64
10.2. Układ scalony DSP 64
10.3. Rozwiązania segmentowe (bitslice, wordslice) 65
10.4. Układy do określonych zastosowań 65
10.5. Procesor sygnałowy DSP 66
10.5.1. Budowa procesora sygnałowego DSP56007 firmy Motorola 66
10.5.2. Programowanie procesora sygnałowego DSP56007 firmy Motorola 69
10.5.3. Aplikacje audio z zastosowaniem procesora sygnałowego 69
10.5.4. Platforma uruchomieniowa 70
11. Komputerowa obróbka sygnałów 72
11.1. Komputerowe formaty zapisu dźwięku 72
11.2. Operacje przetwarzania i obróbki sygnału dźwiękowego. 73
11.2.1. Zmiana poziomu dźwięku - procesor dynamiczny 74
11.2.2. Poszerzanie bazy stereo przy pomocy procesora stereo 76
11.2.3. Zmiana widma sygnału - korektor graficzny 76
11.2.4. Korekta tonacji „transpose” 77
11.2.5. Korekcja czasu 77
11.2.6. Filtr karaoke 77
11.2.7. Deesser 78
11.2.8. Bramka szumów 79
11.2.9. Redukcja szumu 80
11.2.10. Usuwanie kliknięć i trzasków 81
11.2.11. Limiter 81
11.2.12. Ekspander 81
12. Projekt wysokiej jakości toru odbiorczo-przetwarzającego 82
13. Podsumowanie 86
14. Spis literatury
Więcej informacji na temat pracy: wiecejszatana@o2.pl