Онлайн калькулятор: Осциллограмма звукового файла
УчебаИнформатика
Калькулятор отображает форму сигнала из входного wav-файла.
Этот калькулятор можно использовать для просмотра осциллограммы аудио сигнала. Осциллограмма это форма аудио сигнала, как функция от времени. Калькулятор принимает на вход wav файлы в формате PCM (линейный или закодированный А или Мю правилу) в результате выдается график с осциллограммой. Калькулятор может отображать осциллограммы для многоканальных аудио-файлов (стерео, квадро и т.д.)
Осциллограмма аудио файла
Звуковой файл
Начало фрагмента, секунды
Конец фрагмента, секунды
Настройки
Максимальное число точек
Точность вычисления
Знаков после запятой: 3
Формат файла
Осциллограмма
Файл очень большой, при загрузке и создании может наблюдаться торможение браузера.
Алгоритм отображения осциллограммы
PCM данные хранятся в виде значений амплитуды сигнала, зафиксированного с равными промежутками времени (частота дискретизации). Одна секунда низкокачественного аудио с частотой дискретизации 8кГц содержит 8 тысяч отсчетов амплитуды. Чтобы отобразить осциллограмму этого фрагмента без преобразований потребуется экран шириной 8 тыс. пикселей, но кажется, что такое разрешение в 2020 году еще не столь популярно. Следовательно требуется некий алгоритм для упаковки формы сигнала.
Наш калькулятор использует среднеквадратическое значение для отображения нескольких отсчетов в виде одной линии на графике осциллограммы. Краткое описание алгоритма отрисовки:
- По разрешению экрана определить число точек P (в калькуляторе этот параметр задается в настройках)
- Вычислить число отсчетов в одной точке S=T/P, where T — количество отсчетов амплитуды во всем фрагменте
- Для каждой точки вычислить среднеквадратичное значение по формуле:
где s(n) — n-ый отсчет амплитуды в заданной точке графика - Для каждой точки графика нарисовать вертикальную линию от -R до R
Некоторые особенности форматов PCM аудио
PCM аудио данные могут хранитья либо в виде чисел с плавающей точкой, либо в виде целых чисел различной разрядности.
Для отрисовки в едином стиле калькулятор преобразовывает амплитуды в виде целых чисел в значения с плавающей точкой в диапазоне от -1 до 1. Как оказалось существует два способа хранения амплитуды в виде целых чисел. Если разрядность отсчета 8 бит или меньше, то значение амплитуды хранится как беззнаковое целое, в противном случае (разрядность более 8 бит) значение хранится со знаком в дополнительном коде. Калькулятор преобразует 8-битные значения амплитуды в число с плавающей точкой по формуле: (s(n)-128)/128. Более длинные целые разрядностью 16, 24 или 32 бита преобразуются в число с плавающей точкой так: s(n)/|int_min|. |int_min| равняется 32768; 8388608 и 2147483648 для целого длинной 16, 24 и 32 бит соответственно.
Ссылка скопирована в буфер обмена
Похожие калькуляторы
- • Генератор тонов
- • Скорость звука в газе
- • Эффект Доплера в акустике
- • Расчет полосы пропускания для VOIP разговоров
- • Арифметика двоичных чисел
- • Раздел: Информатика ( 59 калькуляторов )
wav waveform аудио звук Информатика осциллограмма
PLANETCALC, Осциллограмма звукового файла
Anton2020-11-03 14:19:38
Выбор аудио-кодека для онлайн трансляции и записи | Статьи
Интересуетесь, что такое аудио-кодек и как его правильно выбрать для лучшего результата онлайн трансляции или записи?
Представьте, что мы живем в полностью аналоговом мире.
Тогда никакой необходимости в аудио-кодеках не возникало бы. Вы спросите, что это такое? Это алгоритм, используемый для конвертации аналогового аудио-сигнала в цифровой. Это то, что необходимо в мире цифровых устройств, медиа-плееров и Интернета.
Качество аудио-кодеков с годами значительно улучшилось. Вернемся, например, в 80-е годы, когда появились первые цифровые усилители. По сравнению с качеством воспроизведения современного цифрового усилителя разница будет очевидна. Лучшие аудио-кодеки отличаются более качественным и реалистичным звучанием.
Но сейчас столько разных аудио-кодеков. Какой же выбрать?
Многие кодеки довольно специфичны. Часть из них патентованные, а другие были созданы для конкретных приложений, чаще всего телекоммуникационных. Для голосовых сигналов, как на вашем телефоне, вам необязательно использовать высокоточные аудио-кодеки, так как воспроизведение сигнала с ограниченным звуковым диапазоном в данном случае более подходящий вариант.
Но для воспроизведения музыки высококачественный звуковой сигнал, безусловно, гораздо предпочтительней.
Если копнуть глубже, можно обнаружить, что различные аудио-кодеки предназначены для разных целей при обработке оригинального аналогового сигнала. Например, аудио-кодек типа PCM – это алгоритм сжатия без потерь. Это значит, что сигнал воспроизводится в цифровом виде без потери даже одного оригинального бита информации. Другие аудио-кодеки, типа AAC и MP3, сжимают аудио с некоторыми потерями.
Сжатие уменьшает биты оригинального контента и тем самым уменьшает размер файла. Если вы прослушиваете песни на мобильном устройстве, можете быть уверены, что эти файлы были сжаты, чтобы занимать меньше места. И именно поэтому, вы можете сохранить большое количество музыкальных файлов на вашем устройстве, но их качество будет отличаться от оптимального.
Аудио-кодеки для Epiphan Pearl Mini и Pearl Nano
Конечно, невозможно подробно рассказать обо всех особенностях аудио-кодеков в одной статье, но помочь прояснить некоторые нюансы для правильного выбора аудио-кодека для прямой трансляции или записи с помощью Epiphan Pearl Mini или Pearl Nano всё-таки можно.
Вот такие 3 аудио-кодека доступны в устройствах семейства Epiphan Pearl:
- PCM – Аудио-кодек без сжатия, который может быть лучшим вариантом, если вы планируете записывать программы для дальнейшего редактирования и если вас не ограничивает пропускная способность сети.
- AAC – Аудио-кодек с алгоритмом сжатия наиболее подходящим для прямой трансляции или записи контента с немедленным воспроизведением на медиа-плеерах или для загрузки в Интернет. Эксперты считают, что AAC воспроизводит более качественное аудио, по сравнению с MP3 с тем же аудио битрейтом. Как правило, более новые кодеки воспроизводят аналоговый сигнал лучше, чем свои предшественники, в этом экспертам можно верить.
- MP3 – Довольно старый, но всё еще очень популярный аудио-кодекс алгоритмом сжатия, также подходящим для прямой трансляции или записи контента с немедленным воспроизведением на медиа-плеерах или для загрузки в Интернет.
Выбор правильного аудио-кодека важен для настройки прямого вещания или записи с помощью устройств семейства Epiphan Pearl.
Другими весомыми параметрами для улучшения качества звука становятся частота дискретизации и эффекты передискретизации аудиосигнала.
Частота дискретизации и проблема передискретизации
Частота дискретизации (или частота сэмплирования) — частота, с которой происходит оцифровка, хранение, обработка или конвертация сигнала из аналога в цифру.
Чем выше частота дискретизации, тем более качественной будет оцифровка. То есть, если выбрать аудио-кодек с большим сжатием, типа MP3, выбрать другую частоту дискретизации и битрейт будет нельзя, а значит, нельзя и улучшить качество аудио, так?
Это правда, что дискретизация затронет большую часть оригинального аудиосигнала. Но больше, не всегда значит лучше. Важно, чтобы частота дискретизации кодируемого сигнала вашей прямой трансляции (или записываемого контента) соответствовала частоте оригинального источника. В таком случае качество звучания сохраняется.
В профессиональном звуковом оборудовании используется частота 48 кГц, а в обычной любительской аудио-аппаратуре — 44.
1 кГц. Источники HDMI и SDI характеризуются частотой 48 кГц. Если вы поменяете частоту дискретизации вашего аудиосигнала во время трансляции, звук будет искажен, так как произойдет передискретизация, или изменение частоты дискретизации.
Типичным примером передискретизации может являться перезапись профессионально записанного аудио с частотой 48 кГц на CD-диск вашего компьютера. Частота дискретизации в этом случае станет ниже, т.е. 44.1 кГц, что приведет к некоторым потерям данных и скажется на качестве звучания. В такой ситуации будет лучше, если выбрать частоту 88.2 кГц (если ваше оборудование её поддерживает), что обеспечит более равномерное преобразование в 44.1 кГц.
Почему же 48 кГц – это золотой стандарт и широко применяется HDMI и SDI источниками? Потому что эта частота обеспечивает хорошее звучание аудиосигнала в большинстве случаев и не сильно увеличивает объем сохраняемых данных. Увеличение частоты дискретизации во много раз не имеет смысла, так как ваше ухо всё равно не сможет уловить разницу.
Ведь даже для искушенного слушателя разница между аудиозаписью с частотой 44.1 кГц и 48 кГц ничтожно мала (хотя многое может зависеть и от аудио-файла).
Но бывают случаи, когда более высокая частота может быть полезной. Возможно, вы записываете оригинальный контент для пост-обработки или последующей записи на CD-диск (вы же помните про предпочтительные 88.2 кГц?), или, может быть, вы восстанавливаете исторические записи и хотите получить как можно больше данных для работы. Всё это весомые аргументы в пользу высоких частот, типа 96 кГц или 192 кГц. Но при этом учитывайте, что ваши файлы будут весить гораздо больше.
Некоторое время назад говорилось о возникновении феномена так называемых ультразвуковых вибраций при выборе частоты больше 48 кГц. Эти вибрации не влияют негативно на конечный файл, но качество обработки такого сигнала будет зависеть, главным образом, от вашего оборудования. Ультразвуковые вибрации находятся за пределами частот, улавливаемых человеческим ухом, но современная электроника может усилить искажения, которые станут заметны даже в слышимом диапазоне, от 20 Гц до 20 кГц для среднестатистического человека.
Чтобы убедиться, что этого не произойдет, попробуйте протестировать свое оборудование на частоте 96 кГц и выше.
Аудио-кодек, частота дискретизации и битрейт
Такие параметры, как аудио-кодек, частота дискретизации и битрейт (т.е. объем данных в секунду), тесно связаны между собой. И выбор правильного для вас значения будет зависеть от того, какая пропускная способность у вашего Интернет-соединения и какое оборудование вы используете.
Увеличение аудио битрейта означает увеличение размера файла, а также проблемы с ограничением битрейта на некоторых веб-сайтах. Например, сайты типа YouTube могут поддерживать битрейт до 320 кбит/сек, а другие – меньше. Советуем проверить эти ограничения началом работы.
В устройствах семейства Epiphan Pearl максимальный аудио битрейт для кодирования моно-сигналов с частотой 44 кГц составляет 264 кбит/сек. Для стерео — 320 кбит/сек.
Вот несколько полезных моментов, которые нужно учитывать при выборе аудио-кодека или аудио-битрейта.
- Какой пропускной способностью сети вы располагаете? При этом какой объем должно занимать аудио, а какой видео?
- Вы готовы пожертвовать качеством видео за счет увеличения качества аудио? Низкое качество видео более заметно, чем качество аудио. Вы готовы принять потери кадров ради более чистого звучания, при условии, что ваше Интернет-соединение не позволяет поддерживать оба параметра на высоком уровне?
- Какой аудио-источник вы захватываете? Это будет только голос или вам нужна высокая точность передачи звуков? Если вы просто будете записывать чью-то речь, то вы смело можете использовать более низкую битовую глубину. Тогда файл тоже будет меньше. Но учитывайте тот факт, что цифровой аудио-компакт диск использует 16 бит, DVD аудио и Blu-ray могут поддерживать до 24 бит. Чем выше выбранная битовая глубина, тем выше качество цифрового сигнала.
- Запись с частотой выше, чем 48 кГц (например, 96 кГц или 128 кГц) не всегда имеет смысл и значительно увеличивает размер ваших файлов.
- Вы загружаете файлы прямо в Интернет и вам необходимо сжимать их, или вы записываете файлы для последующей обработки с использованием специальных видео-редакторов и сжатие вам не требуется? Выбирайте кодек типа PCM для сохранения всей полноты данных и пост-обработки. Если проблем с пропускной способностью нет, выбирайте самый высокий битрейт, какой можно. В ином случае используйте AAC или MP3 и выбирайте частоту, соответствующую частоте вашего источника, чтобы избежать передискретизации аудио.
Аудио-кодек имеет значение
Сделав правильный выбор кодека и частоты дискретизации, вы можете улучшить качество вашей цифровой записи или транслируемого контента. Понимание требований или ограничений того или иного приложения, а также выбор правильного дистрибьютера контента могут здорово вам помочь. И хотя в данной статье мы коснулись этой темы довольно поверхностно, тем не менее, мы надеемся, что этот материал поможет вам сделать правильный выбор при следующей трансляции или записи.
Звук – частота, длина волны и октава
Энергия звука передается через воздух (или другие частицы) в виде бегущей волны давления. В воздухе амплитуда волны смещения может составлять от 10 -7 мм до нескольких миллиметров в секунду.
Частота
Частота (количество циклов в секунду) звука выражается в герц (Гц) . Частота может быть выражена как
f = 1 / T (1)
, где
F = частота (S -1 , 1/S, Hz)
T = время для завершения одного цикла (S)
Пример — Частота.
Время для завершения одного цикла для 500 Гц может быть рассчитано как
T = 1 / (500 Гц)
= 0,002 S
. слух 20 от до 20 000 Гц . С возрастом верхняя граница у многих снижается до 12-13.
000 Гц .
Пример — параллельно переменному току
Переменный ток завершает 5 циклов за 100 мс .
Время завершения одного цикла можно рассчитать
T = (100 мс/цикл) / (5 циклов)
= 20 мс
Частоту переменного тока можно рассчитать как
f = 1 / ((20 мс) (10 -3 с/мс))
= 50 Гц
Длина волны
волны.
λ = C / F (2)
Где
λ = Длина волны (M)
111. )F = Частота (S -1 , Гц)
Пример — длина волны
в воздухе в нормальной атмосфере и 0 O C Скорость звука в норме и 0 O C Скорость звука. составляет 331,2 м/с . Длина волны тона 500 Гц может быть рассчитана как
λ = (331,2 м / с) / (500 Гц)
= 0,622 м
0039
- Калькулятор скорости звука
Октава
Октава — это интервал между двумя точками, где частота во второй точке вдвое превышает частоту в первой.
Octave
Center Frequency
(Hz)31.25 62.5 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 Wavelength in air
(70 o F, 21 o C) (ft)17.92 9.03 4.52 2.26 1,129 0,56 0,28 0,14 .0003 C) (m) 5.46 2.75 1.38 0.69 0.34 0.17 0.085 0.043 Although the octave is the eighth note of a серия в любой тональности — октаву разделяют 5 целых нот и 2 полуноты.
- только шесть целых нот отделяют октаву
Поющие чаши Анализатор звуковой частоты
Чтобы прочитать учебные пособия, нажмите здесь.
Показывать 1234 пиковые частоты
audioMotion-analyzer
Как использовать онлайн-анализатор частоты звукового спектра
Этот онлайн-анализатор частоты звукового спектра был создан и щедро подарен компании Bells of Bliss Энрике Вианной
1. Выберите количество частотных пиков, которые вы хотите хотел бы протестировать (наше приложение частотного анализатора позволяет измерять от одной до четырех частот). Мы рекомендуем выбрать максимальное количество отображаемых частот. Нажмите здесь, чтобы узнать об исцеляющем резонансе и исцеляющих частотах
2. Разрешите анализатору звуковой частоты проверить звуковые частоты, предоставив ему доступ к микрофону вашего устройства (включите микрофон).
3. Если на вашем устройстве запущены какие-либо другие приложения, которые имеют доступ к вашему микрофону (Viber, WhatsApp, Zoom, Skype и т. д.), они могут мешать онлайн-анализатору частоты звукового спектра.
4. Горизонтальная линия на нашем онлайн-анализаторе звукового спектра указывает на частоту источника звука. Диапазон частот, которые можно измерить с помощью нашего приложения, составляет от нуля до десяти тысяч герц.
5. Вертикальные линии на левой и правой границах нашего онлайн-анализатора звукового спектра показывают интенсивность звука (громкость). Пики с самой высокой амплитудой — это самые громкие звуковые части (гармоники и обертоны).
6. В некоторых случаях измерения частот поющих чаш обертоны тестируемых звуковых чаш могут проявляться с более высокой амплитудой звука (громкостью). Обратитесь к первому высокому пику слева как к основному звуку вашей поющей чаши. Все остальные — более высокочастотные пики — это обертоны.
7. Чтобы записать частоты поющей чаши или любого другого инструмента, звучание которого вы тестируете, используйте удобную и полезную функцию «Анализатор стоп-кадра».
8. Обратите внимание, что каждая звуковая часть гималайской поющей чаши (тибетской поющей чаши) определяется двумя частотами. Интерференция между этими частотами приводит к пульсирующему звучанию поющих чаш (битам).
9. После проверки основной частоты поющей чаши сверьтесь с таблицей, чтобы узнать, какая нота звучит на вашей поющей чаше (или другом инструменте). Мы прилагаем две диаграммы частоты, диаграмму частоты равной темперации для ноты A (La) четвертой октавы, равной 440 Гц и 432 Гц.
Отказ от ответственности: мы не считаем одну систему опорной частоты лучше другой и не продвигаем частоты сольфеджио, такие как 111 Гц, 369 Гц, 432 Гц, 528 Гц и т. д. Таблицы частот, которые вы видите на этой странице, даны для того, чтобы вы могли определить, какие самая близкая к частоте вашей поющей чаши нота в обеих системах; A4 = 440 Гц и A4 = 432 Гц.
10. Проверив ноту своей поющей чаши (основной тон), вы можете подобрать к ней другую поющую чашу с наилучшим звучанием из нашего выбора подлинных поющих чаш.
11. Используйте фильтр «Основная нота» и/или «Обертоновая нота» при просмотре любой коллекции гималайских поющих чаш на нашем сайте.
12. Мы указываем основную ноту и первую ноту обертона каждой предлагаемой нами поющей чаши. Пожалуйста, проверьте эту информацию в описании каждой поющей чаши. Вы найдете ноту, октаву и то, что является неточностью вне концертной высоты.
Частоты, присвоенные любой ноте, называются «концертной высотой звука» (также совершенной высотой звука).
ТАБЛИЦА ЧАСТОТ ДЛЯ РАВНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ШКАЛЫ A4=440 Гц
Октава 0
Октава 1
Октава 2
Октава 3
Октава 4
Октава 5
Октава 6
Октава 7
Октава 8
С
16,35
32,70
65,41
130,81
261,63
523,25
1046,50
2093.
4186.01
С # /D б
17,32
34,65
69,30
138,59
277,18
554,37
1108.73
2217.46
4434,92
Д
18,35
36,71
73,42
146,83
293,66 587,33
1174,66
2349,32
4698,63
D # /E b
19,45
38,89
77,78
155,56
311.13
622,25
1244,51
2489.
4978.03
Е
20,60
41,20
82,41
164,81
329,63
659,25
1318.51
2637.02
5274.04
Ф
21,83
43,65
87,31
174,61
349,23
698,46
1396,91
2793,83
5587,65
F # /G б
23.12
46,25
92,50
185,00
369,99
739,99
1479,98
2959,96
5919,91
Г
24,50
49.
98.00
196,00
392,00
783,99
1567,98
3135,96
6271,93
G # /A b
25,96
51,91
103,83
207,65
415,30
830,61
1661.22
3322.44
6644,88
А
27,50
55,00
110.00
220,00
440,00
880.00
1760.00
3520.00
7040.00
А # /В б
29.
58,27
116,54
233,08
466,16
932,33
1864,66
3729.31
7458,62
Б
30,87
61,74
123,47
246,94
493,88
987,77
1975,53
3951.07
7902.13
ТАБЛИЦА ЧАСТОТ ДЛЯ ШКАЛЫ РАВНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ A4=432 Гц
Чтобы узнать частоты ваших поющих чаш или других инструментов, отключите эти приложения.
Включите функцию «анализатор заморозки», чтобы зафиксировать частоту вашей поющей чаши.
00
02
00
14
05
09
07
