I. Kiến thức cơ sở
Âm thanh là các dao động cơ học của các phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyền trong vật chất như các sóng. Đặc điểm của âm thanh được xác định bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lan truyền. Tín hiệu âm thanh tương tự được chuyển đổi sang tín hiệu âm thanh số thông qua quá trình lấy mẫu và lượng tử hóa. Việc chuyển đổi này giúp cho âm thanh có thể được lưu trữ và truyền tải một cách hiệu quả hơn trong các hệ thống phát thanh số.
1.1. Định nghĩa âm thanh
Âm thanh được định nghĩa là sóng cơ học, có thể lan truyền trong không khí và các vật liệu khác. Tần số của âm thanh ảnh hưởng đến cảm nhận của con người về âm thanh, với dải tần số mà tai người có thể nghe thấy từ 20 Hz đến 20 kHz. Các âm thanh có tần số thấp hơn 20 Hz được gọi là hạ âm, trong khi các âm thanh có tần số cao hơn 20 kHz được gọi là siêu âm. Điều này cho thấy sự đa dạng và phong phú của âm thanh trong cuộc sống hàng ngày.
1.2. Quá trình truyền lan của âm thanh
Sóng âm thanh được phát ra từ một nguồn và lan truyền trong không gian, tạo ra các vùng ép và vùng dãn trong không khí. Quá trình này cho phép âm thanh được truyền đi mà không cần di chuyển vật chất, chỉ truyền năng lượng. Trong môi trường chân không, âm thanh không thể truyền lan do không có các phần tử để truyền năng lượng. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của môi trường trong việc truyền tải âm thanh.
II. Kỹ thuật nén âm thanh
Kỹ thuật nén âm thanh đóng vai trò quan trọng trong việc giảm dung lượng dữ liệu mà không làm giảm chất lượng âm thanh. Các giải thuật nén âm thanh có thể chia thành hai loại: nén không mất dữ liệu và nén có mất dữ liệu. Nén không mất dữ liệu cho phép khôi phục lại tín hiệu âm thanh ban đầu một cách hoàn hảo, trong khi nén có mất dữ liệu có thể loại bỏ một số thông tin không cần thiết để giảm dung lượng.
2.1. Các giải thuật nén âm thanh
Các giải thuật nén âm thanh như Lempel-Ziv-Welch (LZW) và các chuẩn nén như MPEG đã được phát triển để tối ưu hóa việc lưu trữ và truyền tải âm thanh. Những giải thuật này dựa trên nguyên lý âm học chủ quan, giúp loại bỏ các thông tin không cần thiết mà tai người không thể nghe thấy. Điều này không chỉ giúp giảm dung lượng mà còn giữ được chất lượng âm thanh ở mức chấp nhận được.
2.2. Các định dạng âm thanh thực tế
Các định dạng âm thanh như WAVE, AIFF, MP3, và AAC được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng âm thanh số. Mỗi định dạng có ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các nhu cầu khác nhau trong việc lưu trữ và phát lại âm thanh. Việc lựa chọn định dạng phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng âm thanh và hiệu quả lưu trữ.
III. Mã hóa dải con 5 kênh SBC 66644
Mã hóa dải con SBC(66644) là một phương pháp nén âm thanh hiệu quả, cho phép nén dữ liệu với hệ số lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong phát thanh số, giúp tối ưu hóa việc truyền tải âm thanh qua các kênh truyền thông khác nhau.
3.1. Mã hóa dải con với tổ hợp hệ số phân chia 66644
Mã hóa dải con SBC(66644) sử dụng tổ hợp hệ số phân chia [6, 6, 6, 4, 4] để nén âm thanh. Sơ đồ khối bộ mã hóa cho phép phân chia tín hiệu âm thanh thành các dải tần số khác nhau, từ đó thực hiện nén hiệu quả. Việc thiết kế các bộ lọc trong SBC(66644) cũng rất quan trọng để đảm bảo chất lượng âm thanh sau khi nén.
3.2. Ứng dụng mã hóa dải con trong phát thanh số
Mã hóa dải con SBC(66644) được ứng dụng trong các hệ thống phát thanh số hiện nay, bao gồm AM-IBOC và FM-IBOC. Việc sử dụng SBC(66644) trong phát thanh số qua Internet và các hệ thống phát thanh số IBOC đã chứng minh được hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng âm thanh và giảm thiểu độ trễ trong quá trình truyền tải.
