Кодирование звуковой информации

Право — универсальный регулятор общественных отношений, основанный на нормах морали. В отличие от морали оно обладает уникальным ресурсом — возможностью применения государственного принуждения и карательных санкций.

Наиболее наглядно отмеченные особенности моральной регуляции можно проиллюстрировать, сравнивая мораль с правом. Право опирается на принуждение, на авторитет государственной власти. Выполнение его норм носит обязательный характер независимо от того, считаем ли мы их правильными или не соглашаемся с ними. Нарушить ту или иную юридическую норму невозможно без риска административного или уголовного наказания. Совсем другое дело — моральные нормы. Их соблюдение носит добровольный характер. Мораль апеллирует к сознанию человека и опирается на его внутренние установки, его убеждения и силу общественного мнения. Ее нормы, если они усвоены, не нуждаются ни в каком внешнем контроле. Закон нарушить всегда легче, чем пойти против собственной совести или общественного мнения. Так, еще Конфуций отмечал, что люди всегда найдут возможность обойти закон как внешнее для них установление и не будут при этом испытывать стыда. Ни один закон еще не остановил коррупцию.

Другим, не менее важным отличием морали от права, является то, что мораль охватывает все сферы жизни, оценивает все стороны поведения и деятельности людей, в то время как для правового регулирования необходимо соответствующее правовое поле (соответствующий данной ситуации закон или другой нормативный акт). Например, если чиновник груб, бесчестен, не уважает людей, но при этом не нарушает букву закона, его нельзя наказать (в этом состоит феномен бюрократизма и сложность борьбы с ним). Моральные же оценки касаются всех отношений личности (отношения к долгу, людям, коллегам, семье), подвергая их либо общественному поощрению, либо порицанию.

Можно привести множество примеров, когда моральная и правовая оценка одного и того же явления существенно расходятся. Законопослушный человек, как видно из примера с чиновником, отнюдь не всегда является высоконравственным и добродетельным, точно так же как правовое закрепление какого-либо порядка не обязательно может быть оправдано с моральной точки зрения. Иначе говоря, «не все то морально, — как справедливо отмечают авторы книги "Этика бизнеса", — что законно, и не все то аморально, что незаконно».

Сказанное вовсе не означает, что между правом и моралью существует непреодолимая граница. В жизни любого общества мораль и право не существуют отдельно друг от друга. Они не только тесно связаны, зависят друг от друга, но и влияют друг на друга. Право опирается на господствующие в обществе нормы морали и часто следует за моралью, публично закрепляя решение многих жизненно важных проблем, имеющих моральное значение. И право, и мораль занимаются регулированием основных вопросов общественной жизни, часто оперируя общими критериями и понятиями относительно прав и обязанностей личности и власти. Более того, закон оказывается бессильным без прочных моральных оснований, начинает работать на власть, ее обслуживать и ее защищать («закон, что дышло»; «кто сильнее, тот и прав»). С другой стороны, только ориентация на закон в большинстве случаев (особенно на государственной службе) является единственно верным средством принятия правильных с этической точки зрения решений. Более плодотворным, поэтому, является сближение (не отождествление) морали и права, их взаимодополнение и взаимообогащение.

 

Кодирование звуковой информации

 

Из физики известно, что звук – это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), то видно плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой – аналоговый – сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Делается это, например, так – измеряется напряжение через равные промежутки времени и полученные значения записываются в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его – аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно сделать обратное преобразование (для этого служит цифро-аналоговый преобразователь – ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук, но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

 

Параметры дискретизации.

Важными параметрами дискретизации являются частота и разрядность.

Разрядность указывает, с какой точностью происходят изменения амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени, определяет качество сигнала после цифро-аналогового преобразования. Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны.

Для кодирования значения амплитуды используют принцип двоичного кодирования. Звуковой сигнал должен быть представленным в виде последовательности электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Обычно используют 8, 16-битное или 20-битное представление значений амплитуды. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала его заменяют последовательностью дискретных уровней сигнала.

 

Частота - количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду.

В новом формате компакт-дисков Audio DVD за одну секунду сигнал измеряется 96 000 раз, т.е. применяют частоту дискретизации 96 кГц. Для экономии места на жестком диске в мультимедийных приложениях довольно часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к уменьшению слышимого диапазона частот, а, значит, происходит сильное искажение того, что слышно.

От частоты дискретизации (количества измерений уровня сигнала в единицу времени) зависит качество кодирования. С увеличением частоты дискретизации увеличивается точность двоичного представления информации. При частоте 8 кГц (количество измерений в секунду 8000) качество оцифрованного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц (количество измерений в секунду 48000) - качеству звучания аудио- CD.

В современных преобразователях принято использовать 20-битное кодирование сигнала, что позволяет получать высококачественную оцифровку звука.

Вспомним формулу К = 2^a. Здесь К - количество всевозможных звуков (количество различных уровней сигнала или состояний), которые можно получить при помощи кодирования звука а битами

а	К	Применение
		Недостаточно для достоверного восстановления исходного сигнала, так как будут большие нелинейные искажения. Применяют в основном в мультимедийных приложениях, где не требуется высокое качество звука
		Используется при записи компакт-дисков, так как нелинейные искажения сводятся к минимуму.
		Где требуется высококачественная оцифровка звука.

 

Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.

Издавна используется довольно компактный способ представления музыки – нотная запись. В ней специальными символами указывается, какой высоты звук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.

Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.

Есть и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них – формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку, при этом вместо 18–20 музыкальных композиций на стандартном компакт-диске (CDROM) помещается около 200. Одна песня занимает, примерно, 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.