Kumpulan kaedah ini adalah berdasarkan fakta bahawa isyarat yang dihantar menjalani transformasi amplitud tak linear, dan dalam bahagian pemancar dan penerima, tak linear adalah timbal balik. Contohnya, jika fungsi tak linear Öu digunakan dalam pemancar, u 2 digunakan dalam penerima. Penggunaan fungsi timbal balik yang konsisten akan memastikan transformasi keseluruhan kekal linear.
Idea kaedah pemampatan data bukan linear ialah pemancar boleh, dengan amplitud isyarat keluaran yang sama, menghantar julat perubahan yang lebih besar dalam parameter yang dihantar (iaitu, julat dinamik yang lebih besar). Julat dinamik- ini ialah nisbah amplitud isyarat terbesar yang dibenarkan kepada yang terkecil, dinyatakan dalam unit relatif atau desibel:
| ; | (2.17) |
 .
| (2.18) |
Keinginan semula jadi untuk meningkatkan julat dinamik dengan mengurangkan U min dihadkan oleh kepekaan peralatan dan peningkatan pengaruh gangguan dan bunyi kendiri.
Selalunya, pemampatan julat dinamik dijalankan menggunakan sepasang fungsi timbal balik logaritma dan potensiasi. Operasi pertama menukar amplitud dipanggil pemampatan(dengan pemampatan), yang kedua - pengembangan(meregang). Pilihan fungsi tertentu ini dikaitkan dengan keupayaan mampatan terbesar mereka.
Pada masa yang sama, kaedah ini juga mempunyai kelemahan. Yang pertama ialah logaritma nombor kecil adalah negatif dan dalam had:
iaitu, sensitiviti adalah sangat tidak linear.
Untuk mengurangkan kekurangan ini, kedua-dua fungsi diubah suai dengan anjakan dan penghampiran. Sebagai contoh, untuk saluran telefon, fungsi anggaran mempunyai bentuk (jenis A):
dengan A=87.6. Keuntungan daripada pemampatan ialah 24 dB.
Pemampatan data menggunakan prosedur tak linear dilaksanakan dengan cara analog dengan ralat yang besar. Penggunaan alat digital boleh meningkatkan ketepatan atau kelajuan penukaran dengan ketara. Pada masa yang sama, penggunaan langsung teknologi komputer (iaitu pengiraan terus logaritma dan eksponen) tidak akan memberikan hasil terbaik kerana prestasi rendah dan ralat pengiraan terkumpul.
Disebabkan oleh had ketepatan, pemampatan data melalui pemampatan digunakan dalam kes tidak kritikal, contohnya, untuk menghantar pertuturan melalui saluran telefon dan radio.
Pengekodan yang Cekap
Kod yang cekap telah dicadangkan oleh K. Shannon, Fano dan Huffman. Intipati kod ialah ia tidak sekata, iaitu, dengan bilangan bit yang tidak sama, dan panjang kod adalah berkadar songsang dengan kebarangkalian kejadiannya. Satu lagi ciri hebat kod cekap ialah ia tidak memerlukan pembatas, iaitu aksara khas yang memisahkan gabungan kod bersebelahan. Ini dicapai dengan mengikuti peraturan mudah: kod yang lebih pendek bukanlah permulaan kod yang lebih panjang. Dalam kes ini, aliran bit berterusan dinyahkod secara unik kerana penyahkod mengesan kata kod yang lebih pendek terlebih dahulu. Kod yang cekap telah lama menjadi akademik semata-mata, tetapi baru-baru ini ia telah berjaya digunakan dalam mencipta pangkalan data, serta dalam memampatkan maklumat dalam modem moden dan pengarkib perisian.
Disebabkan ketidaksamaan, purata panjang kod diperkenalkan. Panjang purata - jangkaan matematik panjang kod:
lebih-lebih lagi, l av cenderung kepada H(x) dari atas (iaitu, l av > H(x)).
Pemenuhan syarat (2.23) menjadi lebih kuat apabila N meningkat.
Terdapat dua jenis kod cekap: Shannon-Fano dan Huffman. Mari lihat cara mendapatkannya menggunakan contoh. Mari kita andaikan bahawa kebarangkalian simbol dalam jujukan mempunyai nilai yang diberikan dalam Jadual 2.1.
Jadual 2.1.
Kebarangkalian simbol
| N | |||||||||
| p i | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.15 | 0.03 | 0.02 | 0.05 |
Simbol ditarafkan, iaitu, dibentangkan dalam baris dalam susunan kebarangkalian menurun. Selepas ini, menggunakan kaedah Shannon-Fano, prosedur berikut diulang secara berkala: keseluruhan kumpulan peristiwa dibahagikan kepada dua subkumpulan dengan jumlah kebarangkalian yang sama (atau lebih kurang sama). Prosedur diteruskan sehingga satu elemen kekal dalam subkumpulan seterusnya, selepas itu elemen ini dihapuskan, dan tindakan yang ditentukan diteruskan dengan yang selebihnya. Ini berlaku sehingga hanya tinggal satu elemen dalam dua subkumpulan terakhir. Mari kita teruskan dengan contoh kita, yang diringkaskan dalam Jadual 2.2.
Jadual 2.2.
Pengekodan Shannon-Fano
| N | P i | ||||||
| 4 | 0.3 | saya | |||||
| 0.2 | saya | II | |||||
| 6 | 0.15 | saya | saya | ||||
| 0.1 | II | ||||||
| 1 | 0.1 | saya | saya | ||||
| 9 | 0.05 | II | II | ||||
| 5 | 0.05 | II | saya | ||||
| 7 | 0.03 | II | II | saya | |||
| 8 | 0.02 | II |
Seperti yang dapat dilihat daripada Jadual 2.2, simbol pertama dengan kebarangkalian p 4 = 0.3 mengambil bahagian dalam dua prosedur untuk membahagikan kepada kumpulan dan kedua-dua masa berakhir dalam nombor kumpulan I. Selaras dengan ini, ia dikodkan dengan kod dua digit II. Elemen kedua pada peringkat pertama partition tergolong dalam kumpulan I, pada yang kedua - kepada kumpulan II. Oleh itu, kodnya ialah 10. Kod simbol yang tinggal tidak memerlukan ulasan tambahan.
Biasanya, kod tidak seragam digambarkan sebagai pepohon kod. Pokok kod ialah graf yang menunjukkan gabungan kod yang dibenarkan. Arah tepi graf ini adalah dipraset, seperti ditunjukkan dalam Rajah 2.11 (pilihan arah adalah sewenang-wenangnya).
Mereka menavigasi graf seperti berikut: mencipta laluan untuk simbol yang dipilih; bilangan bit untuknya adalah sama dengan bilangan tepi dalam laluan, dan nilai setiap bit adalah sama dengan arah tepi yang sepadan. Laluan dibuat dari titik permulaan (dalam lukisan itu ditandakan dengan huruf A). Sebagai contoh, laluan ke bucu 5 terdiri daripada lima tepi, semua kecuali yang terakhir mempunyai arah 0; kami mendapat kod 00001.
Mari kita hitung entropi dan purata panjang perkataan untuk contoh ini.
H(x) = -(0.3 log 0.3 + 0.2 log 0.2 + 2 0.1 log 0.1+ 2 0.05 log 0.05+
0.03 log 0.03 + 0.02 log 0.02) = 2.23 bit
l purata = 0.3 2 + 0.2 2 + 0.15 3 + 0.1 3 + 0.1 4 + 0.05 5 +0.05 4+
0.03 6 + 0.02 6 = 2.9 .
Seperti yang anda lihat, purata panjang perkataan adalah hampir dengan entropi.
Kod Huffman dibina menggunakan algoritma yang berbeza. Prosedur pengekodan terdiri daripada dua peringkat. Pada peringkat pertama, pemampatan tunggal abjad dijalankan secara berurutan. Mampatan satu kali - menggantikan dua simbol terakhir (dengan kebarangkalian terendah) dengan satu, dengan jumlah kebarangkalian. Pemampatan dijalankan sehingga dua aksara kekal. Pada masa yang sama, jadual pengekodan diisi, di mana kebarangkalian yang terhasil dimasukkan, dan laluan di mana simbol baharu bergerak pada peringkat seterusnya digambarkan.
Pada peringkat kedua, pengekodan sebenar berlaku, yang bermula dari peringkat terakhir: yang pertama daripada dua simbol diberikan kod 1, yang kedua - 0. Selepas ini, mereka beralih ke peringkat sebelumnya. Kod dari peringkat seterusnya diberikan kepada simbol yang tidak mengambil bahagian dalam pemampatan pada peringkat ini, dan kod simbol yang diperoleh selepas melekatkan dua kali diberikan kepada dua simbol terakhir dan ditambah kepada kod aksara atas 1, lebih rendah satu - 0. Jika watak tidak lebih dalam gluing mengambil bahagian, kodnya kekal tidak berubah. Prosedur berterusan sehingga akhir (iaitu, sehingga peringkat pertama).
Jadual 2.3 menunjukkan pengekodan Huffman. Seperti yang dapat dilihat dari jadual, pengekodan dijalankan dalam 7 peringkat. Di sebelah kiri adalah kebarangkalian simbol, di sebelah kanan adalah kod perantaraan. Anak panah menunjukkan pergerakan simbol yang baru dibentuk. Pada setiap peringkat, dua simbol terakhir hanya berbeza dalam bit paling tidak ketara, yang sepadan dengan teknik pengekodan. Mari kita hitung purata panjang perkataan:
l purata = 0.3 2 + 0.2 2 + 0.15 3 ++ 2 0.1 3 + +0.05 4 + 0.05 5 + 0.03 6 + 0.02 6 = 2.7
Ini lebih dekat dengan entropi: kod itu lebih cekap. Dalam Rajah. Rajah 2.12 menunjukkan pepohon kod Huffman.
Jadual 2.3.
Pengekodan Huffman
| N | p i | kod | saya | II | III | IV | V | VI | VII |
| 0.3 | 0.3 11 | 0.3 11 | 0.3 11 | 0.3 11 | 0.3 11 | 0.4 0 | 0.6 1 | ||
| 0.2 | 0.2 01 | 0.2 01 | 0.2 01 | 0.2 01 | 0.3 10 | 0.3 11 | 0.4 0 | ||
| 0.15 | 0.15 101 | 0.15 101 | 0.15 101 | 0.2 00 | 0.2 01 | 0.3 10 | |||
| 0.1 | 0.1 001 | 0.1 001 | 0.15 100 | 0.15 101 | 0.2 00 | ||||
| 0.1 | 0.1 000 | 0.1 000 | 0.1 001 | 0.15 100 | |||||
| 0.05 | 0.05 1000 | 0.1 1001 | 0.1 000 | ||||||
| 0.05 | 0.05 10011 | 0.05 1000 | |||||||
| 0.03 | 0.05 10010 | ||||||||
| 0.02 |
Kedua-dua kod memenuhi keperluan penyahkodan yang tidak jelas: seperti yang dapat dilihat dari jadual, kombinasi yang lebih pendek bukanlah permulaan bagi kod yang lebih panjang.
Apabila bilangan aksara bertambah, kecekapan kod meningkat, jadi dalam beberapa kes blok yang lebih besar dikodkan (contohnya, jika kita bercakap tentang teks, beberapa suku kata, perkataan dan juga frasa yang paling kerap berlaku boleh dikodkan).
Kesan memperkenalkan kod tersebut ditentukan dengan membandingkannya dengan kod seragam:
 | (2.24) |
di mana n ialah bilangan bit kod seragam yang digantikan dengan yang berkesan.
Pengubahsuaian kod Huffman
Algoritma Huffman klasik ialah algoritma dua laluan, i.e. memerlukan pengumpulan statistik pertama tentang simbol dan mesej, dan kemudian prosedur yang diterangkan di atas. Ini menyusahkan dalam amalan kerana ia meningkatkan masa yang diperlukan untuk memproses mesej dan mengumpul kamus. Lebih kerap, kaedah satu laluan digunakan, di mana prosedur pengumpulan dan pengekodan digabungkan. Kaedah sedemikian juga dipanggil pemampatan adaptif menurut Huffman [46].
Intipati pemampatan adaptif menurut Huffman datang kepada pembinaan pokok kod awal dan pengubahsuaian berurutan selepas ketibaan setiap simbol seterusnya. Seperti sebelum ini, pokok-pokok di sini adalah binari, i.e. Paling banyak dua lengkok terpancar daripada setiap bucu graf pokok. Adalah lazim untuk memanggil bucu asal sebagai induk, dan dua bucu berikutnya disambungkan kepadanya sebagai anak. Mari kita perkenalkan konsep berat puncak - ini ialah bilangan aksara (perkataan) yang sepadan dengan bucu yang diberikan, yang diperoleh apabila memberi makan urutan asal. Jelas sekali, jumlah berat anak-anak adalah sama dengan berat ibu bapa.
Selepas memperkenalkan simbol seterusnya bagi urutan input, pepohon kod disemak semula: berat bucu dikira semula dan, jika perlu, bucu disusun semula. Peraturan untuk mengubahsuai bucu adalah seperti berikut: berat bucu yang lebih rendah adalah yang paling kecil, dan bucu yang terletak di sebelah kiri graf mempunyai pemberat yang paling sedikit.
Pada masa yang sama, bucu dinomborkan. Penomboran bermula dari bucu bawah (bergantung, iaitu, tidak mempunyai anak) dari kiri ke kanan, kemudian bergerak ke tingkat atas, dsb. sebelum menomborkan puncak asal yang terakhir. Dalam kes ini, hasil berikut dicapai: semakin kecil berat sesuatu puncak, semakin rendah bilangannya.
Permutasi dijalankan terutamanya untuk menggantung bucu. Apabila mengubah suai, peraturan yang dirumuskan di atas mesti diambil kira: bucu dengan berat yang lebih besar mempunyai nombor yang lebih tinggi.
Selepas melepasi urutan (ia juga dipanggil kawalan atau ujian), semua bucu gantung diberikan gabungan kod. Peraturan untuk memberikan kod adalah serupa dengan yang di atas: bilangan bit kod adalah sama dengan bilangan bucu yang melalui laluan laluan dari sumber ke bucu gantung yang diberikan, dan nilai bit tertentu sepadan dengan arah daripada ibu bapa kepada "anak" (katakan, pergi ke kiri ibu bapa sepadan dengan nilai 1, ke kanan - 0 ).
Gabungan kod yang terhasil disimpan dalam memori peranti mampatan bersama-sama dengan analognya dan membentuk kamus. Penggunaan algoritma adalah seperti berikut. Urutan aksara yang dimampatkan dibahagikan kepada serpihan mengikut kamus sedia ada, selepas itu setiap serpihan digantikan dengan kodnya daripada kamus. Serpihan yang tidak ditemui dalam kamus membentuk bucu gantung baharu, memperoleh berat dan juga dimasukkan ke dalam kamus. Dengan cara ini, algoritma penyesuaian untuk menambah kamus terbentuk.
Untuk meningkatkan kecekapan kaedah, adalah wajar untuk meningkatkan saiz kamus; dalam kes ini nisbah mampatan meningkat. Dalam amalan, saiz kamus ialah 4 - 16 KB memori.
 |  |
||
Marilah kita menggambarkan algoritma yang diberikan dengan contoh. Dalam Rajah. Rajah 2.13 menunjukkan rajah asal (ia juga dipanggil pokok Huffman). Setiap bucu pokok ditunjukkan dengan segi empat tepat di mana dua nombor ditulis melalui pecahan: yang pertama bermaksud nombor bucu, yang kedua bermaksud beratnya. Seperti yang anda lihat, korespondensi antara berat bucu dan nombornya dipenuhi.
Mari kita anggap bahawa simbol yang sepadan dengan bucu 1 muncul kali kedua dalam urutan ujian. Berat bucu telah berubah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 2.14, akibatnya peraturan penomboran bucu dilanggar. Pada peringkat seterusnya, kami menukar lokasi bucu tergantung, yang mana kita menukar bucu 1 dan 4 dan menomborkan semula semua bucu pokok. Graf yang terhasil ditunjukkan dalam Rajah. 2.15. Prosedur kemudian diteruskan dengan cara yang sama.
Perlu diingat bahawa setiap bucu gantung dalam pokok Huffman sepadan dengan simbol atau kumpulan simbol tertentu. Ibu bapa berbeza daripada kanak-kanak kerana kumpulan simbol yang sepadan dengannya adalah satu simbol yang lebih pendek daripada anak-anaknya, dan kanak-kanak ini berbeza dalam simbol terakhir. Sebagai contoh, simbol "kereta" sepadan dengan induk; maka kanak-kanak mungkin mempunyai urutan "kara" dan "karp".
Algoritma yang diberikan bukan akademik dan digunakan secara aktif dalam program arkib, termasuk semasa memampatkan data grafik (ia akan dibincangkan di bawah).
Algoritma Lempel–Ziv
Ini adalah algoritma pemampatan yang paling biasa digunakan hari ini. Ia digunakan dalam kebanyakan program pengarkiban (contohnya, PKZIP. ARJ, LHA). Intipati algoritma ialah set simbol tertentu digantikan semasa mengarkibkan dengan nombornya dalam kamus yang dijana khas. Sebagai contoh, frasa "Nombor keluar untuk surat anda...", yang sering dijumpai dalam surat-menyurat perniagaan, mungkin menduduki kedudukan 121 dalam kamus; kemudian, daripada menghantar atau menyimpan frasa yang disebut (30 bait), anda boleh menyimpan nombor frasa (1.5 bait dalam bentuk perpuluhan binari atau 1 bait dalam binari).
Algoritma ini dinamakan sempena pengarang yang mula-mula mencadangkannya pada tahun 1977. Daripada jumlah ini, yang pertama ialah LZ77. Untuk mengarkibkan, tetingkap gelongsor mesej yang dipanggil dibuat, yang terdiri daripada dua bahagian. Bahagian pertama, format yang lebih besar, berfungsi untuk membentuk kamus dan mempunyai saiz kira-kira beberapa kilobait. Bahagian kedua yang lebih kecil (biasanya bersaiz sehingga 100 bait) menerima aksara semasa teks yang sedang dilihat. Algoritma cuba mencari set aksara dalam kamus yang sepadan dengan aksara yang diterima dalam tetingkap tontonan. Jika ini berjaya, kod dihasilkan yang terdiri daripada tiga bahagian: offset dalam kamus berbanding dengan subrentetan awalnya, panjang subrentetan ini dan aksara yang mengikuti subrentetan ini. Sebagai contoh, subrentetan yang dipilih terdiri daripada aksara "aplikasi" (jumlah 6 aksara), aksara seterusnya ialah "e". Kemudian, jika subrentetan mempunyai alamat (tempat dalam kamus) 45, maka entri dalam kamus kelihatan seperti “45, 6. e”. Selepas ini, kandungan tetingkap dialihkan mengikut kedudukan, dan carian diteruskan. Beginilah cara kamus terbentuk.
Kelebihan algoritma ialah algoritma yang mudah diformalkan untuk menyusun kamus. Di samping itu, adalah mungkin untuk unzip tanpa kamus asal (adalah dinasihatkan untuk mempunyai urutan ujian) - kamus dibentuk semasa membuka zip.
Kelemahan algoritma muncul apabila saiz kamus meningkat - masa carian meningkat. Di samping itu, jika rentetan aksara muncul dalam tetingkap semasa yang tiada dalam kamus, setiap aksara ditulis dengan kod tiga elemen, i.e. Hasilnya bukan mampatan, tetapi regangan.
Algoritma LZSS, yang dicadangkan pada tahun 1978, mempunyai ciri-ciri terbaik. Ia mempunyai perbezaan dalam sokongan tingkap gelongsor dan kod output pemampat. Sebagai tambahan kepada tetingkap, algoritma menjana pokok binari yang serupa dengan pokok Huffman untuk mempercepatkan carian padanan: setiap subrentetan yang meninggalkan tetingkap semasa ditambahkan pada pokok itu sebagai salah seorang kanak-kanak. Algoritma ini membolehkan anda meningkatkan lagi saiz tetingkap semasa (adalah wajar saiznya bersamaan dengan kuasa dua: 128, 256, dsb. bait). Kod jujukan juga dibentuk secara berbeza: awalan 1-bit tambahan diperkenalkan untuk membezakan aksara tidak berkod daripada pasangan "offset, length".
Tahap pemampatan yang lebih tinggi diperoleh apabila menggunakan algoritma seperti LZW. Algoritma yang diterangkan sebelum ini mempunyai saiz tetingkap tetap, yang menjadikannya mustahil untuk memasukkan frasa lebih panjang daripada saiz tetingkap ke dalam kamus. Dalam algoritma LZW (dan pendahulunya LZ78), tetingkap tontonan mempunyai saiz yang tidak terhad, dan kamus mengumpul frasa (dan bukan koleksi aksara, seperti sebelumnya). Kamus mempunyai panjang yang tidak terhad, dan pengekod (penyahkod) beroperasi dalam mod menunggu frasa. Apabila frasa yang sepadan dengan kamus dibentuk, kod padanan dikeluarkan (iaitu, kod frasa ini dalam kamus) dan kod aksara yang mengikutinya. Jika, apabila simbol terkumpul, frasa baharu dibentuk, ia juga dimasukkan ke dalam kamus, seperti yang lebih pendek. Hasilnya ialah prosedur rekursif yang menyediakan pengekodan dan penyahkodan pantas.
Ciri mampatan tambahan disediakan oleh pengekodan mampat bagi aksara berulang. Jika dalam urutan beberapa aksara mengikuti berturut-turut (contohnya, dalam teks ini boleh menjadi aksara "ruang", dalam urutan nombor - sifar berturut-turut, dll.), maka masuk akal untuk menggantikannya dengan pasangan "watak; panjang” atau “tanda, panjang” ". Dalam kes pertama, kod menunjukkan tanda bahawa urutan akan dikodkan (biasanya 1 bit), kemudian kod aksara berulang dan panjang jujukan. Dalam kes kedua (disediakan untuk aksara berulang yang paling kerap berlaku), awalan hanya menunjukkan tanda pengulangan.
Teknologi pengekodan yang digunakan dalam pemain DVD dengan mereka sendiri
penyahkod bunyi dan penerima. Mampatan julat dinamik (atau pengurangan) digunakan untuk mengehadkan puncak audio apabila menonton filem. Jika penonton ingin menonton filem di mana perubahan mendadak dalam tahap volum mungkin (filem tentang perang,
contohnya), tetapi tidak mahu mengganggu ahli keluarganya, maka mod DRC hendaklah dihidupkan. Secara subjektif, melalui telinga, selepas menghidupkan DRC, perkadaran frekuensi rendah dalam bunyi berkurangan dan bunyi tinggi kehilangan ketelusan, jadi anda tidak seharusnya menghidupkan mod DRC melainkan perlu.
DreamWeaver (Lihat - Muka depan)
Editor visual untuk dokumen hiperteks yang dibangunkan oleh syarikat perisian Macromedia Inc. Program DreamWeaver yang berkuasa dan profesional mengandungi keupayaan untuk menjana halaman HTML dari sebarang kerumitan dan skala, dan juga mempunyai sokongan terbina dalam untuk projek rangkaian yang besar. Ia adalah alat reka bentuk visual yang menyokong konsep WYSIWYG lanjutan.
Pemandu (Lihat Pemandu)
Komponen perisian yang membolehkan anda berinteraksi dengan peranti
komputer, seperti kad antara muka rangkaian (NIC), papan kekunci, pencetak atau monitor. Peralatan rangkaian (seperti hab) yang disambungkan ke PC memerlukan pemacu agar PC dapat berkomunikasi dengan peralatan.
DRM (Pengurusan Hak Digital - Mengurus akses dan penyalinan maklumat berhak cipta, Pengurusan Hak Digital)
u Konsep yang melibatkan penggunaan teknologi dan kaedah khas untuk melindungi bahan digital bagi memastikan ia hanya diberikan kepada pengguna yang dibenarkan.
v Program pelanggan untuk berinteraksi dengan Perkhidmatan Pengurusan Hak Digital, yang direka untuk mengawal akses kepada dan menyalin maklumat yang dilindungi hak cipta. Perkhidmatan DRM berjalan pada Windows Server 2003. Perisian klien akan dijalankan pada Windows 98, Me, 2000 dan XP, membenarkan aplikasi seperti Office 2003 mengakses perkhidmatan berkaitan. Pada masa hadapan, Microsoft harus mengeluarkan modul pengurusan hak digital untuk pelayar Internet Explorer. Pada masa hadapan, program sedemikian akan diperlukan pada komputer untuk berfungsi dengan mana-mana kandungan yang menggunakan teknologi DRM untuk melindungi daripada penyalinan haram.
Droid (Robot) (Lihat. Ejen)
DSA(Algoritma Tandatangan Digital - Algoritma tandatangan digital)
Algoritma tandatangan digital kunci awam. Dibangunkan oleh NIST (USA) pada tahun 1991.
DSL (Barisan Langganan Digital)
Teknologi moden yang disokong oleh pertukaran telefon bandar untuk menukar isyarat pada frekuensi yang lebih tinggi daripada yang digunakan dalam modem analog konvensional. Modem DSL boleh berfungsi serentak dengan kedua-dua telefon (isyarat analog) dan talian digital. Oleh kerana spektrum isyarat suara dari telefon dan isyarat DSL digital tidak "bersilang", i.e. tidak menjejaskan satu sama lain, DSL membolehkan anda melayari Internet dan bercakap di telefon pada talian fizikal yang sama. Selain itu, teknologi DSL biasanya menggunakan beberapa frekuensi, dan modem DSL pada kedua-dua belah talian cuba mencari yang terbaik untuk menghantar data. Modem DSL bukan sahaja menghantar data, tetapi juga bertindak sebagai penghala. Dilengkapi dengan port Ethernet, modem DSL memungkinkan untuk menyambungkan beberapa komputer kepadanya.
DSOM(Model Objek Sistem Teragih, SOM Teragih – Model Objek Sistem Teragih)
Teknologi IBM dengan sokongan perisian yang sesuai.
DSR? (Sedia set data – Isyarat kesediaan data, isyarat DSR)
Isyarat antara muka bersiri yang menunjukkan bahawa peranti (contohnya,
modem) sedia untuk menghantar sedikit data ke PC.
DSR? (Laporan Status Peranti – Laporan status peranti)
DSR? (Daftar Status Peranti - Daftar Status Peranti)
DSS? (Sistem Sokongan Keputusan - Sistem sokongan keputusan) (Lihat.
Tahap bunyi adalah sama sepanjang keseluruhan komposisi, terdapat beberapa jeda.
Mengecilkan julat dinamik
Penyempitan julat dinamik, atau lebih ringkasnya pemampatan, diperlukan untuk pelbagai tujuan, yang paling biasa ialah:
1) Mencapai tahap kelantangan seragam sepanjang keseluruhan komposisi (atau bahagian instrumen).
2) Mencapai tahap kelantangan yang seragam untuk lagu sepanjang siaran album/radio.
2) Peningkatan kebolehfahaman, terutamanya apabila memampatkan bahagian tertentu (vokal, drum bass).
Bagaimanakah penyempitan julat dinamik berlaku?
Pemampat menganalisis tahap bunyi pada input dengan membandingkannya dengan nilai Ambang yang ditentukan pengguna.
Jika tahap isyarat berada di bawah nilai Ambang– kemudian pemampat terus menganalisis bunyi tanpa mengubahnya. Jika tahap bunyi melebihi nilai Ambang, maka pemampat memulakan tindakannya. Memandangkan peranan pemampat adalah untuk menyempitkan julat dinamik, adalah logik untuk mengandaikan bahawa ia mengehadkan nilai amplitud terbesar dan terkecil (tahap isyarat). Pada peringkat pertama, nilai terbesar adalah terhad, yang dikurangkan dengan daya tertentu, yang dipanggil nisbah(Sikap). Mari lihat contoh:
Lengkung hijau memaparkan tahap bunyi; lebih besar amplitud ayunannya dari paksi X, lebih besar tahap isyarat.
Garisan kuning ialah ambang (Threshold) untuk pemampat beroperasi. Dengan menjadikan nilai Ambang lebih tinggi, pengguna mengalihkannya dari paksi X. Dengan menjadikan nilai Ambang lebih rendah, pengguna membawanya lebih dekat dengan paksi Y. Jelas bahawa semakin rendah nilai ambang, lebih kerap pemampat akan beroperasi dan sebaliknya, semakin tinggi ia, semakin kurang kerap. Jika nilai Nisbah adalah sangat tinggi, maka selepas tahap isyarat Ambang dicapai, semua isyarat seterusnya akan ditindas oleh pemampat sehingga senyap. Jika nilai Nisbah sangat kecil, maka tiada apa yang akan berlaku. Pilihan nilai Ambang dan Nisbah akan dibincangkan kemudian. Sekarang kita harus bertanya kepada diri sendiri soalan berikut: Apa gunanya menahan semua bunyi berikutnya? Sesungguhnya, ini tidak masuk akal, kita hanya perlu menyingkirkan nilai amplitud (puncak) yang melebihi nilai Ambang (ditandakan dengan warna merah pada graf). Ia adalah untuk menyelesaikan masalah ini bahawa terdapat parameter Lepaskan(Attenuation), yang menetapkan tempoh pemampatan.
Contoh menunjukkan bahawa lebihan pertama dan kedua ambang Ambang bertahan kurang daripada melebihi ambang Ambang ketiga. Jadi, jika parameter Keluaran ditetapkan kepada dua puncak pertama, maka apabila memproses yang ketiga, bahagian yang tidak diproses mungkin kekal (memandangkan melebihi ambang Ambang bertahan lebih lama). Jika parameter Pelepasan ditetapkan ke puncak ketiga, maka apabila memproses puncak pertama dan kedua, penurunan yang tidak diingini dalam tahap isyarat terbentuk di belakangnya.
Perkara yang sama berlaku untuk parameter Nisbah. Jika parameter Nisbah dilaraskan kepada dua puncak pertama, maka yang ketiga tidak akan ditindas secukupnya. Jika parameter Nisbah dikonfigurasikan untuk memproses puncak ketiga, maka pemprosesan dua puncak pertama akan menjadi terlalu berlebihan.
Masalah ini boleh diselesaikan dengan dua cara:
1) Menetapkan parameter serangan (Serangan) - penyelesaian separa.
2) Mampatan dinamik - penyelesaian lengkap.
Parameter Amasih (Serangan) bertujuan untuk menetapkan masa selepas pemampat akan mula beroperasi selepas melebihi ambang Ambang. Jika parameter hampir kepada sifar (sama dengan sifar dalam kes pemampatan selari, lihat artikel yang sepadan) - maka pemampat akan mula menekan isyarat serta-merta, dan akan berfungsi untuk jumlah masa yang ditentukan oleh parameter Pelepasan. Jika kelajuan serangan adalah tinggi, maka pemampat akan memulakan tindakannya selepas tempoh masa tertentu (ini perlu untuk memberi kejelasan). Dalam kes kami, kami boleh melaraskan parameter ambang (Ambang), pengecilan (Pelepasan) dan tahap mampatan (Nisbah) untuk memproses dua puncak pertama dan menetapkan nilai Serangan hampir kepada sifar. Kemudian pemampat akan menekan dua puncak pertama, dan apabila memproses yang ketiga, ia akan menekannya sehingga ambang melebihi (Threshold). Walau bagaimanapun, ini tidak menjamin pemprosesan bunyi berkualiti tinggi dan hampir menghadkan (potongan kasar semua nilai amplitud, dalam kes ini pemampat dipanggil pengehad).
Mari lihat hasil pemprosesan bunyi dengan pemampat: 
Puncaknya hilang, saya perhatikan bahawa tetapan pemprosesan agak lembut dan kami hanya menekan nilai amplitud yang paling menonjol. Dalam amalan, julat dinamik semakin mengecil dan aliran ini hanya berkembang. Dalam fikiran banyak komposer, mereka menjadikan muzik itu lebih kuat, tetapi dalam praktiknya mereka benar-benar menghilangkan dinamik untuk pendengar yang mungkin mendengarnya di rumah dan bukan di radio.
Kita hanya perlu mempertimbangkan parameter mampatan terakhir, ini Keuntungan(Keuntungan). Gain direka untuk meningkatkan amplitud keseluruhan komposisi dan, sebenarnya, adalah bersamaan dengan alat penyunting bunyi yang lain - normalize. Mari lihat hasil akhir:
Dalam kes kami, pemampatan adalah wajar dan meningkatkan kualiti bunyi, kerana puncak yang menonjol lebih berkemungkinan kemalangan daripada hasil yang disengajakan. Di samping itu, jelas bahawa muzik itu berirama, oleh itu ia mempunyai julat dinamik yang sempit. Dalam kes di mana nilai amplitud tinggi disengajakan, pemampatan mungkin merupakan satu kesilapan.
Mampatan dinamik
Perbezaan antara mampatan dinamik dan mampatan bukan dinamik ialah dengan yang pertama, tahap penindasan isyarat (Nisbah) bergantung pada tahap isyarat input. Pemampat dinamik ditemui dalam semua program moden; parameter Nisbah dan Ambang dikawal menggunakan tetingkap (setiap parameter mempunyai paksi sendiri):
Tiada standard tunggal untuk memaparkan graf; di suatu tempat di sepanjang paksi Y tahap isyarat masuk dipaparkan, di suatu tempat sebaliknya, tahap isyarat selepas pemampatan. Di suatu tempat titik (0,0) berada di sudut kanan atas, di suatu tempat di kiri bawah. Walau apa pun, apabila anda menggerakkan kursor tetikus ke atas medan ini, nilai nombor yang sepadan dengan parameter Nisbah dan Ambang berubah. Itu. Anda menetapkan tahap mampatan untuk setiap nilai Ambang, membenarkan tetapan mampatan yang sangat fleksibel.
Rantaian sampingan
Pemampat rantai sisi menganalisis isyarat satu saluran, dan apabila paras bunyi melebihi ambang (ambang), ia menggunakan pemampatan ke saluran lain. Rantaian sisi mempunyai kelebihannya untuk bekerja dengan instrumen yang terletak di kawasan frekuensi yang sama (kombinasi tendangan bass digunakan secara aktif), tetapi kadangkala instrumen yang terletak di kawasan frekuensi berbeza turut digunakan, yang membawa kepada kesan rantaian sisi yang menarik.
Bahagian Kedua – Peringkat Mampatan
Terdapat tiga peringkat pemampatan:
1) Peringkat pertama ialah pemampatan bunyi individu (singleshoots).
Timbre mana-mana instrumen mempunyai ciri-ciri berikut: Serang, Tahan, Pereputan, Kelewatan, Kekal, Lepaskan.
Peringkat pemampatan bunyi individu dibahagikan kepada dua bahagian:
1.1) Mampatan bunyi individu alat berirama
Selalunya komponen rentak memerlukan pemampatan berasingan untuk memberikan kejelasan. Ramai orang memproses drum bes secara berasingan daripada instrumen berirama lain, kedua-duanya pada peringkat pemampatan bunyi individu dan pada peringkat pemampatan bahagian individu. Ini disebabkan oleh fakta bahawa ia terletak di rantau frekuensi rendah, di mana selain itu, hanya bass biasanya hadir. Kejelasan drum bes bermakna kehadiran klik ciri (dram bes mempunyai masa serangan dan tahan yang sangat singkat). Sekiranya tiada klik, maka anda perlu memprosesnya dengan pemampat, menetapkan ambang kepada sifar dan masa serangan dari 10 hingga 50 ms. Roll-off (Realese) pemampat mesti berakhir sebelum gendang sepakan seterusnya dipukul. Masalah terakhir boleh diselesaikan menggunakan formula: 60,000 / BPM, di mana BPM ialah tempo gubahan. Jadi, sebagai contoh) 60,000/137=437.96 (masa dalam milisaat sehingga rentak rendah baharu bagi komposisi 4 dimensi).
Semua perkara di atas digunakan pada instrumen berirama lain dengan masa serangan yang singkat - ia sepatutnya mempunyai klik yang ditekankan yang tidak boleh ditindas oleh pemampat pada mana-mana peringkat tahap mampatan.
1.2) Mampatanbunyi individuinstrumen harmonik
Tidak seperti instrumen irama, bahagian instrumen harmonik jarang terdiri daripada bunyi individu. Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna ia tidak boleh diproses pada tahap mampatan bunyi. Jika anda menggunakan sampel dengan bahagian yang direkodkan, maka ini adalah tahap kedua pemampatan. Hanya instrumen harmonik yang disintesis digunakan pada tahap mampatan ini. Ini boleh menjadi pensampel, pensintesis menggunakan pelbagai kaedah sintesis bunyi (pemodelan fizikal, FM, aditif, tolak, dll.). Seperti yang anda mungkin sudah meneka, kita bercakap tentang pengaturcaraan tetapan pensintesis. Ya! Ini juga pemampatan! Hampir semua synthesizer mempunyai parameter sampul surat boleh atur cara (ADSR), yang bermaksud sampul surat. Menggunakan sampul surat, anda menetapkan masa Serangan, Pereputan, Kekal dan Pelepasan. Dan jika anda memberitahu saya bahawa ini bukan pemampatan setiap bunyi individu - anda adalah musuh saya seumur hidup!
2) Peringkat kedua - Pemampatan bahagian individu.
Dengan pemampatan bahagian individu yang saya maksudkan menyempitkan julat dinamik beberapa gabungan bunyi individu. Peringkat ini juga termasuk rakaman bahagian, termasuk vokal, yang memerlukan pemprosesan mampatan untuk memberikannya kejelasan dan kebolehfahaman. Apabila memproses bahagian dengan pemampatan, anda perlu mengambil kira bahawa apabila menambah bunyi individu, puncak yang tidak diingini mungkin muncul, yang perlu anda singkirkan pada peringkat ini, kerana jika ini tidak dilakukan sekarang, gambar mungkin menjadi lebih teruk pada peringkat mencampurkan keseluruhan komposisi. Pada peringkat pemampatan bahagian individu, adalah perlu untuk mengambil kira pemampatan peringkat pemprosesan bunyi individu. Jika anda telah mencapai kejelasan drum bes, maka pemprosesan semula yang salah pada peringkat kedua boleh merosakkan segala-galanya. Ia tidak perlu memproses semua bahagian dengan pemampat, sama seperti ia tidak perlu memproses semua bunyi individu. Saya menasihati anda untuk memasang, sekiranya berlaku, penganalisis amplitud untuk menentukan kehadiran kesan sampingan yang tidak diingini daripada menggabungkan bunyi individu. Sebagai tambahan kepada pemampatan, pada peringkat ini adalah perlu untuk memastikan bahawa bahagian-bahagian itu, jika boleh, dalam julat frekuensi yang berbeza supaya pengkuantitian boleh dilakukan. Ia juga berguna untuk mengingati bahawa bunyi mempunyai ciri seperti topeng (psikoakustik):
1) Bunyi yang lebih senyap disembunyikan oleh bunyi yang lebih kuat datang di hadapannya.
2) Bunyi yang lebih senyap pada frekuensi rendah disembunyikan oleh bunyi yang lebih kuat pada frekuensi tinggi.
Jadi, sebagai contoh, jika anda mempunyai bahagian pensintesis, maka selalunya not mula dimainkan sebelum not sebelumnya selesai dibunyikan. Kadang-kadang ini perlu (mencipta keharmonian, gaya bermain, polifoni), tetapi kadang-kadang tidak sama sekali - anda boleh memotong penghujungnya (Lewat - Pelepasan) jika ia boleh didengar dalam mod solo, tetapi tidak boleh didengar dalam mod main balik semua bahagian . Perkara yang sama berlaku untuk kesan, seperti reverb - ia tidak sepatutnya bertahan sehingga sumber bunyi bermula semula. Dengan memotong dan mengalih keluar isyarat yang tidak perlu, anda menjadikan bunyi lebih bersih, dan ini juga boleh dianggap sebagai mampatan - kerana anda sedang mengeluarkan gelombang yang tidak perlu.
3) Peringkat ketiga – Pemampatan gubahan.
Apabila memampatkan keseluruhan komposisi, anda perlu mengambil kira hakikat bahawa semua bahagian adalah gabungan banyak bunyi individu. Oleh itu, apabila menggabungkannya dan pemampatan seterusnya, kita perlu memastikan bahawa pemampatan akhir tidak merosakkan apa yang kita capai dalam dua peringkat pertama. Anda juga perlu memisahkan komposisi di mana julat yang luas atau sempit adalah penting. apabila memampatkan komposisi dengan julat dinamik yang luas, sudah cukup untuk memasang pemampat yang akan menghancurkan puncak jangka pendek yang terbentuk akibat penambahan bahagian bersama. Apabila memampatkan komposisi di mana julat dinamik yang sempit adalah penting, semuanya lebih rumit. Di sini pemampat baru-baru ini dipanggil pemaksimum. Maximizer ialah pemalam yang menggabungkan pemampat, pengehad, penyama grafik, enhyzer dan alat transformasi bunyi lain. Pada masa yang sama, dia mesti mempunyai alat analisis bunyi. Memaksimumkan, pemprosesan terakhir dengan pemampat, sebahagian besarnya diperlukan untuk memerangi kesilapan yang dibuat pada peringkat sebelumnya. Ralat - tidak begitu banyak dalam pemampatan (namun, jika anda melakukan pada peringkat terakhir apa yang anda boleh lakukan pada peringkat pertama, ini sudah menjadi satu kesilapan), tetapi dalam pemilihan awal sampel dan instrumen yang baik yang tidak akan mengganggu setiap lain (kita bercakap tentang julat frekuensi) . Inilah sebabnya mengapa tindak balas frekuensi diperbetulkan. Selalunya berlaku bahawa dengan mampatan kuat pada induk, adalah perlu untuk menukar parameter mampatan dan pencampuran pada peringkat awal, kerana dengan penyempitan julat dinamik yang kuat, bunyi senyap yang sebelum ini bertopeng keluar, dan bunyi komponen individu. daripada perubahan komposisi.
Di bahagian ini, saya sengaja tidak bercakap tentang parameter mampatan tertentu. Saya menganggap perlu untuk menulis tentang fakta bahawa apabila pemampatan adalah perlu untuk memberi perhatian kepada semua bunyi dan semua bahagian pada semua peringkat mencipta komposisi. Ini adalah satu-satunya cara pada akhirnya anda akan mendapat hasil yang harmoni bukan sahaja dari sudut pandangan teori muzik, tetapi juga dari sudut pandangan kejuruteraan bunyi.
Jadual berikut menyediakan nasihat praktikal untuk memproses kelompok individu. Walau bagaimanapun, dalam pemampatan, nombor dan pratetap hanya boleh mencadangkan kawasan yang dikehendaki untuk mencari. Tetapan mampatan yang ideal bergantung pada setiap kes individu. Parameter Gain dan Threshold menganggap tahap bunyi normal (penggunaan logik keseluruhan julat).
Bahagian Tiga - Parameter Mampatan
Maklumat ringkas:
Ambang – menentukan tahap bunyi isyarat masuk, apabila mencapai pemampat mula berfungsi.
Serangan – menentukan masa selepas itu pemampat akan mula berfungsi.
Tahap (nisbah) – menentukan tahap pengurangan dalam nilai amplitud (berbanding dengan nilai amplitud asal).
Pelepasan – menentukan masa selepas pemampat akan berhenti berfungsi.
Keuntungan – menentukan tahap peningkatan dalam isyarat masuk selepas diproses oleh pemampat.
Jadual mampatan:
| alat | Ambang | Serang | nisbah | Lepaskan | Keuntungan | Penerangan |
| Vokal | 0 dB | 1-2 ms 2-5 mS 10 ms 0.1 ms 0.1 ms |
kurang daripada 4:1 2,5: 1 4:1 – 12:1 2:1 -8:1 |
150 ms 50-100 mS 150 ms 150 ms 0.5s |
Mampatan semasa rakaman hendaklah minimum; ia memerlukan pemprosesan mandatori pada peringkat pencampuran untuk memberikan kejelasan dan kefahaman. | |
| Alat tiup | 1 – 5ms | 6:1 – 15:1 | 0.3s | |||
| tong | 10 hingga 50 ms 10-100 mS |
4:1 dan lebih tinggi 10:1 |
50-100 ms 1 mS |
Semakin rendah Ambang dan semakin tinggi Nisbah dan semakin lama Serangan, semakin ketara klik pada permulaan gendang sepakan. | ||
| Pensintesis | Bergantung pada jenis gelombang (sampul ADSR). | |||||
| Drum jerat: | 10-40 mS 1- 5ms |
5:1
5:1 – 10:1 |
50 mS 0.2s |
|||
| Hi-Hat | 20 mS | 10:1 | 1 mS | |||
| Mikrofon atas kepala | 2-5 mS | 5:1 | 1-50 mS | |||
| gendang | 5ms | 5:1 – 8:1 | 10ms | |||
| Bas-gitar | 100-200 mS 4ms hingga 10ms |
5:1 | 1 mS 10ms |
|||
| rentetan | 0-40 mS | 3:1 | 500 mS | |||
| Synth. bes | 4ms – 10ms | 4:1 | 10ms | Bergantung pada sampul surat. | ||
| Perkusi | 0-20 mS | 10:1 | 50 mS | |||
| Gitar akustik, Piano | 10-30 mS 5 – 10ms |
4:1
5:1 -10:1 |
50-100 mS 0.5s |
|||
| Elektro-nitara | 2 – 5ms | 8:1 | 0.5s | |||
| Mampatan akhir | 0.1 ms 0.1 ms |
2:1
dari 2:1 hingga 3:1 |
50 ms 0.1 ms |
Keluaran 0 dB | Masa serangan bergantung pada tujuan - sama ada anda perlu mengalih keluar puncak atau menjadikan trek lebih lancar. | |
| Pembatas selepas pemampatan akhir | 0 mS | 10:1 | 10-50 mS | Keluaran 0 dB | Jika anda memerlukan julat dinamik yang sempit dan "potongan" ombak yang kasar. |
Maklumat tersebut diambil daripada pelbagai sumber yang dirujuk oleh sumber popular di Internet. Perbezaan dalam parameter mampatan dijelaskan oleh pilihan bunyi yang berbeza dan bekerja dengan bahan yang berbeza.
Mari kita fikirkan soalan - mengapa kita perlu meningkatkan kelantangan? Untuk mendengar bunyi senyap yang tidak boleh didengar dalam keadaan kami (contohnya, jika anda tidak boleh mendengar dengan kuat, jika terdapat bunyi luar dalam bilik, dsb.). Adakah mungkin untuk menguatkan bunyi senyap sambil membiarkan bunyi yang kuat sahaja? Ternyata ia mungkin. Teknik ini dipanggil mampatan julat dinamik (DRC). Untuk melakukan ini, anda perlu menukar kelantangan semasa sentiasa - menguatkan bunyi yang tenang, yang kuat - tidak. Hukum termudah bagi perubahan isipadu ialah linear, i.e. Kelantangan berubah mengikut undang-undang output_loudness = k * input_loudness, dengan k ialah nisbah mampatan julat dinamik:
Rajah 18. Mampatan julat dinamik.
Apabila k = 1, tiada perubahan dibuat (isipadu keluaran adalah sama dengan isipadu input). Pada k< 1 громкость будет увеличиваться, а динамический диапазон - сужаться. Посмотрим на график (k=1/2) - тихий звук, имевший громкость -50дБ станет громче на 25дБ, что значительно громче, но при этом громкость диалогов (-27дБ) повысится всего лишь на 13.5дБ, а громкость самых громких звуков (0дБ) вообще не изменится. При k >1 - volum akan berkurangan dan julat dinamik akan meningkat.
Mari kita lihat graf isipadu (k = 1/2: Mampatan DD digandakan):
Rajah 19. Graf kenyaringan.
Seperti yang anda lihat dalam asalnya terdapat kedua-dua bunyi yang sangat senyap, 30 dB di bawah paras dialog, dan yang sangat kuat - 30 dB di atas paras dialog. Itu. julat dinamik ialah 60dB. Selepas pemampatan, bunyi kuat hanya 15dB lebih tinggi, dan bunyi senyap adalah 15dB lebih rendah daripada dialog (julat dinamik kini 30dB). Oleh itu, bunyi yang kuat menjadi lebih senyap dengan ketara, dan bunyi yang senyap menjadi lebih kuat dengan ketara. Dalam kes ini, tiada limpahan!
Sekarang mari kita lihat histogram:
Rajah 20. Contoh mampatan.
Seperti yang anda boleh lihat dengan jelas, dengan amplifikasi sehingga +30dB, bentuk histogram dipelihara dengan baik, yang bermaksud bunyi yang kuat tetap dinyatakan dengan baik (ia tidak mencapai maksimum dan tidak terputus, seperti yang berlaku dengan amplifikasi mudah) . Ini menghasilkan bunyi yang tenang. Histogram menunjukkan ini dengan buruk, tetapi perbezaannya sangat ketara oleh telinga. Kelemahan kaedah ini adalah lompatan volum yang sama. Walau bagaimanapun, mekanisme kejadiannya berbeza daripada lompatan kenyaringan yang berlaku semasa pemotongan, dan wataknya berbeza - ia muncul terutamanya apabila bunyi senyap dikuatkan dengan sangat kuat (dan bukan apabila bunyi kuat dipotong, seperti penguatan biasa). Tahap mampatan yang berlebihan menyebabkan gambar bunyi menjadi rata - semua bunyi cenderung mempunyai kelantangan dan ketakekspresifan yang sama.
Penguatan bunyi senyap yang berlebihan boleh menyebabkan bunyi rakaman menjadi kedengaran. Oleh itu, penapis menggunakan algoritma yang diubah suai sedikit supaya tahap hingar kurang meningkat:
Rajah 21. Menambahkan isipadu tanpa meningkatkan bunyi.
Itu. pada tahap volum -50dB, fungsi pemindahan berubah, dan hingar akan dikuatkan kurang (garisan kuning). Dengan ketiadaan infleksi sedemikian, bunyi akan menjadi lebih kuat (garis kelabu). Pengubahsuaian ringkas ini dengan ketara mengurangkan jumlah hingar walaupun pada tahap mampatan yang sangat tinggi (mampatan 1:5 dalam gambar). Tahap "DRC" dalam penapis menetapkan tahap keuntungan untuk bunyi senyap (pada -50dB), i.e. Tahap mampatan 1/5 yang ditunjukkan dalam rajah sepadan dengan tahap +40dB dalam tetapan penapis.
© 2014 tapak
Ataupun latitud fotografi bahan fotografi ialah nisbah antara nilai pendedahan maksimum dan minimum yang boleh ditangkap dengan betul dalam gambar. Apabila digunakan pada fotografi digital, julat dinamik sebenarnya bersamaan dengan nisbah nilai maksimum dan minimum yang mungkin bagi isyarat elektrik berguna yang dijana oleh photosensor semasa pendedahan.
Julat dinamik diukur dalam hentian pendedahan (). Setiap langkah sepadan dengan menggandakan jumlah cahaya. Jadi, sebagai contoh, jika kamera tertentu mempunyai julat dinamik 8 EV, ini bermakna nilai maksimum yang mungkin bagi isyarat berguna matriksnya adalah berkaitan dengan minimum sebagai 2 8: 1, yang bermaksud bahawa kamera adalah mampu menangkap objek yang berbeza dalam kecerahan dalam satu bingkai tidak lebih daripada 256 kali. Lebih tepat lagi, ia boleh menangkap objek dengan sebarang kecerahan, tetapi objek yang kecerahannya melebihi nilai maksimum yang dibenarkan akan kelihatan putih mempesonakan dalam imej, dan objek yang kecerahannya di bawah nilai minimum akan kelihatan hitam legam. Butiran dan tekstur akan kelihatan hanya pada objek yang kecerahannya berada dalam julat dinamik kamera.
Untuk menerangkan hubungan antara kecerahan objek paling terang dan paling gelap yang difoto, istilah "julat dinamik adegan" yang tidak sepenuhnya betul sering digunakan. Adalah lebih tepat untuk bercakap tentang julat kecerahan atau tahap kontras, kerana julat dinamik biasanya merupakan ciri peranti pengukur (dalam kes ini, matriks kamera digital).
Malangnya, julat kecerahan banyak pemandangan indah yang kita temui dalam kehidupan sebenar boleh melebihi julat dinamik kamera digital dengan ketara. Dalam kes sedemikian, jurugambar terpaksa memutuskan objek mana yang perlu diolah dengan terperinci sepenuhnya dan yang boleh dibiarkan di luar julat dinamik tanpa menjejaskan niat kreatif. Untuk memanfaatkan sepenuhnya julat dinamik kamera anda, kadangkala anda mungkin tidak memerlukan pemahaman yang mendalam tentang cara penderia foto berfungsi, sebaliknya deria artistik yang dibangunkan.
Faktor yang mengehadkan julat dinamik
Had bawah julat dinamik ditetapkan oleh tahap hingar kendiri fotosensor. Malah matriks yang tidak menyala menghasilkan isyarat elektrik latar belakang yang dipanggil hingar gelap. Juga, gangguan berlaku apabila caj dipindahkan ke penukar analog-ke-digital, dan ADC itu sendiri memperkenalkan ralat tertentu ke dalam isyarat digital - yang dipanggil. bunyi pensampelan.
Jika anda mengambil foto dalam kegelapan sepenuhnya atau dengan penutup lensa, kamera hanya akan merakam bunyi yang tidak bermakna ini. Jika jumlah cahaya minimum dibenarkan untuk mencapai sensor, fotodiod akan mula mengumpul cas elektrik. Magnitud cas, dan oleh itu keamatan isyarat berguna, akan berkadar dengan bilangan foton yang ditangkap. Untuk membolehkan sebarang butiran bermakna muncul dalam imej, tahap isyarat berguna adalah perlu melebihi tahap hingar latar belakang.
Oleh itu, had bawah julat dinamik atau, dengan kata lain, ambang kepekaan sensor boleh ditakrifkan secara rasmi sebagai tahap isyarat keluaran di mana nisbah isyarat-ke-bunyi adalah lebih besar daripada perpaduan.
Had atas julat dinamik ditentukan oleh kapasitansi fotodiod individu. Jika semasa pendedahan, mana-mana fotodiod mengumpul cas elektrik pada nilai maksimumnya, maka piksel imej yang sepadan dengan fotodiod terlampau beban akan menjadi putih sepenuhnya, dan penyinaran selanjutnya tidak akan menjejaskan kecerahannya dalam apa jua cara. Fenomena ini dipanggil keratan. Lebih tinggi kapasiti beban lampau fotodiod, lebih besar isyarat keluaran yang boleh dihasilkan sebelum ia mencapai ketepuan.
Untuk lebih jelas, mari kita beralih kepada lengkung ciri, iaitu graf isyarat keluaran berbanding pendedahan. Paksi mendatar mewakili logaritma binari sinaran yang diterima oleh sensor, dan paksi menegak mewakili logaritma binari magnitud isyarat elektrik yang dihasilkan oleh sensor sebagai tindak balas kepada sinaran ini. Lukisan saya kebanyakannya konvensional dan berfungsi untuk tujuan ilustrasi semata-mata. Lengkung ciri fotosensor sebenar mempunyai bentuk yang lebih kompleks sedikit, dan tahap hingar jarang begitu tinggi.
Graf dengan jelas menunjukkan dua titik belok kritikal: pada yang pertama, tahap isyarat berguna melintasi ambang hingar, dan pada yang kedua, fotodiod mencapai ketepuan. Nilai pendedahan yang terletak di antara dua titik ini membentuk julat dinamik. Dalam contoh abstrak ini, ia adalah sama, seperti yang mudah dilihat, dengan 5 EV, i.e. Kamera boleh mengendalikan lima kali ganda pendedahan, yang bersamaan dengan perbezaan 32 kali ganda (2 5 = 32) dalam kecerahan.
Zon pendedahan yang membentuk julat dinamik adalah tidak sama rata. Zon atas mempunyai nisbah isyarat-ke-bunyi yang lebih tinggi, dan oleh itu kelihatan lebih bersih dan lebih terperinci daripada zon yang lebih rendah. Akibatnya, had atas julat dinamik adalah sangat ketara dan ketara - keratan memotong cahaya pada pendedahan berlebihan sedikit, manakala had bawah tidak kelihatan tenggelam dalam bunyi bising, dan peralihan kepada hitam tidak setajam ke putih.
Kebergantungan linear isyarat pada pendedahan, serta peningkatan mendadak ke dataran tinggi, adalah ciri unik proses fotografi digital. Sebagai perbandingan, lihat pada lengkung ciri ciri filem fotografi tradisional.
Bentuk lengkung dan terutamanya sudut kecondongan sangat bergantung pada jenis filem dan prosedur untuk pembangunannya, tetapi perbezaan utama yang ketara antara graf filem dan digital kekal tidak berubah - sifat tidak linear pergantungan ketumpatan optik filem pada nilai pendedahan.
Had bawah latitud fotografi filem negatif ditentukan oleh ketumpatan tudung, dan had atas ditentukan oleh ketumpatan optik maksimum yang boleh dicapai bagi lapisan fotografi; untuk filem boleh balik adalah sebaliknya. Kedua-dua dalam bayang-bayang dan dalam sorotan, selekoh licin dalam lengkung ciri diperhatikan, menunjukkan penurunan kontras apabila menghampiri sempadan julat dinamik, kerana kecerunan lengkung adalah berkadar dengan kontras imej. Oleh itu, zon pendedahan yang terletak di bahagian tengah graf mempunyai kontras maksimum, manakala dalam sorotan dan bayang-bayang kontras dikurangkan. Dalam amalan, perbezaan antara filem dan matriks digital amat ketara dalam sorotan: di mana dalam imej digital sorotan dibakar oleh keratan, pada filem butirannya masih kelihatan, walaupun rendah dalam kontras, dan peralihan kepada putih tulen kelihatan licin dan semula jadi.
Dalam sensitometri, walaupun dua istilah bebas digunakan: sebenarnya latitud fotografi, dihadkan oleh bahagian yang agak linear bagi lengkung ciri, dan latitud fotografi yang berguna, yang, sebagai tambahan kepada bahagian linear, juga termasuk pangkal dan bahu carta.
Perlu diperhatikan bahawa apabila memproses gambar digital, sebagai peraturan, lengkung berbentuk S yang lebih jelas digunakan pada mereka, meningkatkan kontras dalam nada tengah dengan kos mengurangkannya dalam bayang-bayang dan sorotan, yang memberikan imej digital lebih penampilan semula jadi dan menyenangkan mata.
Kedalaman bit
Tidak seperti matriks kamera digital, penglihatan manusia dicirikan oleh, katakan, pandangan logaritma dunia. Penggandaan berturut-turut jumlah cahaya dianggap oleh kami sebagai perubahan kecerahan yang sama. Nombor cahaya juga boleh dibandingkan dengan oktaf muzik, kerana perubahan berganda dalam kekerapan bunyi dianggap oleh telinga sebagai selang muzik tunggal. Deria lain bekerja pada prinsip ini. Ketaklinieran persepsi sangat meluaskan julat kepekaan manusia kepada rangsangan yang berbeza-beza intensiti.
Apabila menukar fail RAW (tidak penting - menggunakan kamera atau dalam penukar RAW) yang mengandungi data linear, yang dipanggil. lengkung gamma, yang direka bentuk untuk meningkatkan kecerahan imej digital secara tidak linear, membawanya selaras dengan ciri penglihatan manusia.
Dengan penukaran linear, imej terlalu gelap.
Selepas pembetulan gamma, kecerahan kembali normal.
Lengkung gamma meregangkan ton gelap dan memampatkan yang terang, menjadikan pengedaran gradasi lebih seragam. Hasilnya ialah imej yang kelihatan semula jadi, tetapi bunyi bising dan persampelan artifak dalam bayang-bayang tidak dapat dielakkan menjadi lebih ketara, yang hanya diburukkan lagi oleh sebilangan kecil tahap kecerahan di zon bawah.
Taburan linear penggredan kecerahan.
Taburan seragam selepas menggunakan lengkung gamma.
ISO dan julat dinamik
Walaupun fakta bahawa fotografi digital menggunakan konsep fotosensitiviti bahan fotografi yang sama seperti dalam fotografi filem, perlu difahami bahawa ini berlaku semata-mata disebabkan oleh tradisi, memandangkan pendekatan untuk menukar fotosensitiviti dalam fotografi digital dan filem pada asasnya berbeza.
Meningkatkan sensitiviti ISO dalam fotografi tradisional bermakna menggantikan satu filem dengan yang lain dengan butiran yang lebih kasar, i.e. Terdapat perubahan objektif dalam sifat bahan fotografi itu sendiri. Dalam kamera digital, sensitiviti cahaya penderia ditentukan dengan ketat oleh ciri fizikalnya dan tidak boleh diubah dalam erti kata literal. Apabila meningkatkan ISO, kamera tidak mengubah sensitiviti sebenar sensor, tetapi hanya menguatkan isyarat elektrik yang dijana oleh sensor sebagai tindak balas kepada penyinaran dan melaraskan algoritma pendigitalan untuk isyarat ini dengan sewajarnya.
Akibat penting daripada ini ialah julat dinamik berkesan berkurangan mengikut kadar peningkatan dalam ISO, kerana bersama-sama dengan isyarat berguna, hingar juga meningkat. Jika pada ISO 100 keseluruhan julat nilai isyarat didigitalkan - dari sifar hingga titik tepu, maka pada ISO 200 hanya separuh kapasiti fotodiod diambil sebagai maksimum. Dengan setiap penggandaan sensitiviti ISO, langkah teratas julat dinamik terputus, dan langkah yang selebihnya ditarik ke tempatnya. Inilah sebabnya mengapa menggunakan nilai ISO ultra tinggi tidak masuk akal. Dengan kejayaan yang sama, anda boleh mencerahkan foto dalam penukar RAW dan mendapatkan tahap hingar yang setanding. Perbezaan antara meningkatkan ISO dan mencerahkan imej secara buatan ialah apabila meningkatkan ISO, isyarat dikuatkan sebelum ia memasuki ADC, yang bermaksud bahawa hingar kuantisasi tidak dikuatkan, tidak seperti bunyi sensor sendiri, manakala dalam penukar RAW ia adalah tertakluk kepada amplifikasi termasuk ralat ADC. Di samping itu, mengurangkan julat pensampelan bermakna pensampelan yang lebih tepat bagi nilai isyarat input yang tinggal.
Ngomong-ngomong, menurunkan ISO di bawah nilai asas (contohnya, kepada ISO 50), tersedia pada sesetengah peranti, tidak sama sekali mengembangkan julat dinamik, tetapi hanya melemahkan isyarat sebanyak separuh, yang bersamaan dengan menggelapkan imej dalam penukar RAW. Fungsi ini malah boleh dianggap berbahaya, kerana menggunakan nilai ISO subminimum mencetuskan kamera untuk meningkatkan pendedahan, yang, sementara ambang ketepuan sensor kekal tidak berubah, meningkatkan risiko keratan dalam sorotan.
Julat Dinamik Benar
Terdapat beberapa program seperti (DxO Analyzer, Imatest, RawDigger, dll.) yang membolehkan anda mengukur julat dinamik kamera digital di rumah. Pada dasarnya, ini tidak begitu diperlukan, kerana data untuk kebanyakan kamera boleh didapati secara bebas di Internet, contohnya, di laman web DxOMark.com.
Patutkah kita mempercayai keputusan ujian tersebut? agak. Dengan satu-satunya kaveat bahawa semua ujian ini menentukan julat dinamik teknikal yang berkesan atau, boleh dikatakan, i.e. hubungan antara tahap tepu dan tahap hingar matriks. Bagi seorang jurugambar, perkara yang paling penting ialah julat dinamik yang berguna, i.e. bilangan zon pendedahan yang benar-benar membolehkan anda menangkap beberapa maklumat berguna.
Seperti yang anda ingat, ambang julat dinamik ditetapkan oleh tahap hingar fotosensor. Masalahnya ialah dalam amalan, zon bawah, yang secara teknikalnya sudah termasuk dalam julat dinamik, masih mengandungi terlalu banyak hingar untuk digunakan secara berguna. Di sini banyak bergantung pada rasa jijik individu - setiap orang menentukan tahap bunyi yang boleh diterima untuk diri mereka sendiri.
Pendapat subjektif saya ialah butiran dalam bayang-bayang mula kelihatan lebih kurang baik apabila nisbah isyarat-ke-bunyi adalah sekurang-kurangnya lapan. Atas dasar ini, saya mentakrifkan julat dinamik berguna sebagai julat dinamik teknikal tolak kira-kira tiga hentian.
Sebagai contoh, jika kamera DSLR, mengikut ujian yang boleh dipercayai, mempunyai julat dinamik 13 EV, yang sangat baik mengikut piawaian hari ini, maka julat dinamik bergunanya ialah kira-kira 10 EV, yang, secara amnya, juga agak baik. Sudah tentu, kita bercakap tentang penggambaran dalam RAW, dengan ISO minimum dan kedalaman bit maksimum. Apabila merakam JPEG, julat dinamik sangat bergantung pada tetapan kontras, tetapi secara purata anda harus melepaskan dua atau tiga hentian lagi.
Sebagai perbandingan: filem pembalikan warna mempunyai latitud fotografi berguna 5-6 hentian; filem negatif hitam dan putih memberikan 9-10 hentian dengan prosedur pembangunan dan percetakan standard, dan dengan manipulasi tertentu - sehingga 16-18 hentian.
Untuk meringkaskan perkara di atas, mari cuba rumuskan beberapa peraturan mudah, yang pematuhannya akan membantu anda memerah prestasi maksimum daripada penderia kamera anda:
- Julat dinamik kamera digital hanya boleh diakses sepenuhnya apabila merakam dalam RAW.
- Julat dinamik berkurangan apabila sensitiviti cahaya meningkat, jadi elakkan tetapan ISO tinggi melainkan perlu.
- Menggunakan kedalaman bit yang lebih tinggi untuk fail RAW tidak meningkatkan julat dinamik sebenar, tetapi ia meningkatkan pemisahan tona dalam bayang-bayang disebabkan oleh lebih banyak tahap kecerahan.
- Pendedahan ke kanan. Zon pendedahan atas sentiasa mengandungi maklumat berguna maksimum dengan bunyi bising yang minimum dan harus digunakan dengan paling berkesan. Pada masa yang sama, jangan lupa tentang bahaya keratan - piksel yang telah mencapai ketepuan sama sekali tidak berguna.
Dan yang paling penting: jangan terlalu risau tentang julat dinamik kamera anda. Julat dinamiknya baik. Keupayaan anda untuk melihat cahaya dan mengurus pendedahan dengan betul adalah lebih penting. Jurugambar yang baik tidak akan mengadu tentang kekurangan latitud fotografi, tetapi akan cuba menunggu pencahayaan yang lebih selesa, atau menukar sudut, atau menggunakan denyar, dalam satu perkataan, akan bertindak mengikut keadaan. Saya akan memberitahu anda lebih lanjut: sesetengah adegan hanya mendapat manfaat daripada fakta bahawa ia tidak sesuai dengan julat dinamik kamera. Selalunya banyak butiran yang tidak perlu hanya perlu disembunyikan dalam siluet hitam separa abstrak, yang menjadikan foto itu lebih singkat dan lebih kaya.
Kontras yang tinggi tidak selalunya perkara yang buruk – anda hanya perlu tahu cara untuk mengatasinya. Belajar untuk mengeksploitasi kekurangan peralatan serta kelebihannya, dan anda akan terkejut betapa banyak kemungkinan kreatif anda akan berkembang.
Terima kasih kerana memberi perhatian!
Vasily A.
Post scriptum
Jika anda mendapati artikel itu berguna dan bermaklumat, anda boleh menyokong projek tersebut dengan memberi sumbangan kepada pembangunannya. Jika anda tidak menyukai artikel itu, tetapi anda mempunyai pemikiran tentang cara untuk menjadikannya lebih baik, kritikan anda akan diterima dengan tidak kurang rasa terima kasih.
Sila ingat bahawa artikel ini tertakluk kepada hak cipta. Pencetakan semula dan petikan dibenarkan dengan syarat terdapat pautan yang sah kepada sumber dan teks yang digunakan tidak boleh diputarbelitkan atau diubah suai dalam apa jua cara.
