Основы цифровой записи звука

Важнейшим требованием к системам звукозаписи является необхо­димость обеспечения заданного динамического диапазона 4-дин в широком спектре звуковых частот при наличии значительных акустических помех.

Динамический диапазон натурального звука определяется вы­ражением — болевой порог; р_о — давление, соответствующее порогу слышимости.

Мак­симальный динамический диапазон, достигаемый в канале аналоговой записи звука, даже со средствами шумоподавления обычно не превышает 70 дБ. Больший диапазон (свыше 100 дБ) достигается в цифровых системах записи. В этом случае практически исключаются нелинейные искажения (составляют не более 0,05 %) и детонация звука. Поэтому для высококачественной записи и воспроизведения звука все чаще используются именно цифровые системы.

Во всех системах звукозаписи звуковой сигнал записывается аналоговы­ми средствами. В цифровых системах аналоговый сигнал затем преобразу­ется в цифровую форму. Это преобразование описывается двумя основными параметрами: разрешением (квантованием по уровню) и частотой дискрети­зации f_д (определяющей квантование по времени). Разрешение определяется необходимым динамическим диапазоном воспроизводимого сигнала.

Оптические локационные системы

Оптические локационные системы (ОЛС) предназначены для получения информации об объекте на основании анализа его оптических параметров в диапазоне видимых, ультрафиолетовых, инфракрасных и рентгеновских волн. Такими параметрами являются спектральные и фотометрические характеристики, зависящие от строения и рельефа поверхности объекта, его температуры и агрегатного состояния, а также от длины волны и угла паде­ния излучения.

Поэтому все ОЛС можно разделить на два больших класса:

· системы локации

· сис­темы технического зрения.

Первые используют главным образом в задачах навигации и измерения, вторые — в задачах, связанных с получением и ана­лизом образа объекта. ОЛС обеспечивают высокую точность измерения размеров объектов, расстояний и скоростей.

ОЛС подразделяют по трем основным признакам:

· по принципу локации — активные и пассивные;

· по типу первичного преобразователя — вакуумные, оптронные и ла­зерные;

· по взаимному расположению объекта и его изображения — каллиматорные (объект и его изображение находятся в бесконечности), телескопи­ческие (в бесконечности расположен только объект), проекционные (в бес­конечности находится только изображение) и фокусирующие (объект и его изображение расположены на конечном расстоянии).

Основы оптической локации

Большинство используемых в робототехнике ОЛС, а также системы тех­нического зрения (СТЗ) функционируют в диапазоне видимого света. Излу­чение субъективно описывается двумя переменными: яркостью (амплитудой сигнала) и цветом (длиной волны). Информация о яркости применяется во всех ОЛС, о цвете — только в СТЗ.

Оптическое излучение создается благодаря колебаниям большого числа элементарных осцилляторов. Излучения с X = 380...750 нм образуют види­мый свет. Источники света принято разделять на когерентные и некогерен­тные. В некогерентных источниках (естественных, а также вакуумных и оп- тронных) различные атомы активного вещества излучают волны, фазы и направления полей которых независимы и случайным образом изменяются во времени.

Зависимости для определения скорости распространения и длины свето­вых волн в среде имеют следующий вид:

где п — показатель преломления среды (п > 1); f— частота излучения.

Для оценки светового излучения применяются энергетические и свето­технические (визуальные) характеристики. Первые используют, как прави­ло, для излучений, которые лежат за пределами видимого спектра, вторые служат для описания процессов, протекающих в диапазоне видимого света и воспринимаемых глазом.

Различают следующие основные характеристики светового излучения:

· энергия излучения (энергетическая в джоулях и светотехническая в люмен-секундах);

· световой поток (энергетический в ваттах и светотехнический в

· люменах, причем I Вт излучения с X = 5,55 • 10 м соответствует 683 лм);

· сила света — телесный угол (энергетическая в ваттах на стерадиан и светотехническая в канделах);

· освещенность (энергетическая в ваттах на квадратный метр и светотехническая в люксах);

· яркость (интенсивность) — площадь ортогональной проекции светящегося элемента поверхности сЬ (энергетическая в ваттах на стерадиан-квадратный метр и светотехническая в канделах на квадратный метр).

Способность глаза реагировать на изменение яркости в очень большом диапазоне получило название зрительной адаптации.