Digitaalne heli: erinevus redaktsioonide vahel

Digitaalset helitehnoloogiat kasutatakse tänapäeval heli, sh muusika, raadiosaadete, heliefektide ja muu lindistamiseks, töötlemiseks, masstootmiseks, levitamiseks ja salvestamiseks. Kaasaegne internetipõhine muusika levitamine toimib digitaalsalvestustedigitaalsalvestiste ja andmete pakkimise põhjal. 

Analoogsalvestusseadmed nagu fonograaf kujutavad lainekuju otse, kasutades soone sügavust plaadil või magneetumuse ulatust lindi puhul. Analoogsalvestised suudavad taastekitada märkimisväärseid erinevaid helisid, kuid ta kannatab ka müraprobleemide all. Iga kord, kui analoogsalvestist kopeeritakse, tekib sinna rohkem müra, mis vähendab salvestusesalvestise kvaliteeti. Seda müra saab vähendada, kuid mitte täielikult kõrvaldada.

Digitaalsalvestus toimib erinevalt: lainekujust võetakse perioodiliselt hetkväärtused, millele seatakse vastavusse täpsed arvud. Digitaalsete salvestusteDigitaalsalvestiste kvaliteet, olgu nadneed siis salvestatud kas kompaktkettalekompaktkettal (CD), digitaalhelikassettiledigitaalhelikassetil (DAT) või siis arvutissearvutis, ei lange aja jooksul ning neid salvestusisalvestisi on võimalik täiuslikult kopeerida, ilma kopeerimise käigus uut müra tekitamata.

Lisaks on võimalik digitaalse helidigitaalheli korral kasutada mitmeid digitaalseid efekte, näiteks simuleerida kaja, tuua esile teatud sagedusi või muuta helikõrgust.

Digitaalse helisalvestusehelisalvestise kvaliteet sõltub suuresti kahest tegurist: diskreetimissagedusest ja bitisügavusest. Diskreetimissageduse suurendamine parandab salvestusesalvestise kvaliteeti, kuid suurendab ühtlasi kasutatavat andmemahtu.

Inimkõrv on tundlik helidele vahemikus umbes 20 Hz kuni– 20 000 Hz. Helid väljaspool neid piire ei ole kuuldavad. Seetõttu on diskreetimissagedus 40 000 Hz absoluutne miinimum, esitamaks kõiki inimesele kuuldavaid helisid. Kõrgemaid sagedusi kasutatakse tavaliselt Nyquisti sageduse ümber tekkiva sakilisuse filtreerimiseks. Seda nimetatakse ülediskreetimiseks.

Heli kandvad CD plaadid kasutavad diskreetimissagedust 4410044 100 Hz. Inimkõne on arusaadav isegi siis, kui kõik sagedused üle 4000 Hz eemaldada. Telefonid edastavad ainult sagedusi vahemikus 200 Hz ja– 4000 Hz. Seetõttu on levinud diskreetimissageduseks 8000 Hz, mida nimetatakse vahepeal kõnekvaliteediks. Tasub märkimist, et Nyquisti sagedusel on tarvis väga järsku filtreerimist, et signaale sellest piirist kõrgemal ei teisendataks tagasi kuuldavale sagedusele ja ei tekiks sakilisusest tulenevaid moonutusi.

Kõige tavalisemateks diskreetimissagedusteks  hertsides on 8000, 1600016 000, 2205022 050, 4410044 100, 4800048 000, 9600096 000 ja 192000192 000. Diskreetimissagedustest räägitakse ka kilohertsides. Niisiis ühikutes kHz on levinumad sagedused 8 kHz, 16 kHz, 22.,05 kHz, 44.,1 kHz, 48 kHz, 96 kHz ja 192 kHz.

Tasub märkimist, et riistvara ja sisend-väljund muundurite suutlikkuse tõttu on dünaamilisel diapasoonil praktilised piirangud. Nende tõttu on 16-bitise sügavuse korral praktiline piir pigem 90 dB kandis. Mõned formaadid, nagu näiteks ADPCM, kasutavad kokkusurutud 4-bitiseid diskreete, imiteerimaks 16-bitist heli. Audio-CD plaadid ja enamik heliformaate kasutavad 16-bitiseid täisarve. Kõrval oleval pildil (Pilt 3) vasakul pool on madala bitisügavusega formaat ja paremal on formaat rohkemate bittidega. Kui mõelda diskreetimissagedusest kui vahest vertikaalsete joonte vahel graafikul, siis bitisügavus on vahe horisontaalsete joonte vahel.

Helifailid on väga suured. Pakkimata helifaili suuruse määramiseks tuleb korrutada diskreetimissagedus (nt 4410044 100 Hz) bitisügavusega (nt 16 bitti), audiokanalite arvuga (stereo puhul 2) ja sekundite arvuga. Täielikult täis kirjutatud 74 minutiline stereo audio CD kasutab üle 6 miljardi biti. Jagades selle arvu kaheksaga, jõuame baitide arvuni. Audio CD plaat mahutab natuke alla 800 megabaidi (MB).

Kuna digitaalsed helifailid on nii suured, kasutati tüüpiliselt kus vähegi võimalik vähendatud diskreetimissagedusega helifaile. See muutus aastal 1991, kui tuli välja MP3 (MPEG I, layer 3) standard. MP3 on kadudega pakkimismeetod, mis võib oluliselt vähendada helifaili mahtu üllatavalt väikese mõjuga heli kvaliteedile. Üks sekund CD-kvaliteediga heli võtab enda alla 1.,4 megabitti, samas kui levinud bitisagedus MP3 failide jaoks on 128 kbpskbit/s, mis on üle 10x väiksem! MP3 "viskab ära" lainekuju puudutavaid detaile, millele inimesed ei ole eriti tundlikud. Kõik MP3 -failid ei ole samasugused; erinevad psühhoakustilised mudelid inimestest viivad erinevate tajutavate moondusteni.

Heade kõlaritega suudab enamik inimesi teha vahet 128 kbpskbit/s MP3 formaadil-vormingul ja tihendamata CD kvaliteediga helifailil. 256 kbpskbit/s ja 320 kbpskbit/s MP3 -failid on populaarsemad audiofiilide seas, kes soovivad kõrgemat helikvaliteeti.

Kadudeta tihendus vähendab faili suurustmahtu ilma kvaliteeti kaotamata. Seda näiliselt maagilist meetodit failisuurusefailimahu vähendamiseks on võimalik rakendada ka helifailidele. Kui MP3 kasutab kadudega pakkimist, siis on uuemad pakkimisalgoritmid nagu näiteks FLAC ja Apple Lossless compression suutelised looma kadudeta tihendatud helifaile.

Kadudeta heliformaatehelivorminguid kasutatakse enamasti kas tootmiseks või arhiveerimiseks, samas kui väiksemaid kadudega helifaile kasutatakse tavaliselt kaasaskantavates mängijates, kus on salvestusruum piiratud või on ebavajalik heli täpselt esitada.<ref>{{Netiviide|Autor=|URL=http://manual.audacityteam.org/man/digital_audio.html|Pealkiri=Digital Audio Fundamentals|Väljaanne=|Aeg=|Kasutatud=}}</ref>