소리 데이터

소리를 구성하는 요소로는 주파수, 진폭, 음색이 있다.

 

주파수는 1초에 반복되는 주기의 횟수를 말하며, 음의 높낮이를 말한다. 주파수가 높을수록 고음이 되며, 단위는 헤르츠(Hz)를 사용한다.

 

진폭은 소리의 세기를 나타내는 요소로, 진폭이 클수록 소리가 커진다. 단위는 데시벨(dB)을 사용한다.

 

음색은 음파의 특성을 나타내는 것으로 같은 음을 나타내는 악기의 소리지만 서로 다른 느낌이 여기에 해당된다. 예를들어 같은 주파수와 진폭을 가진 피아노와 바이올린은 전혀 다른 소리인 것이 음색이 다르기 때문이다.

 

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현실 세계의 소리는 아날로그이다. 이 아날로그 신호를 컴퓨터의 2진수로 바꾸는 과정을 크게 3가지로 나눌 수 있다.

 

1. 표본화

표본화는 아날로그 신호를 일정한 시간 간격으로 잘라서 각 시간 간격마다 그 시간에 해당되는 진폭의 크기를 구한것으로, 간격이 넓을수록 음질이 떨어진다.

2. 양자화

양자화는 표본화에 의해 얻은 표본값을 디지털화할 수 있는 값으로 처리하는 과정이다. 신호의 크기를 몇 비트의 크기로 표현할 것인가를 결정하는 단계로 4비트로 양자화 하면 신호의 진폭을 16단계로 표현되며, 16비트로 양자화하면 신호의 진폭을 65,536(2^16)단계로 표현된다.

 

3. 부호화

부호화는 양자화된 신호들을 2진수로 표현한 것으로, 신호의 크기가 5인경우 4비트로 표현하면 0101이 된다.

(아래 예시에서는 편의를 위해 소수점을 제거한 후 2진수로 표현하였다.)