Καθορισμός παραμέτρων πιστής αναπαραγωγής ήχου

Σωτηρόπουλος, Αθανάσιος; Sotiropoulos, Athanasios

dc.contributor.author	Σωτηρόπουλος, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Sotiropoulos, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2017-04-28T08:03:08Z
dc.date.available	2017-04-28T08:03:08Z
dc.date.issued	2017-04-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44825
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13911
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ήχος	el
dc.subject	Πιστότητα ήχου	el
dc.subject	Ακουστική	el
dc.subject	Ψηφιακή κωδικοποίηση του ήχου	el
dc.subject	Ηχοσυστήματα	el
dc.subject	Sound	en
dc.subject	Audio fidelity	en
dc.subject	Acoustics	en
dc.subject	Digital audio encoding	en
dc.subject	Audio systems	en
dc.title	Καθορισμός παραμέτρων πιστής αναπαραγωγής ήχου	el
dc.title	High fidelity reproduction of sound: determination of the required parameters	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	High-fidelity sound systems	en
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85060673
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-02-10
heal.abstract	Με τον όρο πιστότητα εκφράζεται παραδοσιακά η αρετή ενός ανθρώπου να είναι έμπιστος έναντι των άλλων. Στα αγγλικά, ο αντίστοιχος όρος είναι «Fidelity», από την Λατινική λέξη «fidēlis» που σημαίνει «έμπιστος». Στο χώρο της επιστήμης, η πιστότητα ορίζεται ως ο βαθμός στον οποίο μία μοντελοποίηση ή προσομοίωση αναπαράγει την κατάσταση και συμπεριφορά ενός πραγματικού φυσικού φαινομένου. Για αυτό το λόγο η πιστότητα μεταφράζεται συχνά και ως «βαθμός ομοιότητας». Σε ό,τι αφορά στο χώρο του ήχου και της ακουστικής, πιστότητα είναι η ιδιότητα μίας πηγής ήχου να αναπαραγάγει ήχο «πιστό» ως προς την αρχική του πηγή. Η πιστή αναπαραγωγή ενός ηχητικού σήματος αποτελεί το αντικείμενο της παρούσης ανάλυσης. Συγκεκριμένα, η εργασία αυτή επικεντρώνεται τόσο σε σύγχρονες όσο και σε ιστορικές τεχνολογίες και επιπλέον σε παραμέτρους, μετρήσεις και πρακτικές που διασφαλίζουν την πιστή αναπαραγωγή του ήχου. Το πρόβλημα που παρατηρείται σήμερα είναι πως, παρά τη μεγάλη εξέλιξη στο χώρο της επιστήμης και της τεχνολογίας, ολοένα και περισσότεροι καταναλωτές προτιμούν τη χρήση τεχνολογιών που δεν διασφαλίζουν την πιστή αναπαραγωγή του ήχου. Μόνο μικρά ποσοστά του κοινού θεωρούν σημαντική παράμετρο την πιστότητα του ήχου κι ακόμη μικρότερα είναι τα ποσοστά εκείνων που την επιζητούν. Στατιστικές μελέτες, όπως αυτή της Αμερικανικής εταιρίας Atenga και του Καθηγητή μηχανικής ήχου, Trevor Cox του πανεπιστημίου του Salford στο Manchester, υποδεικνύουν ότι η πλειοψηφία του καταναλωτικού κοινού δεν επικεντρώνεται σε θέματα πιστότητας κατά την ακρόαση μουσικής και άλλων ήχων. Επί παραδείγματι, η δημοφιλέστερη ψηφιακή διαδικτυακή υπηρεσία διανομής μουσικής της Αμερικής, που ονομάζεται «Pandora» (Πανδώρα), αριθμεί πάνω από 250 εκατομμύρια χρήστες, παρότι παρέχει τη σχετικά χαμηλότερη σε πιστότητα ψηφιακή κωδικοποίηση ήχου από τους ανταγωνιστές της (κωδικοποίηση τύπου «AAC+» με 64kbps ρυθμό μετάδοσης bits). Η ψηφιακή κωδικοποίηση του ήχου περιγράφεται λεπτομερώς στο 6ο κεφάλαιο. Ο χώρος της αναπαραγωγής του ήχου εμφανίζει μεγάλη υστέρηση σε σχέση με το χώρο της οπτικής και της αναπαραγωγής εικόνων. Στο χώρο της εικόνας, παρουσιάζεται αλματώδης εξέλιξη των τεχνολογιών υψηλής ευκρίνειας και πιστότητας και αντίστοιχα υψηλή αποδοχή από το ευρύ καταναλωτικό κοινό. Η αποδοχή αυτή δεν παρατηρείται ως προς τις τεχνολογίες του ήχου, παρότι η ακοή αποτελεί μία εξίσου σημαντική αίσθηση με την όραση. Τα αίτια αυτού του φαινομένου συνδέονται με τη εξέλιξη του ανθρώπινου είδους, καθώς και τη λειτουργία του εγκεφάλου, και αναλύονται στο 2ο κεφάλαιο. Βιομηχανίες, όπως εκείνη του κινηματογράφου, προσπαθούν να εξελίξουν παράλληλα τις τεχνολογίες των δύο αυτών χώρων (του ήχου και της εικόνας). Στο χώρο της Ιατρικής, επίσης διεξάγονται μελέτες για την πιστή αναπαραγωγή του ήχου, όπως αυτές που αφορούν στα κοχλιακά εμφυτεύματα σε ασθενείς που πάσχουν από σοβαρή ως βαρεία ακουστική απώλεια. Η σύγχρονη ψηφιακή τεχνολογία μικροεπεξεργαστών και αλγορίθμων επιτρέπει τη βελτίωση της πιστότητας σε πολλές τέτοιες ηχητικές εφαρμογές, παρότι στα πρώτα της βήματα είχε κατηγορηθεί για το αντίθετο. Το τεχνολογικό υπόβαθρο για τη διασφάλιση της πιστής αναπαραγωγής του ήχου υφίσταται. Εντούτοις, υπάρχει έλλειψη σχετικής ενημέρωσης κι εξοικείωσης του κοινού με τη σχετική τεχνολογία. Αντίθετα, παρατηρείται παραπληροφόρηση και διαφήμιση παραγόντων, οι οποίοι δεν επικεντρώνονται στην πιστότητα του ηχητικού εξοπλισμού και των ηχοσυστημάτων, αλλά σε άλλα εμπορικά χαρακτηριστικά, όπως η σχεδίαση (design). Κάθε σύστημα, που εκτελεί λήψη, καταγραφή, επεξεργασία, διανομή και αναπαραγωγή ήχου, μπορεί να μελετηθεί ως μία αλυσίδα εν σειρά συνδεδεμένων υποσυστημάτων. Κάθε υποσύστημα έχει τα δικά του ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, που μπορούν να συμβάλλουν στη διασφάλιση της πιστότητας του ήχου. Βεβαίως, κάθε σύστημα και υποσύστημα έχει και αδυναμίες ή περιορισμούς, που δυνητικά δύνανται να αλλοιώσουν την πιστότητα. Στα πλαίσια της παρούσης ανάλυσης, θα επιχειρηθεί να καταδειχθούν οι ιδιαιτερότητες και οι αδυναμίες κάθε τέτοιου συστήματος και να προταθούν τεχνικές για τη βελτίωσή τους. Επίσης, γίνεται σύγκριση μεταξύ των διαφόρων τεχνολογιών αναπαραγωγής του ήχου, ως προς την πιστότητα, λαμβάνοντας υπόψιν πειραματικά ευρήματα, δοκιμές (testing), καθώς και στατιστικές μελέτες. (el)	el
heal.abstract	The term “fidelity” refers to the virtue of faithfulness or loyalty. It is derived from the Latin word fidēlis, meaning “faithful” or “loyal”. In Science, it denotes how closely a model or simulation, reproduces its source, e.g. an object or condition. Thus, fidelity expresses the degree of similarity between a simulated and a real source. In the field of acoustics and sound, the term fidelity describes the potential of an audio source to reproduce a high-quality sound, very similar to that produced by an original sound source. The present analysis aims at exploring a broad spectrum of these very issues. Specifically, this work focuses on the past and contemporary technologies and the parameters, measurements and procedures that ensure the maximum possible high quality reproduction of sound. The main problem noticed today, is, that albeit the development of hi-tech appliances, the consumers show a preference for low quality sound reproduction systems. It is noteworthy that just a small number of customers are interested in high quality sound sources. Statistical studies, like that of the American company Atenga and Professor’s Trevor Cox (audio engineer) at the University of SalfordManchester, suggest that the majority of the consumers do not focus on fidelity when listening to music. Indicatively, “Pandora”, the most popular American Internet music distribution network, serves 250 million users, although it provides them with a much lower fidelity digital audio encoded format compared to its competitors (Advanced Audio Codec plus “AAC+”, at 64kbps bitrate). Digital audio encoding is extensively described in Chapter 6. It is noteworthy that the field of reproduction of sound lags far behind the respective areas of optics and visual reproduction. Especially in the field of images transmission and reproduction, a tremendous progress has been made with respect to high resolution and fidelity technologies, which have attracted the vivid interest of the general public. Conversely, this is not the case with sound reproduction technologies, although hearing is a sense equally important to vision. In Chapter 2, an effort has been made to analyze the causes of this phenomenon, which is thought to be due to the human evolution process and brain functions. Industries, like the film industry, are attempting to evolve both of these technologies (sound and vision), in parallel. In the medical field, the high-fidelity reproduction of sound has also attracted the interest of scientists, especially those working in the area of cochlear implants to patients suffering from serious hearing problems. The current digital microprocessors and algorithms technology has helped to develop such high fidelity devices, which at early stages, though, were considered as poor quality systems. Nowadays, the state of the art technology in high-quality sound reproduction devices is a fact. However, there is lack of information and public familiarization with this type of technology. Conversely, there is lots of misinformation and advertisement of parameters, which are not related with the high-fidelity issues of the commercially available sound devices, but with other characteristics, like their design, for example. Any reception, recording, data processing, distribution and sound reproduction system, can be viewed and studied as a unit comprised of, in-series connected, subsystems. Every subunit has its own specific characteristics, which play a key role in the assurance of high-fidelity audio reproduction. Needless to Title: High fidelity reproduction of sound: determination of the required parameters Abstract 8 say, that there are no ideal systems and subsystems and all have limitations, which negatively affect the quality of sound. In the context of the present work, an attempt has been made to expose the distinctiveness and the weaknesses of such systems and propose the appropriate techniques for their improvement. To this end, the currently available sound reproduction technologies are described and compared, on the basis of their respective fidelity, taking into account experimental findings, tests and statistical studies.	en
heal.advisorName	Καμπουράκης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Καμπουράκης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κουκούτσης, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Λούμος, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	340 σ.
heal.fullTextAvailability	true