تحويل معدّل البيانات في الملف الصوتي

توضِّح هذه المقالة عملية تحويل معدل أخذ العينات، المعروفة أيضًا باسم إعادة أخذ العينات، في نظام التشغيل Android. للاطّلاع على المصطلحات ذات الصلة بتحويل معدّل أخذ العينات، راجِع المصطلحات.

تحويل معدّل أخذ العينات هو عملية تغيير بثّ عيّنات منفصلة من معدّل أخذ عينات إلى بثّ آخر بمعدّل أخذ عينات مختلف. محوِّل معدّل أخذ العينات أو أداة إعادة أخذ العينات هي وحدة تنفِّذ عملية تحويل معدّل أخذ العينات. في ما يتعلّق بجهاز إعادة أخذ العينات، يُطلق على البث الأصلي اسم إشارة المصدر، ويُطلق على البث الذي تم إعادة أخذ عيّنات منه اسم إشارة الوجهة.

يتم استخدام أدوات إعادة أخذ العينات في عدة مواضع في Android. على سبيل المثال، يمكن ترميز ملف MP3 بمعدّل بيانات في الملف الصوتي يبلغ 44.1 كيلوهرتز، ولكن يجب تشغيله على جهاز Android يتوافق مع الصوت بمعدل 48 كيلوهرتز. في هذه الحالة، سيتم استخدام إعادة تحليل إشارة ملف صوتي لزيادة معدل أخذ العينات في ملف MP3 الناتج من 44.1 كيلوهرتز إلى 48 كيلوهرتز في جهاز Android.

يمكن التعبير عن خصائص أداة إعادة أخذ العينات باستخدام المقاييس، بما في ذلك:

  • درجة الحفاظ على السعة الإجمالية للإشارة
  • درجة الحفاظ على عرض نطاق التردد للإشارة، مع مراعاة القيود المفروضة على معدّل أخذ العينات في المصرف
  • إجمالي وقت الاستجابة خلال عملية إعادة أخذ العينات
  • مرحلة متّسقة وتأخُّر المجموعة بالنسبة إلى التردد
  • التعقيد الحسابي، الذي يتم التعبير عنه بدورات وحدة المعالجة المركزية أو استهلاك الطاقة
  • النسب المسموح بها لمعدّلات أخذ العينات في المصدر والوجهة
  • إمكانية تغيير نسب معدّل أخذ العينات بشكل ديناميكي
  • تنسيقات عيّنات الصوت الرقمية المتوافقة

يجب أن يحافظ مُعاد أخذ العينات المثالي على سعة تردد إشارة المصدر وamplitude (وفقًا لقيود معدّل أخذ العينات في جهاز الاستقبال)، وأن يحقّق تأخيرًا متسقًا بأقل قدر ممكن، وأن يحقّق كثافة حسابات منخفضة، وأن يسمح بنسب تحويل عشوائية وديناميكية، وأن يتوافق مع جميع تنسيقات عيّنات الصوت الرقمية الشائعة. من الناحية العملية، لا تتوفّر أدوات إعادة تحليل مثالية، لأنّ أدوات إعادة التحليل الفعلية هي حل وسط بين هذه الخصائص. على سبيل المثال، تتعارض أهداف الجودة المثالية مع التأخير القصير وانخفاض التعقيد.

يتضمّن Android مجموعة متنوعة من أدوات إعادة تحليل الصوت، بحيث يمكن إجراء التنازلات المناسبة حسب حالة استخدام التطبيق وحمولته. يتم شرح أدوات إعادة التحليل المتاحة في تنفيذ أدوات إعادة التحليل.

عمليات تنفيذ إعادة أخذ العينات

تتغيّر عمليات تنفيذ إعادة أخذ العينات المتاحة بشكل متكرّر، وقد تُخصّصها المصنّعون الأصليون للأجهزة. تشمل أدوات إعادة أخذ العينات التلقائية، بترتيب تنازلي حسب تشويه الإشارة وترتيب تصاعدي حسب الصعوبة الحسابية:

  • خطي
  • مكعّب
  • دالة sinc مع المعاملات الأصلية
  • sinc مع المعاملات المعدَّلة

بشكل عام، تكون أدوات إعادة التحليل sinc أكثر ملاءمةً لتشغيل الموسيقى بجودة أعلى، ويجب حجز أدوات إعادة التحليل الأخرى للحالات التي تكون فيها الجودة أقل أهمية (قد يكون أحد الأمثلة على ذلك "نقرات المفاتيح" أو ما شابه).

يعتمد التنفيذ المحدّد لمعدّل إعادة أخذ العينات الذي تم اختياره على حالة الاستخدام والحمل وقيمة سمة النظام af.resampler.quality. لمعرفة التفاصيل، يُرجى الرجوع إلى رمز المصدر الخاص بإعادة تحليل الصوت في AudioFlinger.