äänisignaaleissa

Äänisignaali on signaali, joka kuvaa ääniaaltojen muuttumista ajan kuluessa. Sille voidaan katsoa kahta päämuotoa: analoginen signaali, jossa arvo vaihtelee jatkuvasti, ja digitaalinen signaali, jossa muutokset tallennetaan näytteinä numeerisessa muodossa. Äänisignaalit voivat edustaa puhetta, musiikkia tai muita äänihäiriöitä, ja ne kattavat kuulon alueen noin 20 Hz–20 kHz.

Analogiset äänisignaalit syntyvät tyypillisesti mikrofoneista tai vastaavista transduktoreista, jotka muuttavat ilmavärähtelyn sähkökenttämuutoksiksi. Digitaalinen äänisignaali syntyy, kun tämä sähköinen signaali näytteistetään ja tallennetaan numeerisesti. Kumpikin muoto voidaan siirtää ja käsitellä erilaisissa laitteissa, kuten tallennusjärjestelmissä, prosessointipiireissä ja toistolaitteissa.

Ominaisuuksiltaan äänisignaalit voidaan tarkastella sekä ajassa (aika-domain) että taajuudessa (taajuus-domain). Aika-domain kuvaa signaalin hetkittäisiä arvoja s(t); taajuus-domain kuvaa signaalin energian jakautumista eri taajuuksille. Fourier'n muunnos ja spektrianalyysi ovat keskeisiä työkaluja signaalin taajuusrakenteen ymmärtämiseksi.

Näytteistäminen ja digitaalinen tallennus perustuvat näytteenottoteoreemaan: tallentamiseen tarvitaan riittävän suuri näytteenottotaajuus, jotta signaali voidaan reconstructioida mahdollisimman tarkasti. CD-äänitteissä käytetään 44,1 kHz:n näytteenottotaajuutta ja 16-bitin syvyyttä, kun taas ammattikäytössä yleisiä arvoja ovat 48–192 kHz ja 24-bittinen syvyys.

Äänisignaalien tallentamiseen ja käsittelyyn käytetään sekä epäpakattuja PCM-formaatteja (kuten WAV, AIFF) että pakattuja/ häviöllisiä muotoja (kuten MP3, AAC). Keskeisiä haasteita ovat kohina, särö, aliaseding ja latenssi sekä dynamiikan hallinta.