Аналого-цифровое преобразование аудио сигналов. Вологдин Э.И. - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

26
Надо отметить, что в звуковом редакторе WavLab в технологии dithering исполь-
зуется шум с равномерной спек-
тральной плотностью в диапазоне от
20 до 22 кГц, поэтому шум кванто-
вания почти не слышен.
Применение в технологии dither-
ing шума для декорреляции ошибок
квантования неизбежно сопровожда-
ется ухудшением объективных характеристик ИКМ тракта: шум на выходе квантователя
увеличивается, а значение SNR уменьшается.
В табл.4.1. приведены пиковые значения белого шума с широко известными функ-
циями PDF, которые в технологии Dithering обеспечивают преобразование дискретного
спектра ошибок квантования в белый шум. Как видно из таблицы, это достигается при
различных мощностях шума и сопровождается заметным ухудшением SNR.
Если при реквантовании используется операция округления rounding, то для декорре-
ляции ошибок квантования с помощью шума с прямоугольной функцией PDF достаточно,
чтобы его пиковые значения достигали половины кванта. Если же применяется техноло-
гия truncating, то для декорреляции ошибок требуется в 4 раза увеличить мощность вво-
димого шума с тем, чтобы пиковые значения шума достигали 1 кванта. Шум с такими ха-
рактеристиками используются в звуковых картах фирмы Sound Forge при выполнении
операций реквантования звуковых фонограмм.
Когда спектр шума определяется только ошибками квантования расчетная формула
для SNR имеет вид
s
SNR 6.02q L
,
где
q
число разрядов,
s
L
уровень сигнала в дБ. Значение SNR максимально при
s
L
равном нулю. Уровень спектральной плотности мощности шума квантования
n
L
не зави-
сит от уровня сигнала и определяется равенством
10
n max max
L SNR log( F )
.
По этим формулам несложно рассчитать, что при 8 разрядном кодировании
max
SNR 48 dB
и
, а при уровне ЗС минус 40 дБ SNR уменьшается до 8
дБ.
На рис. 4.6 . показано как при использовании технологии Dithering с прямоугольным
законом распределения шума видоизменяются осциллограмма реквантованного сигнала
и значение SNR . Исходный 16-ти разрядный сигнал с уровнем минус 40 дБ синусоидаль-
ный, а при реквантовании
16 8
бит его форма сильно искажается и появляется посто-
янная составляющая, обусловленная отбрасыванием при реквантовании 8 младших раз-
рядов. При этом значение SNR понижается на 5,2 дБ по отношению к расчетному зна-
нию 8 дБ.
Таблица 4.1. Характеристики шума
Вид функции
PDF
Пиковые
значения
Мощность
шума
Уменьшение
SNR, дБ
Прямоугольный-R
0,5Q
Q
2
/12
-3
Прямоугольный-R1
Q
Q
2
/3
-6
Треугольный-T
Q
Q
2
/6
-4,77
Гаусса-G
1,5Q
Q
2
/4
-6
Рис.5.6. Осциллограммы реквантования сигнала 1000 Гц с уровнем минус 40 дБ
16 8 бит Dither SF R
Исходный сигнал16 бит

Страницы