Составители:
Рубрика:
31
числом кратных и субкратных частот, особенно на высоких частотах, наиболее
характерным искажением является звук в виде рокота. На музыкальных сигналах с 8-
разрядным квантованием этот рокот воспринимается как «грязное звучание» или
дробовой шум. При 16-разрядном квантовании ни на тестовых синусоидальных
сигналах, ни на музыке ошибки квантования практически не слышны.
5. Специальные аудио технологии
5.1. Технология Dithering
Особенности цифрового звука. Цифровой звук формируется с помощью
квантователя с принципиально нелинейной передаточной функцией в виде лестницы
(рис 5.1.). По этой причине порождаются детерминированные ошибки квантования
звуковых сигналов (ЗС), спектр и характер звучания которых зависит как от
коэффициента кратности частоты ЗС и частоты дискретизации, так и от вида самого
ЗС. Спектр может быть гармоническим, субгармоническим и близким к белому шуму.
На слух эти ошибки наиболее часто воспринимаются в виде неприятного ощущение
грязного звука.
Округление цифровых данных при квантовании может производиться по двум
алгоритмам: до ближайшего двоичного значения или к меньшей величине. Первый
алгоритм принято называть rounding, второй - truncating. При аналого-цифровом
преобразовании на основе импульсно-кодовой модуляции используется первый
алгоритм округления, который реализуется путем смещения шкалы квантования
(рис.5.1). В этом случае выходной сигнал квантователя симметричен относительно оси
времени, и квантование осуществляется с порогом, равным 0,5 шага квантования Q.
Пока входной сигнал меньше этого порога выходной
сигнал квантователя равен нулю, это значит, что
квантование осуществляется с центральной отсечкой.
Выше порога квантования выходной сигнал имеет вид
последовательности импульсов со скважностью,
зависящей от уровня ЗС.
Ситуации, когда входной сигнал может быть ниже
порога квантования, возникают при реверберации звука
и отражении звуковых колебаний, которые очень
медленно затухают по амплитуде, но несут важную
акустическую информацию об объеме помещении, где
происходит звукозапись. При квантовании эта
информация частично теряется и пространственное
восприятие звука сильно искажается.
Величина ошибок квантования определяется только
числом используемых двоичных разрядов
q
, и, следовательно, выбранным шагом
квантования
Q
. При выбранном числе разрядов эффективное значение ошибок
квантования не зависит от уровня ЗС и определяется равенством
0,289
=
qef
E Q
Поэтому в цифровом звуке, в отличие от аналогового, чем меньше уровень ЗС тем
относительные искажения квантования больше, а при уровне ЗС близком к 0,5
кванта они достигают 100%. Искажения, вызванные ошибками квантования, уверенно
заметны на слух уже при 8-разрядном кодировании, хотя при этом величина
искажений не превышает 0,5%. Это значит, что при 16-ти разрядном кодировании,
используемом при записи CD, реальный динамический диапазон цифрового звука не
превышает 48 дБ, а не 96 дБ, как это пишется в рекламе.
Рис. 5.1. Передаточные
функции квантователя
Q / 2
−
Вход
Выход
Выход
Q
Q
rounding
truncating
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- …
- следующая ›
- последняя »
