Компьютерный практикум по цифровой аудиотехнике. Вологдин Э.И. - 92 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

92
max min
( ) ( )
in in
U i U i
L
На рис.8.5. иллюстрируется неравномерное квантование линейно нарастающего
напряжения
lin
U
. Функция
()
out
Ui
не квантованный сигнал на выходе компрессора,
функция
()
outQ
UK
квантованный сигнал. Как видно, первый шаг квантования равен 1,
чем больше уровень входного сигнала компрессора, тем больше шаг квантования
i
.
В схеме на рис.8.5 используется линейный квантователь с передаточной
характеристикой Tread Mid , осуществляет квантование сигналов с уровнем выше
половины шага квантования. В этом квантователе число уровней квантования от пика до
пика
q
N
всегда нечетное, и связано с числом разрядов
q
равенством
Зависимость отношения сигнал/шум (SNR) от числа разрядов рассчитывается по
формуле
6,02 1,76SNR q
Число уровней квантования может быть от 3 до 65535 с
числом разрядов в выборках от 2 до 16. В табл.8.2 приведены
возможное число уровней квантования и соответствующие им
число разрядов и SNR. Допустимое значение SNR
определяется заданной скоростью цифрового потока от 32 до
192 кбит/с, чем скорость меньше, тем меньше может быть
SNR.
При компрессировании с использованием
психоакустической модели квантуются только сигналы,
уровень которых в полосах превышает порог слышимости,
определяемый как абсолютным порогом, так и порогом
слышимости, связанным с частотной и временной
маскировкой.
В формате MP3 число используемых уровней
квантования разное для различных диапазонов частот. В
диапазоне от 0 до 2250 Гц используется квантование с числом уровней от 3 до 32767 с
выборками от 2 до 15 бит. Выше 2250 Гц число уровней понижается, и в верхнем участке
звукового диапазона от 16500 до 19500 Гц оно равно 3 или 5. На частотах выше 19500 Гц
квантование вообще не производится (табл.8.3).
Необходимость использования на низких частотах квантования с большим числом
уровней, связано с тем, что в формате MP3 на этих частотах абсолютный порог
слышимости не вычисляется из-за низкой разрешающей способности БПФ. В диапазоне
2250…7500 Гц наиболее сильно проявляется эффект частотной маскировки, поэтому
динамический диапазон слышимых сигналов понижается и требуется меньшее число
уровней квантования. Выше частоты 7500 Гц достаточно резко поднимается
абсолютный порог слышимости, динамический диапазон слышимых сигналов быстро
уменьшается до 10…20 дБ, поэтому вполне достаточно 3 или 5 уровней квантования.
В формате MP3 предусмотрена возможность компрессирования звука без
использования эффекта порога слышимости, в этом случае во всем звуковом диапазоне
число уровней квантования равно 65535 (16 разрядное кодирование). При этом
компрессирование осуществляется только благодаря субполосному кодированию,
оптимизации квантования и упаковки цифровых данных
Табл. 8.2. Квантование
q
N
q
,SNR dB
3
2
7,00
5
11,00
7
3
16,00
9
20,84
15
4
25,28
31
5
31,59
63
6
37,85
127
7
43,84
255
8
49,89
511
9
55,93
1023
10
61,96
2047
11
67,98
4095
12
74,01
8191
13
80,03
16383
14
86,05
32767
15
92,01
65535
16
98,01

Страницы