Основы цифрового звука: Компьютерный практикум. Вологдин Э.И. - 58 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

58
2
( ) ( ) 4 sin
2
ns
S e S e
.
Из этих формул и графиков на рис.5.4 следует, что с повышением порядка фильтра
реквантователя резко уменьшается спектральная плотность шума квантования ниже
0,16
и увеличивается скорость ее нарастания выше этой частоты. Максимальное значе-
ние спектральной плотности мощности на частоте Найквиста для фильтра порядка
max
( ) ( ) 4
ns
S e S e
,
а ухудшение SNR может быть рассчитано по формуле
1
2
0
10lg 4 sin
2
SNR d
.
Если для реквантователя NS 1 порядка это ухудшение составляет минус 3 дБ, то для рек-
вантователя 5 порядка - уже минус 24 дБ.
Применение фильтров более 3 порядка с последовательным включением элементов
задержки приводит к нестабильности работы реквантователя, поэтому они реализуются в
виде нескольких ступеней с применением местных обратных связей. Причем все связи
имеют собственные весовые коэффициенты.
4.3. Технология Noise Shaping (NS) в звуковых редакторах
Технология NS работает только при условии, что с помощью технологии ошибки
квантования преобразованы в шум, в белый или окрашенный с подъемом в области высо-
ких частот. В большинстве звуковых редакторов в процессе реквантования используется
технология Dithering с треугольным законом распре-
деления плотности вероятности белого шума, сокра-
щенно обозначим ее TD.
В технологии NS могут использоваться фильтры
1, 2 и более высоких порядков, вплоть до 12. Фирмы
изготовители эти данные не публикуют, поэтому ре-
зультаты применения такой технологии могут са-
мыми различными, это касается огибающей спек-
тральной плотности мощности шума квантования
(PSD) и значения SNR. В настоящей лабораторной
работе исследуется работа трех наиболее известных звуковых редакторов: Sound Forge 9
(SF), Audition 3 (Au) и Steinberg WavLab (St).
В звуковом редакторе SF предусмотрены только два варианта реализации техноло-
гии NS с использованием технологии TD (рис.5.5):
Применение фильтра высоких частот, формирующего огибающую спектральной
плотности мощности с подъемом в области высоких частот -High-pass contor (HP),
Применение фильтра, формирующего огибающую спектральной плотности мощ-
ности , при которой обеспечивается равная громкость шума во всем звуковом
диапазоне частот –Equal loudness contor (EL).
В приведенных далее примерах рассматривается реквантование звукового сигнала 16
8 бит с частотой 1 кГц и уровнем минус 40 дБ при частоте дискретизации 48 кГц. На
рис.5.6 представлены спектры шума реквантования с использованием технологий HP и
EL звукового редактора Sound Forge 9. В этих рисунках синий график это график PSD ре-
квантованного сигнала с использованием только технологии TD, а красный это графики
PSD технологий TD+EL и TD+HP.
Рис.5.5. Технология NS в редакторе
Sound Forge9