Стандарты и системы цифровой звукозаписи. Вологдин Э.И. - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

45
Однако, при этом не достигается полная декорреляция ошибок, так как пиковые значения
шума декорреляции не превышают 0,5 кванта. По этой причине в спектре остаются
дискретные составляющие, которые создают модуляцию шума квантования ЗС и его
гармониками. Это явление называется модуляционным шумом. Увеличение пиковых
значений шума до одного кванта (R2) устраняет этот эффект, но при этом SNR
уменьшается на 3 дБ.
Использование при реквантовании гауссового шума GPDF позволяет несколько
уменьшить модуляционный шум, но значение SNR при этом ухудшается на 2 дБ. В случае
применения при реквантовании шума с треугольной огибающей функции PDF (TPDF),
модуляционный шум полностью устраняется, но SNR уменьшается на 5 дБ. Наиболее
сильно ухудшается SNR при использовании шума с треугольным законом распределения с
повышением спектральной плотности шума в области высоких частот. В этом случае SNR
равен 2,7 дБ, что на 17 дБ меньше исходного значения. Применение такого закона
распределения позволяет снизить слуховую заметность шума квантования, несмотря на
значительное ухудшение отношения сигнал/шум. Это объясняется тем, что
высокочастотный шум слухом не воспринимается.
В настоящее время стандартом AES17 принята технология декорреляции ошибок
квантования, при которой используется случайный или псевдослучайный шум, у
которого треугольная форма огибающей плотности вероятности
(TPDF –Triangle
Probability Density Function) мгновенных значений шума. Шум имеет размах от пика до
пика 2 LSB (Least Significant Bit –биты младших разрядов), и c равномерную
спектральную плотностью мощности
от 0 до частоты Найквиста.
Эта технология сокращенно называется «TPDF dither». Она легко реализуется
практически и гарантирует: нулевое среднее значение ошибки квантования, отсутствие
коррелированных искажений, отсутствие больших вариаций амплитуды шума и шума
модуляции, зависимого от сигнала. При использовании такой технологии цифровая
система ведет себя также как идеальная аналоговая систем, у которой беспредельное
разрешение ниже LSB, отсутствуют искажения и шум модуляции. Надо подчеркнуть, что
при использовании технологии «TPDF dither» шум становится более приятным на слух
без использования эффектов маскировки искажений.
В соответствии с указанным стандартом при использовании технологии «TPDF
dither» значение SNR в функции числа разрядов q и уровня ЗС
s
L
рассчитывается по
формуле
max
( ) 6,02 3,01,SNR TPDF q dBFS
.
max
( ) ( ) ,
s
SNR TPDF SNR TPDF L dBFS
Если используется повышенная частота дискретизации
s
f
, то формула принимает вид
max
( ) 10lg 6,02 3,01 ,
0,5
s
s
F
SNR TPDF q L dBFS
f
.
Уровень спектральной плотности мощности рассчитывается по формуле
max
( ) 10lg( max)L PDF SNR F
.
При 8-разрядном квантовании и
max
22F
кГц с применением технологии «TPDF dither»
SNR = 15 дБ, и
дБ, что соответствует графикам на рис.5.8.
Для оценки слышимости ошибок и шума квантования необходимо учитывать
особенности восприятия человеком тональных звуков и шума. Тональные звуки
слышны только при условии, что их звуковое давление выше абсолютного порога
слышимости.
При построении графика абсолютного порога слышимости в шкале FS следует
учитывать:
1) 0 дБ в шкале FS всегда соответствует максимальный уровень звукового давления
max
L SPL
.

Страницы