Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


—пособы организации кодека при неравномерном квантовании




 ак было показано ранее при равномерном квантовании защищенность от шумов квантовани€ будет минимальным дл€ слабых сигналов и увеличивалась пр€мо пропорционально повышению уровн€ сигнала.

ƒл€ выравнивани€ этой величины при изменении сигнала в широких пределах, а также дл€ минимизации типа разр€дов в кодовой группе примен€ют неравномерное квантование..

¬ этом случае шаг квантовани€ имеет минимальное значение дл€ слабого сигнала и адаптируетс€ дл€ сильных сигналов (с мощным уровнем). Ёто более эффективный способ снижени€ мощности шумов квантовани€. »звестно, что плотность распределени€ веро€тности мгновенных речевых сигналов, убывает энерги€ с ростом интенсивности и сигнала, этот факт используетс€ в адаптированных кодеках.

ѕри фиксированном количестве уровней квантовани€ точность цифровой передачи повыситс€ в среднем, если сигнал, веро€тность по€влени€ которого велика, квантовать с меньшим шагом, а маловеро€тностный сигнал квантовать с большим шагом, тогда уровень сигнала определ€ет зависимость текущего шага квантовани€.

¬ результате квантование должно быть неравномерным, а используют кодеры Ц нелинейны. ѕри этом уменьшаетс€ число разр€дов кодовой группы при неизменном количестве передачи.

¬ основном используют три варианта построени€ нелинейных кодеров, работающим по принципу:

1. сжатие динамического диапазона передаваемого кодирующим с линейной шкалой квантовани€ и последующим его расширени€ после декодировани€ с помощью компандеров мгновенного действи€.

2.

 
ѕринцип: цифровое компандирование.

 

 омпресси€Ц сжатие, а наоборот - экспандирование. ј все вместе компандирование.

 

 

 

 

 

3. построение с помощью нелинейного кодировани€ и декодировани€

 

U(t)

1. Ќ‘ѕ - нелинейный функциональный преобразователь, который обеспечивает изменение динамического диапазона сигнала в соответствии с заданной характеристикой

 
 

 

 


¬ведем обозначение x и y

 

нормированное к

—овместные действи€ компрессора и линейного квантовател€ равносильно действию нелинейного квантовател€.

Ќедостаток: нелинейные преобразователи и должны быть мгновенного действи€, т.е. мгновенно реагировать на каждую отчетную выборку ј»ћ, сигнала, независимо от предлагаемой выборки. ¬ результате на обратной стороне экскандер должен иметь плоскую взаимообратную характеристику. “ехнически реализовать это сложно, поэтому на практике более широко используют следующие два способа:

 

n(t)
2. Ќ÷ѕ Ц нелинейный цифровой преобразователь.

 

 
 

 

 


 

 

Ќа ÷ѕѕ преобразуют кодовую комбинацию текущего отсчета в кодовую комбинацию N.

јлгоритмически реализуетс€ нелинейна€ шкала преобразовани€, согласно которому видно, что мен€етс€ в меньших пределах и дл€ его отображени€ требуетс€ меньшее число разрывов кодовой комбинации. Ёто позвол€ет уменьшить тактов f. »з-за цифровой реализации и алгоритма, с взаимообратной характеристикой, построить значительно легче, т.к. нелинейна€ операци€ с цифровыми проводить проще и они могут быть легко перестроены по любому нелинейному закону. ѕоэтому данный переход €вл€етс€ универсальным дл€ построени€ цифровой системы передачи.

 

3. Ќелинейное кодирование

¬ данном случае кодер непосредственно преобразует по нелинейному закону амплитуды выборочных значений U(t), формиру€ на выходе кодов комбинации двоичных чисел N.

Ќелинейный кодер реализуетс€ в виде устройства содержащего нелинейный кодер в цепи ќ—. Ќа обратной (приемной) стороне происходит обратное преобразование. “акой способ прин€т в системе передачи с » ћ 30.

¬се три способа обеспечивают выравнивание характеристики защищенности от шумов квантовани€ дл€ заданного входного сигнала.

¬торой и третий способ обеспечивают лучшую стабильность характеристик канала передачи.

 

«аконы компандировани€

“ак как в рассмотренном устройстве решаетс€ основна€ задача, св€занна€ с выравнивание и характеристики защищенности от шумов квантовани€ и уменьшени€ число в разр€дности кодов комбинации.

ќсновна€ трудность представл€ет поиск специальных характеристик, компандировани€, обеспечивающих передачу преобразующих сигналов с минимальными погрешност€ми. –ечь идет об амплитудных характеристиках в кодерах, так как нелинейно спроектировать оптимизированное устройство не удаетс€, используют квазиоптимизирующие характеристики компрессии динамического диапазона сигнала. Ёти характеристики должны обеспечить с одной стороны, равномерную зависимость

действительное напр€жение и другие стороны должно быть максимальным это отношение. ƒоказано, что таким требованием удовлетвор€ет квазилогарифмические законы компрессии, среди которых наибольшую попул€рность приобрели законы.

–ассмотрим типовую амплитудную нелинейную характеристику компрессора, в которых шаг квантовани€ зависит от входного сигнала.

 

 

 
 
 

 


—оответственно этот переменный шаг квантовани€ определ€етс€ крутизной амплитудной характеристики.

шаг при неравномерном квантовании
равномерное квантование

 

ƒл€ того, чтобы обеспечить посто€нство величины шумов квантовани€ нужно чтобы произведение было бесконечно посто€нным

 

–еша€ последнее уравнение, получаем, что характеристика компрессора €вл€етс€ логарифмической.

ѕолучим выражение дл€ закона компандировани€

 

 

 

ƒанна€ характеристика ув€зывает водные характеристики кодера от действительного U и позвол€ет получить одинаковую защищенность от шумов квантовани€ при большом длинном диапазоне входных сигналов.

ѕараметр = 100ЕЕ1000

 
 

 


.

»з данного графика следует, что в пределах малых U сигналов крутизна амплитудной характеристики практически остаетс€ посто€нной, т.е. шаг квантировани€ в этих пределах остаетс€ почти посто€нным.

ѕоэтому выигрыш в помехозащищенности дл€ слабых сигналов определ€етс€ отношением шага равномерного квантировани€ к шагу неравномерного квантировани€ при стремлении 0

ѕри больших значени€х параметра происходит резкое изменение функции , что не позвол€ет технически создать компрессор с такой характеристикой. ¬ этом случае применим закон компандировани€.

’арактеристика этого закона состоит из двух участков: линейного и нелинейного. —ам закон описываетс€ парой выражений:

 

стыковки двух характеристик, где произведение равно друг другу

 

≈сли получим близкие по форме законы компандировани€

«арисуем характеристику.

закон примен€етс€ в ÷—ѕ » ћ «ќ в виде 13 сегментной аппроксимации квазилогарифмичские характеристики компрессора

 

 

¬сего 14 сегментов. ÷ентральный сегмент рассматриваетс€ как единый сегмент, отсюда следует, что характеристика стала 13-ти сегментной.

- порог ограничени€ кодера.

амплитудна€ характеристика кодера разделена на 16 равных сегментов, в пределах каждого сегмента размещаетс€ 16шагов квантировани€ и при восьми разр€дном нелинейном кодировании.

ѕервый разр€д имеет шифрованного о пол€рности отсчета входного сигнала, три следующие разр€да отображают N сегментов в который попал текущий отсчет и следующий четвертый разр€д отображает N шага квантовани€ в этом сегменте. Ўаг квантовани€ от сегмента к сегменту изменитьс€ и в зависимости от N сегмента определ€етс€ выражением:

 

 

 
 


јмплитудна€ характеристика декодера бывает взаимообратной

       
 
   
 

 

 






ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 656 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—амообман может довести до саморазрушени€. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1732 - | 1586 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.137 с.