Multimedia signallari va tizimlariga kirish

Darajali kvantlash va kodlash
Kvantizatsiya - bu uzatishga ruxsat berilgan darajalarni aniqlash jarayoni. Kvantlash bosqichi deb ataladigan ikkita eng yaqin ruxsat etilgan darajalar o'rtasida bo'shliq mavjud . Kvantlash darajalari soni kvantlash va kodlash usuliga (chiziqli va chiziqli bo'lmagan) qarab belgilanadi. Chiziqli usullar bilan, chiziqsiz usullar bilan qadam , kvantlash qonuniga ko'ra bir darajadan boshqasiga o'zgaradi.
Quantize qurilmaning kirish signali bir namunasi bo'lib qolsa A (AIM signal), so'ngra uning qiymati uzatish uchun ruxsat darajadagi tomonidan belgilan adi yoki (shakl. 1,4).

1-rasm. 4. Kantizatorning daraja qiymatini aniqlash
Bular signal A miqdoriy puls bilan uzatiladi, yoki . Ushbu aniq darajadagi narsa namuna olayotganda A signalining amplituda qiymatiga yoki nisbati va ga bog'liq bo'ladi . Agar < bo'lsa , u holda miqdoriy puls o'tkaziladi . Aks holda, agar > bo'lsa , unda
Miqdalash bosqichi . Nicemleme qadamlar bilan bir xil bo'ladi va kuantizasyon darajasiga bog'liq bo'lmasa, u holda kuantizasyonu formasini yoki deyiladi, lineer . In nochiziqli kuantalamayı kuantizasyonu o'zgarish qadamlarni.
Kuantizasyonu jarayonida xato tufayli aslida sodir deb naql quantized signal farq dan bir miqdorda haq biri .
Ushbu xatoni impulslarning tasodifiy ketma-ketligi bo'lgan maksimal kvantlash shovqini deb hisoblash mumkin, uning maksimal amplitudasi kvantlash bosqichining yarmidan oshmaydi . Kvantlash bosqichi qanchalik kichik bo'lsa, kvantlash shovqini past bo'ladi, ammo uzatiladigan ruxsat etilgan darajalar soni qanchalik katta bo'lsa. Bu raqam tegishli signallarni kvantlash darajalarini kodlash tartibidan keyin olingan kod guruhining imkoniyatlariga ta'sir qiladi.
Chiziqli kvantlash va kodlash jarayonini batafsil ko'rib chiqamiz. Chiziqli kvantlash bilan signal qiymatlarining butun diapazoni bir qator bir xil subrangjalarga (darajalarga) bo'linadi . Har bir daraja o'z kod birikmalariga ega. Kodlash jarayonida darajaning pastki va yuqori chegaralari orasidagi har qanday signal qiymati bitta kod kombinatsiyasiga to'g'ri keladi (1. 5-rasm).
1.5-rasmda ko'rib chiqilgan misolda kvantlash darajalari soni sakkizga teng, shuning uchun kodlash paytida har bir kvantlangan signal qiymati uchga teng bo'lgan guruhda ikkilik raqami bo'lgan raqamli kodlar guruhi sifatida namoyish etiladi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, etarli miqdordagi kvantizatsiya darajasi yaxshi uzatish sifatiga mos keladi, bundan tashqari, miqdorni aniqlashda signal-to-shovqin nisbati hisobga olinadi, bu signalni o'zgartirish va uzatish sifatiga ta'sir qiladi.
Kvantlash va kodlashning chiziqli usullari bilan darajalar sonining ko'payishi kodlar guruhining uzunligi oshishiga olib keladi. Misol uchun, 4096 kuantizasyonu darajadagi uchun, guruh bit kengligi beradi bo'lishi 12. zamonaviy DSP, 8 - bit kodi guruhlari asosan ishlatiladi.
Chiziqli usullarning kamchiliklari chiziqli bo'lmagan kvantlash usullaridan mahrumdir.

Shakl: 1.5. Signal kvantlash (chiziqli) va 8 kvantlash darajasi bilan kodlash
Chiziqli bo'lmagan kvantlashda, kvantlash bosqichi bitta kvantlash darajasidan boshqasiga o'zgaradi. Ushbu o'zgarish, masalan, logarifmik qonun tomonidan qo'llab-quvvatlanishi kerak.
Chiziqli bo'lmagan kvantlashning ikkita asosiy usuli mavjud:
- Evropada ishlatiladigan CEPT va XEI tomonidan standartlashtirilgan A-qonunga muvofiq (1.6-rasm, b)
- da - qonun, Shimoliy Amerika standart tizimi Bell va XEI, Amerika Qo'shma Shtatlari va Yaponiyada ishlatiladi (shakl 1.6 ga qarang.).
Kvartirali PIM signallarini kodlash jarayonida keng qo'llaniladigan PCM (Pulse Code Modulation) dan foydalanish mumkin.
PCM bilan har bir AIM - puls raqamli signalning tegishli qiymati bilan kodlangan. Raqamli signal yoki kod guruhining bit kengligi turli manbalardan kelgan raqamli signallarni bitta raqamli guruh signallari shaklida guruhlash jarayoniga ta'sir qiladi (biz keyinroq ko'rib chiqamiz).
Bu erda PCM yo'lining kod guruhining tuzilishi - 30/32, unda har bir vaqt oralig'ida 8 bitli kododord ishlatiladi.
- bitta kanalning kod guruhining bitlari.
- dastlabki signalning ijobiy va salbiy qiymatlarini hisobga olgan holda bit imzosi.
"+" -
"-" -
- kvantlash segmenti bitta segment ichida bir xil miqdordagi qadam bilan kvantlash darajasining ma'lum miqdorini o'z ichiga oladi.
- kvantlash bosqichi segmentdagi kvantlash darajasining soni bilan belgilanadi.

Shakl: 1.6. Kvantlash qonunlarining egri chiziqlari