260 likes | 399 Views
2. előadás. Analóg digitális átalakítás. Kívánt kimeneti analóg jel. Bemeneti analóg jel. Digitális jelfeldolgozó architektúra. D/A. A/D. Algoritmus (program). Dig. Jelfeldolgozó rendszer. Intuitív koncepció. Mintavételező. Kvantáló. x(t). x(t). x(k). t. A digitalizálás lépései.
E N D
2. előadás Analóg digitális átalakítás
Kívánt kimeneti analóg jel Bemeneti analóg jel Digitális jelfeldolgozó architektúra D/A A/D Algoritmus (program) Dig. Jelfeldolgozó rendszer
Mintavételező Kvantáló x(t) x(t) x(k) t A digitalizálás lépései
Alapkérdés • Történik-e információveszteség a jelek digitalizálása során ? • Mennyire kézebentartható ez az információveszteség ? • Kárpótol-e az információveszteségért a digitális jelfeldolgozási algoritmusok (az analógot messze felülmúló) sokrétűsége ?
f 0.5 F -0.5 Diszkért és folytonos jel frekvenciája közti kapcsolat
Hibakarakterisztika E(x)=Q(x)-x
Digitalizált hang PCM beszéd: mintevétel 8 KHz, egy minta kvantálása 8 bit a beszédjel. digitális savszelessege 64Kbps CD zene: mintevétel 44.1 KHz, egy minta kvantlasa 16 bit a zene digitális savszelessege 705.6 Kbps (1 csatornás monoaural) Analóg hang Digitalizált hang Kvantáló Mintavevő
Alapelv A múlt meghatározza a jövőt !!! Múlt: „Infokom Jövő: munikáció” Múlt: „Kérnék egy pohár sö Jövő: tét olajat a gép kenéséhez”
Korreláltság Statisztikai függőség A múlt csak bizonyos valószínűséggel határozza meg a jövőt Kérnék egy pohár sö rt 99% Kérnék egy pohár sö tét olajat a gép kenéséhez 1%
jövő múlt Ha adott -re mindig ugyanaz az akkor nagy a folyamat korreláltsága A korreláció Milyen hasonlóságot mutat a múlt a jövővel
rt 1 bit tét olajat ... 99 bit A nagy korreláltságú folyamatot lehet hatékonyan tömöríteni Kérnék egy pohár sö rt 99% Kérnék egy pohár sötét olajat a gép kenéséhez 1%
Kvan-tálási szin-tek 11 10 01 00 Mintavételi időpontok A tömörítés mint „jóslás” (predikció) A kapott bitsorozat 00 01 01 00 01 = 000101010001 Ha csak a változást kódoljuk 00 1 1 0 0 = 001100
Konklúzió Csak a változtatást érdemes kódolni. 12 bit helyett 6 bit elegendő
xn en x(t) + Quantizer Sampler - Predictor + Delta modulátor
Pl. Delta Moduláció Elsőrendű predikot, plusz egy bites kvantáló (csak azt jelzi, hogy a jel nő-e, vagy csökken-e az előző mintához képest) Ezekkel a módszerekkel pl. a beszédjelsávszélessége 6,4 Kbps-re, azaz egy tizedére csökkenthető !!!! (Ennek ára a nagy jeldolgozási igény, ami drága DSP-ket tesz szükségessé - hangkártya)
Prediktor A jósolt érték A múltbeli értékek A hiba Az eredeti jel (sok bit kell a kvantálásához) Sokkal kevesebb bit is elegendő a kvantálásához Adaptív prediktív kódoló
Probléma • Lassan változó jelek a jók (a minták közt nagy a korreláltság) • Túlmintavételezés • Erőforrásigény = minták száma x bitszám JÓ KOMPROMISSZUM ???