Kompresja dynamiki

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Istota kompresji dynamiki – konwersja sygnału o szerszym zakresie poziomów napięć (60 dB) do sygnału o mniejszym zakresie poziomów napięć (30 dB)

Kompresja dynamiki – proces polegający na zmniejszeniu dynamiki sygnału. Polega na konwersji sygnału elektrycznego tak, by każdemu poziomowi sygnału z zakresu dynamiki sygnału wejściowego przyporządkować poziom sygnału z zakresu dynamiki sygnału wyjściowego (docelowego). Działaniem odwrotnym jest ekspansja dynamiki.

Kompresja danych (ang. data compression) – polega na zmianie sposobu zapisu informacji tak, aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru. Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji, lecz za pomocą mniejszej liczby bitów.MP3 ((ang.) MPEG-1/MPEG-2 Audio Layer 3) – algorytm kompresji stratnej dźwięku, przetworzonego uprzednio na sygnał cyfrowy. Popularnie zwany formatem MP3 lub standardem MP3. Jest zdefiniowany przez IETF w dokumencie RFC 5219.

Proces kompresji sygnału[ | edytuj kod]

Kompresja analogowa[ | edytuj kod]

Proces kompresji analogowego sygnału elektrycznego polega na zastosowaniu układu elektronicznego realizującego względem sygnału następującą funkcję matematyczną:

ITU-T – Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU (ang.: International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector)G.711 (rekomendacja ITU-T) – międzynarodowy standard modulacji sygnałów mowy w kanałach o prędkości transmisji do 64 kbit/s. Jest to modulacja impulsowo-kodowa (PCM) o częstotliwości próbkowania 8 kHz z rozdzielczością 8 bitów na próbkę. Biorąc pod uwagę twierdzenie Kotielnikowa-Shannona, zgodnie z G.711 można kodować sygnały o paśmie do 4kHz.

dla

Limiter – rodzaj kompresora dynamiki, którego zadaniem jest najczęściej zapobieganie przesterowaniom sygnału poprzez ograniczanie poziomu dźwięku o poziomie wyższym niż wyznaczony do tego poziomu.Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania dźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym medium do zapisywania danych.

oraz

Ekspansja dynamiki – proces polegający na powiększeniu dynamiki sygnału, czyli sprawieniu że miejsca ciche są jeszcze cichsze, a miejsca głośne stają się jeszcze głośniejsze. Jest procesem odwrotnym do kompresji dynamiki. Ekspansja pasmowa jest używana w analogowym systemie Dolby do redukcji szumów.Dynamika sygnału – różnica (w decybelach) między najmniejszym a największym poziomem sygnału. W odniesieniu do muzyki: jeżeli muzyka jest raz bardzo cicha, a raz bardzo głośna, wtedy dynamika jest duża.

dla

Tego rodzaju kompresja nazwana jest kompresją według krzywej typu A (ze względu na współczynnik A), a jej teoretyczne podstawy służą do kompresji sygnałów mowy w telekomunikacji (współczynnik A przyjmowany jest na poziomie A=87,6).

Istnieje również inny sposób przedstawienia zagadnienia kompresji dynamiki za pomocą wzoru:

dla

nazywany kompresją według krzywej typu μ (współczynnik μ przyjmowany jest w telekomunikacji na poziomie μ=255).

Kompresja cyfrowa[ | edytuj kod]

Proces kompresji dynamiki sygnału analogowego zakodowanego cyfrowo polega na przekształceniu sygnału cyfrowego o większej liczbie stopni kwantowania na sygnał cyfrowy o mniejszej liczbie stopni kwantowania przy zastosowaniu algorytmu kompresowania dynamiki. Podstawy teoretyczne opierają się na ustaleniu większej liczby poziomów kodowania sygnału w zakresie niskich wartości sygnału i mniejszej liczby poziomów przy sygnale o wyższej wartości, a co za tym idzie na podziale na segmenty o większej lub mniejszej liczbie poziomów kwantyzacji. Przykładowy sposób kompresji dynamiki sygnału wymagającego zakodowania w 12 bitach na sygnał 8-bitowy przedstawia tabelka:

Przykładowa krzywa kompresji cyfrowej zgodna z algorytmem przedstawionym w tabelce

Oznaczenia:

  • S – bit określający znak +(1) lub – (0) zakodowanego sygnału,
  • WXYZ – bity danych.
  • Ośmiobitowy kod wyjściowy ma postać:

  • 1 bit (S) – znak sygnału,
  • 3 bity – zakodowany numer segmentu 1-7,
  • 4 bity (WXYZ) – bity danych (w zakresie segmentu).
  • Szczegółowe zalecenia w zakresie kompresji dynamiki sygnałów występujących w telekomunikacji określa rekomendacja G.711 wydana przez ITU-T.

    Podstrony: 1 [2] [3]




    Reklama