Analóg digitális átalakítás 2. előadás Analóg digitális átalakítás

Dig. Jelfeldolgozó rendszer A/D Digitális jelfeldolgozó architektúra D/A Bemeneti analóg jel Kívánt kimeneti analóg jel Algoritmus (program)

Intuitív koncepció

A digitalizálás lépései Mintavételező Kvantáló x(t) t x(k)

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 ?

Diszkrét COS jelek tulajdonságai

Diszkért és folytonos jel frekvenciája közti kapcsolat 0.5 -0.5

Kvantálás

Hibakarakterisztika E(x)=Q(x)-x

Kvantálási hiba (zaj)

Digitalizált hang Kvantáló Mintavevő Analóg hang Digitalizált hang Kvantáló Mintavevő 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)

tét olajat a gép kenéséhez” Alapelv A múlt meghatározza a jövőt !!! Múlt: „Infokom Jövő: munikáció” Múlt: „Kérnék egy pohár sö Jövő: tét olajat a gép kenéséhez”

Statisztikai függőség A múlt csak bizonyos valószínűséggel határozza meg a jövőt Korreláltság Kérnék egy pohár sö rt 99% Kérnék egy pohár sö tét olajat a gép kenéséhez 1%

A korreláció Milyen hasonlóságot mutat a múlt a jövővel múlt jövő Ha adott -re mindig ugyanaz az akkor nagy a folyamat korreláltsága

A nagy korreláltságú folyamatot lehet hatékonyan tömöríteni Kérnék egy pohár sö rt 99% Kérnék egy pohár sötét olajat a gép kenéséhez 1% rt 1 bit tét olajat ... 99 bit

A tömörítés mint „jóslás” (predikció) Mintavételi időpontok 00 01 10 11 Kvan-tálási szin-tek 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

Delta modulátor Quantizer Sampler Predictor x(t) xn + - en

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)

Adaptív prediktív kódoló Prediktor A jósolt érték A múltbeli értékek A hiba Sokkal kevesebb bit is elegendő a kvantálásához Az eredeti jel (sok bit kell a kvantálásához)

Probléma Lassan változó jelek a jók (a minták közt nagy a korreláltság) Túlmintavételezés Erőforrásigény = minták száma x bitszám JÓ KOMPROMISSZUM ???