Меню

Теория разностного кодирования

Обычно между соседними отсчетами входного сигнала имеется значительная корреляция, которая слабо уменьшается по мере увеличения интервала между отсчетами. В результате разность между соседними отсчетами имеет меньшую дисперсию, чем исходный сигнал. Т.е. динамический диапазон разностного квантованного сигнала уменьшается, что позволяет при том же отношении сигнал – шум квантования уменьшить разрядность кодового слова (рисунок 11).

Рисунок 11

Рассмотрим два случая:

1. , т.е. кодовое слово разностного сигнала уменьшится.

2. . Т.е. динамический диапазон разностного сигнала расширяется до динамического диапазона исходного сигнала. Тогда длительность кодового слова исходного и разностного сигналов равны, а отношение сигнал – шум квантования разностного сигнала .

Рассмотрим особенности работы разностного квантователя (рисунок 12).

Рисунок 12

На входе квантователя (КВ) действует сигнал:

. ( 36)

Сигнал называется погрешностью предсказания или разностный сигнал. Квантованию подвергается не входной, а разностный сигнал. Квантователь может быть адаптивным или неадаптивным, равномерным или неравномерным, но во всех случаях его параметры соответствуют дисперсии погрешности предсказания. Квантованная погрешность предсказания имеет вид:

, ( 37)

где - ошибка квантования разностного сигнала. Из структурной схемы ( 12) следует, что квантованное значение исходного сигнала имеет вид:

. ( 38)

Тогда используя формулы ( 36 – 38) получаем выражение:

( 39)

. ( 40)

Таким образом квантованный входной сигнал отличается от исходного входного сигнала на величину шума квантования разностного сигнала. Если предсказатель (П) хороший, то дисперсия разностного сигнала будет меньше дисперсии входного сигнала и квантователь с заданным количеством уровней даст меньшую погрешность при квантовании разности, чем при квантовании исходного сигнала. Отношение сигнал – шум квантования в этом случае имеет вид:

, ( 41)

где - отношение сигнал – шум квантователя, - коэффициент усиления, обусловленный разностным кодированием. Отношение сигнал – шум квантователя зависит только от свойств квантователя (равномерный, неравномерный, адаптивный) и разностного сигнала. Величина определяет выигрыш в отношении сигнал – шум при использовании разностного представления. Т.к. величина фиксированная, то увеличить коэффициент усиления можно только за счет минимизации . Для решения этой задачи определяют тип предсказателя. Рассмотрим возможность использования линейного предсказателя:

, ( 42)

где - порядок фильтра предсказателя, - коэффициенты. Дисперсия погрешности предсказателя в этом случае имеет вид:

. ( 43)

Дифференцируя по и приравниваем к нулю, получим систему уравнений:

( 44)

Решением системы уравнений будут коэффициенты , при которых минимальна. В этом случае коэффициент усиления равен:

, ( 45)

где - нормированная корреляционная функция . Таким образом пока отношение сигнал – шум квантования будет увеличиваться за счет предсказания. В случае речевого сигнала при получаются зависимости коэффициента усиления от порядка фильтра предсказателя (рисунок 13)

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи:

Исследование свойств звена при охвате обратной связью
Исследовать изменение динамических характеристик, типовых звеньев системы автоматического управления (САУ) при охвате обратной связью. Обратная связь – связь, при которой на вход регулятора подается действительное знач ...

Особенности представления информации
Телекоммуникации являются одной из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Жизнь современного общества уже невозможно представить без тех достижений, которые были сделаны в этой отрасли за немногим бол ...

Сложный инвертор
Рассчитать элементы базовой схемы (рис. 1) логического элемента ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) 3И-НЕ, обеспечивающие ее работу. Коэффициент разветвления принять равным 15. Значение принять равным 10 для всех тран ...

(C) 2020 | www.techniformula.ru