Если рассуждать о множителях 1, 10, 100 и т.д. как о степени числа два, то легко заметить, что представленное выше является логарифмическим описанием (логарифм по основанию 2) мантиссы из 4 битов и характеристики из 3 битов. Таким образом, мы уже сохранили один бит из восьми (20% сжатия данных). Правда, при этом пришлось пожертвовать точностью в представлении больших величин за счет сокращения разрядности мантиссы до 4 битов. Подобные довольно грубые методы используются даже в ряде практических областей, не слишком требовательных к качеству звука, например в телефонной связи, из-за явления маскирования, которое лежит в основе принципа действия всех систем шумоподавления (см. главу 2). В частности, из-за маскирования нам приходится напрягаться, чтобы слышать разговор на оживленной улице, и мы не можем различить тиканье часов при работающем телевизоре: громкие звуки маскируют тихие. Таким образом, логарифмическое представление имеет смысл, поскольку разрешение сохраняется на низких уровнях и снижается на высоких уровнях, где сигнал программы будет маскировать результирующие, относительно небольшие, ошибки квантования.
Система NICAM
Можно еще больше снизить скорость передачи аудиоданных, так как реальные аудиосигналы не изменяются мгновенно от очень больших до очень маленьких величин, и значение характеристики можно посылать реже, чем значение мантиссы (даже если изменения будут, мы их не услышим из-за эффекта временного маскирования). Это и есть основной принцип, лежащий в основе метода передачи стереозвукового сопровождения для телевидения - NICAM (Near Instantaneous Companded Audio Multiplex - почти мгновенное уплотнение аудиоданных с ком-пандированием). В системе NICAM 728 14-битовые отсчеты преобразуются в 10-битовые мантиссы в блоках из 32 отсчетов с общей характеристикой из 3 битов. Это превосходный и прямой метод, но он способен обеспечить только относительно небольшое сокращение объема передаваемых данных, составляющее около 30%.
Системы психоакустического маскирования
В широкополосных системах сжатия-расширения явление маскирования рассматривается очень просто: предполагается, что материал программы будет маскировать шумы системы. Но на самом деле маскирование - более сложное явление. По существу, оно действует в частотных полосах и связано с закономерностями, по которым ухо человека осуществляет механический анализ Фурье приходящего акустического сигнала. Оказывается, что громкий звук маскирует более тихий только тогда, когда первый по частоте ниже второго и оба сигнала относительно близки по частоте (см. главу 2). Именно вследствие этого эффекта все широкополосные системы сжатия-расширения дают относительно маленький выигрыш. Чем больше
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.