Ни один из известных типов преобразований по совокупности этих показателей не является абсолютно лучшим. Широкое применение для кодирования речевых и телевизионных сигналов получил метод дискретного косинусного преобразования (ДКП). Для одномерного массива данных Сi, i = 0, 1, …, N–1, прямое ДКП определяется как
. (14.35а)
При обратном преобразовании по известным спектральным коэффициентам Sm определяют отсчеты восстановленного сигнала:
. (14.35б)
Как следует из этих выражений, сигнал С на интервале ∆T = NTдпредставляется в виде конечной суммы постоянной составляющей S0и набора косинусоид, частота которых кратна f0 = 1/2∆T, а амплитуда равна Sm. Аналогичное представ-ление использовалось нами при анализе искажений формы аналогового сигнала в частотно-зависимых каналах и трактах (см. параграф 10.1), при построении многокаскадных устройств переменной коррекции (параграф 10.2) и т.д. Поэтому формулы (14.35) с точностью до постоянного сомножителя совпадают, например, с (10.7), если вычислять интеграл по методу прямоугольников.
Большинство информационных сообщений характеризуется высокой степенью корреляции соседних элементов (отсчетов) сообщения. Поэтому основная энергия изображения S концентрируется на более низких обобщенных частотах (для одномерных PC — с малыми значениями т). Это позволяет осуществлять фильтрацию (отбрасывание) высокочастотных трансформант, что и приводит к существенному уменьшению объема информации, передаваемой по каналу. Дополнительная возможность сокращения этого объема может быть реализована за счет различного квантования спектральных коэффициентов.
В зависимости от того, каким образом осуществляется фильтрация трансформант и их квантование (кодирование), различают фиксированное и адаптивное преобразование (АТК). В первом случае фильтруются все коэффициенты с номерами т > т1, причем каждый из оставшихся коэффициентов квантуется и кодируется по фиксированному (линейному или логарифмическому) закону в виде фиксированной b-битовой комбинации (i = 0, 1, ..., т1). Коэффициент сжатия Kcж цифрового сигнала, который образуется в результате такого кодирования, определяется путем сравнения числа бит на блок из N отсчетов непосредственно первичного сигнала С (здесь будем полагать типовое 8-битовое кодирование) и числа бит, требуемых на передачу кодированных трансформант изображения S:
. (14.36)
В адаптивных кодерах с преобразованием от блока к блоку могут адаптивно меняться число фильтруемых коэффициентов т1, число бит bi, выделяемых на каждый коэффициент, и соответственно закон квантования трансформанты. Поэтому коэффициент сжатия по сравнению с (14.36) может быть дополнительно уменьшен.
Как показывают экспериментальные исследования, в сравнении с типовым цифровым каналом (ИКМ, 64 кбит/с, A-закон компрессии) метод АТК позволяет получить качество речи, оцениваемое субъективно как удовлетворительное, при скорости передачи 8 кбит/с, т.е. при коэффициенте сжатия 1 : 8. При скорости передачи 16 кбит/с качество передачи речи практически такое же, как в типовом канале. По реализации кодек АТК является существенно более сложным, чем все рассмотренные выше кодеки.
При полосном кодировании речевого сигнала полоса исходного PC делится на подполосы с помощью полосовых фильтров (ПФ). В зависимости от того, каким образом обрабатывается информация на выходах этих ПФ, и от того, в каком виде восстанавливается PC на выходе декодера (у получателя), различают два класса полосовых кодеков: 1) с подполосным кодированием (ППК); 2) вокодерные (ВК).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.