Formation de bruit
Semblable à la transe , bruit de de la formation de est une technique de réduction de peu employée pour réduire au minimum l'erreur de quantification. La formation de bruit est employée dans beaucoup de secteurs du traitement numérique du signal De , y compris l'acoustique de Digitals de et la vidéo numérique.
La transe réduit effectivement l'erreur de quantification en ajoutant le bruit avant le processus de quantification. Voir la page de la transe pour une explication plus complète de la façon dont ceci fonctionne. Un souci concernant la transe est qu'il ajoute le bruit blanc (bruit parfois coloré) de au signal, insérant un plancher de bruit de à un niveau fixe au-dessous du complet (le DB approximativement 6 par a mordu ). Dans les situations où le récepteur (dans le cas de l'acoustique numérique, de l'oreille humaine) est plus sensible à quelques fréquences que d'autres, la formation de bruit peut être employée au " ; re-shape" ; la découpe de fréquence du bruit.
Comment bruit formant des travaux
Bruit formant des travaux en mettant l'erreur de quantification dans une boucle de la rétroaction . N'importe quelle boucle de contre-réaction fonctionne comme filtre , ainsi en créant une boucle de contre-réaction pour l'erreur elle-même, l'erreur peut être filtrée comme désirée. L'exemple le plus simple serait :
où y est la valeur en partance d'échantillon, x est la valeur d'arrivée d'échantillon, n est le nombre d'échantillon, et E (x) est l'erreur entre les valeurs originales et à quantification. Cette formule peut également être lue : L'échantillon en partance est égal à l'échantillon d'arrivée plus l'erreur de l'échantillon d'arrivée précédent.
Essentiellement, quand la profondeur de peu de n'importe quel témoin est réduite, l'erreur de quantification entre la valeur (tronquée) arrondie et la valeur originale est mesurée et stockée. Ce " ; value" d'erreur ; est alors ajouté au prochain échantillon avant sa quantification. L'effet ici est que l'erreur de quantification elle-même (et pas le signal valide) est mise dans une boucle de contre-réaction. Cet exemple simple donne un filtre single- du poteau , ou un filtre qui tombe le DB 6 par octave. La fréquence de coupure du filtre peut être commandée par la quantité de l'erreur de l'échantillon précédent qui est rétroagi. Par exemple, changeant la valeur pour A dans la formule :
changera la fréquence à laquelle la boucle de contre-réaction est centrée.
On peut employer des algorithmes plus complexes qui emploient la valeur des erreurs de plus d'échantillons de la rétroaction afin de créer des courbes plus complexes. La formule suivante :
est ce d'un neuvième façonneur de bruit d'ordre, et peut permettre la formation très complexe de bruit.
La formation de bruit doit également toujours impliquer une quantité appropriée de transe dans le processus elle-même afin d'empêcher les erreurs déterminables et corrélées au signal elle-même. Si la transe n'est pas employée alors ébruiter la formation effectivement fonctionne simplement comme formation de déformation - la poussée de l'énergie de déformation autour à différentes bandes de fréquence, mais de elle est toujours déformation. Si la transe est ajoutée au processus comme suit :
alors l'erreur de quantification devient vraiment bruit, et le processus rapporte en effet la formation de bruit.
Bruit formant dans l'acoustique numérique
Le bruit formant dans l'acoustique le plus généralement est fait comme arrangement de peu-réduction. L'erreur de quantification de la transe droite est bruit plat et blanc. L'oreille, cependant, est moins sensible à certaines fréquences que d'autres aux niveaux bas (voir les courbes de Fletcher-Munson de . En employant le bruit formant nous pouvons effectivement écarter l'erreur de quantification autour de sorte que plus de lui soit concentré sur les fréquences que nous ne pouvons pas entendre aussi bien et moins de lui est concentré sur les fréquences que nous pouvons entendre. Le résultat est que là où l'oreille est la plupart de critique l'erreur de quantification puisse être réduite considérablement et où nos oreilles sont moins de sensibles le bruit est beaucoup plus grand.
Un bruit célèbre formant l'algorithme est le POW-R , conçu par le consortium du POW-R. Il emploie un neuvième façonneur de bruit d'ordre pour ramener 24 signaux de bit à 16 bits. En employant un façonneur si raide de bruit il peut pousser une grande partie du bruit à partir 1 de la bande de kilohertz critique à de 4 kilohertz et dans les 20 hertz à 60 hertz et 12 kilohertz et lever des bandes, où le seuil de l'oreille de l'audition est beaucoup plus haut. En faisant ainsi, le bruit formant l'algorithme peut préserver des 24 exactitudes complète de bit en ce qui concerne l'oreille, fournissant pas moins du DB 150 de dynamique où l'oreille a besoin de lui, quoique le bruit à bande large (le bruit cumulatif du toutes les fréquences de ) soit toujours -98.
Non tous les algorithmes qui réduisent la profondeur de peu en écartant le bruit autour sont des façonneurs de bruit. UV-22 et UV-22HR par Apogee, par exemple, sont 24 16 à transe de bit algorithmes de bit qui emploient simplement la transe (filtrée) colorée. Ceci n'implique pas une boucle de contre-réaction et ne comporte pas le filtrage de l'erreur de quantification de , mais l'implique simplement pré-de filtrer le bruit de transe.
Convertisseurs de bit de formation et 1 de bruit
Puisqu'environ 1989, les modulateurs de 1 de bit delta-sigma de ont été employés dans des convertisseurs analogique-numérique ceci implique de prélever l'acoustique à un taux très élevé (2.8224 MS/s , par exemple) mais seulement using 1 bit. Puisque seulement 1 bit est employé, ce convertisseur a seulement le DB 7. Le plancher de bruit de , cependant, est écarté dans tout le " entier ; legal" ; gamme de fréquence au-dessous de la fréquence de Nyquist de de 1. La formation de bruit est employée pour abaisser le bruit actuel dans la gamme audible (20 hertz à 20 kilohertz) et pour augmenter le bruit au-dessus de la gamme audible. Ceci a comme conséquence une dynamique à bande large du DB seulement 7.78, mais il n'est pas conformé parmi des bandes de fréquence, et dans les plus basses fréquences (la gamme audible) la dynamique est beaucoup plus grande - plus de DB 100. La formation de bruit est en soi établie dans les modulateurs de delta-sigma.
Le 1 convertisseur de bit est la base du format du DSD par Sony. Une critique du 1 convertisseur de bit (et ainsi du système de DSD) est que parce que seulement 1 bit est employé dans le signal et la boucle de contre-réaction, à quantités proportionnées de transe ne peuvent pas être employées dans la boucle de contre-réaction et la déformation peut être entendue dans certaines conditions. La plupart des convertisseurs d'A/D ont fait depuis 2000 multi-peu d'utilisation ou les modulateurs à multiniveaux de sigma de delta qui rapportent plus de 1 bit ont produit de sorte que la transe appropriée puisse être ajoutée dans la boucle de contre-réaction. Pour le traditionnel le PCM prélevant le signal est alors décimé à 44.1 kS/s ou à d'autres taux appropriés d'échantillon.
Voir également
acoustique de Digitals
Quantification de (traitement des signaux)
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