Кодирование звуковых сигналов

Теперь рассмотрим подробнее процедуры обработки звуковых сигналов в кодере системы DSR. При частоте дискретизации f_Д = 32 кГц длительность выборки звукового сигнала (ЗС) составляет 2 мс. Принято считать, что на интервале времени длительностью 1..2 мс временная функция ЗС является достаточно монотонной и изменяется незначительно. При f_Д = 32 кГц каждая выборка содержит 64 отсчета звукового сигнала. Внутри этой выборки определяется наибольшее значение отсчета. Оно называется масштабным коэффициентом (МК) выборки. Весь диапазон возможных изменений модуля амплитуды звукового сигнала разделен на восемь областей (рис.4.3). Каждой такой области соответствует одно значение масштабного коэффициента. Всего этих значений восемь. Масштабный коэффициент представляет собой трехбитное двоичное число линейной импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), изменяющееся в пределах от 000 (максимальные уровни) до 111 (минимальные уровни). Оно определяет диапазон возможных изменений уровней сигнала для каждого значения МК. Каждой из восьми областей соответствует изменение уровня исходного звукового сигнала на 6 дБ.

Рис.4.3. Кодирование масштабных коэффициентов в зависимости от уровня звукового сигнала

В основу стратегии преобразования кодовых слов из 16- в 14-битные положены следующие соображения. Лишь при самых громких звуках биты старших разрядов исходного 16-битного кодового слова не будут равны нулю. Поэтому при передаче максимальных уровней можно не учитывать младшие биты кодового слова из-за их малой значимости, ибо они в этом случае практически не влияют на слуховое восприятие. При передаче малых уровней наоборот вся важная информация содержится в битах младших разрядов. Вообще говоря, в первую очередь следует передавать лишь биты с высокой значимостью при каждом значении уровня сигнала и затем менее значимые биты при наличии избытка пропускной способности канала связи. Именно это соображение и учтено в стратегии преобразования 16/14 бит/отсчет (рис.4.4).

Рис.4.4. Процедура преобразования 1б битовых кодовых слов в 14 битовые

Масштабный коэффициент длиной 3 бита, добавляемый к каждому блоку из 64 отсчетов звукового сигнала, указывает, сколько битов, следующих за знаковым битом Y₁, во всех кодовых словах блока имеют то же самое значение (0 или 1), что и знаковый. На приемном конце значения МК используются для сдвига разрядов в кодовых словах блока в их первоначальное положение и, таким образом, происходит восстановление исходных 16-битных кодовых слов сигнала.