shovqin
signal
nisbatining biron - bir qismida ortishi, bu
nisbatining biron - bir boshqa qismida kamayishi hisobiga mumkin
bo‘ladi. Diapazonni hammasini teng kenglikdagi oraliqlarga bo‘lish holida
signalning kichik darajalarida kvantlashning
shovqin
signal
nisbati kichik
signalning katta darajalarida nisbatan katta bo‘lganligi tufayli, signalning
kichik
darajalarida
kvantlashning
shovqin
signal
nisbatini
belgilovchi
kompressiyaning egri chiziqlari no‘l yaqinida eng katta egilish qiymatiga
ega bo‘ladi, egilishning kattaligi signal darajasining o‘sib borishi sari
kamayib boradi, bu esa yuqori darajali signallar uchun
shovqin
signal
nisbatini
kamayishiga olib keladi (3.11- rasm).
Kompanderdan foydalanilganda erishiladigan yutuq 3.12- rasmda
ko‘rsatilgan (kompressor va eksponderdan tashkil topgan sxema
kompander deyiladi).
1-
kompanderdan foydalanmay diapazonini 128 ta teng oraliqlarga
bo‘lish;
2- xuddi shuni o‘zi, kompanderdan foydalanganda.
3.12- rasm
.
Kirish signali sathi funksiyasidagi signal / kvantlash
shovqini nisbati.
dB
61
Bu rasmda absissa o‘qida signal darajasi desibellarda ko‘rsatilgan,
ordinatalar o‘qida esa signalning R - darajalari va kvantlash shovqini
(desibellarda) ko‘rsatilgan. Absissalar o‘qiga 45
0
burchak ostida egilgan
birinchi to‘g‘ri chiziq kompander bo‘lmaganligida va butun diapazon 128
ta teng oraliqlarga bo‘lingan holdagi signal darajalari va kvantlash
shovqini nisbati R (desibellari) ni ifodalaydi. 2 - egri chiziq ham
diapazonni 128 ta oraliqlarga bo‘lishiga mos keladi, lekin bu holda
kompander ishlatilishi ko‘zda tutiladi. Rasmdan ko‘rinib turibdiki,
kompanderning ishlatilishi past darajali signallar uchun kvantlashning
signal/shovqin nisbatini ortishiga olib keladi (P
s1
dan kichik), R
s
>P
s1
,
signal darajasida esa- bu nisbatning kamayishiga olib keladi. 0
db
atrofida
signal darajalari uchun kvantlashning signal/shovqin nisbatining sezilarli
(darajalari uchun) kamayishi kompaderli sxema yuzaga keltiradigan
cheklanishlarni keltirib chiqaradi, bu esa kvantlash shovqiniga o‘xshash
buzilishlarga olib keladi. Kompanderlashdan hosil bo‘ladigan yutuq
quyidagi ifoda bilan aniqlanadi.
Qa
tg
G
lg
20
(3.5)
Bu yerda, G - detsibellarda ifodalangan kompanderlashdagi yutuq;
Q
a
- x nuqtadagi (3.12- rasm) X o‘qiga nisbatdan kompressiyaning
normallashgan tavsifining egilish burchagi.
Kompanderlashdan hosil bo‘ladigan yutuq faqatgina X = 0 nuqtada
emas, hatto X ning katta qiymatlarida ham mavjud bo‘lib, asta - sekin
no‘lgacha kamayib boradi, so‘ngra esa manfiy qiymatlarga ega bo‘ladi,
ya’ni kvantlashning signal/shovqin nisbatini kamayishiga olib keladi.
Kompanderlashdan olinadigan yutuq tavsifining birinchi hosilasi birga
teng bo‘lgan X ning qiymatlari uchun yutuq ham, yo‘qotishlar ham
bermaydi. Bu tavsifni texnik amalga oshirish muammosi hosil bo‘ladi.
Shuning uchun, logarifmik tavsif raqamli sxema yordamida olish
mumkin bo‘lgan bo‘lak chiziqli tavsifga almashtiriladi. Boshqa so‘z bilan
aytganda i - segmentli tavsif hosil qilinadi. Bunda har bir keyingi segment
diapazoni oshirib boriladi.
62
3.13- rasm
.
Segmentlarga bo‘linishi bilan kodlash tavsifi.
Signalni o‘zgartirishning oxirgi tadbiri bu kodlash. Kvantlash darajasi
soni oxiri bo‘lganligi uchun, ularning hammasiga nomer qo‘yish mumkin
(0 dan n- 1 gacha) va har bir nomerni ikkilangan kod so‘zi ko‘rinishida
keltirish mumkin (kod kombinasiyalari mantiqiy “1” va “0”dan). Natijada
signal n - bitli so‘zlar ketma ketligiga aylanadi, ya’ni raqamli bo‘ladi.
Agar mantiqiy “1” mos elektrik impulsga va mantiqiy “0” pauzaga
almashtirilsa,
amplitudaning
diskretlarini
signallar
kodli
guruhi
ko‘rinishida aloqa liniyasidan uzatish mumkin. Bunda signal impulslari bir
xil amplituda va bir xil pauzalar kombinasiyasi ko‘rinishida bo‘ladi (3.14-
rasm).
3.14- rasm
.
Liniyaviy kvantlashda kodlash.
AIM signalni liniyaviy o‘zgartirishdan tashqari kompressiya va
ekspanderlash, nochiziqli koderlash va dekoder hamda liniyaviy
kodlashdan so‘ng kodni raqamli o‘zgartirish yo‘li bilan raqamli
kompressiya usullari mavjud.
segmentlar
63
Raqamli
kompressiyada
signal
liniyaviy
koderda
analogli
kompressiyada qabul qilingan (masalan, 256) dan, ko‘p sonli kvantlash
qadami (masalan, qadam soni 4096) bilan kodlanadi. Keyin olingan 4096
kombinasiyadan faqat 256 tasi tanlab olinadi. 3.1- jadvalda o‘n ikki
simvolli kodli kombinasiyalarni sakkiz simvollikka o‘zgartirish usuli
keltirilgan.
3.1- jadval
12 razryadli kodni 8 razryadli kodga o‘zgartirish tamoyili
Segment
Kompressiyadan oldingi kod
Kompressiyadan
keyingi kod
7
S 1 W X Y Z . . . . . .
S 1 1 1 W X Y Z
6
S 0 1 W X Y Z . . . . .
S 1 1 0 W X Y Z
5
S 0 0 1 W X Y Z . . . .
S 1 0 1 W X Y Z
4
S 0 0 0 1 W X Y Z . . .
S 1 0 0 W X Y Z
3
S 0 0 0 0 1 W X Y Z . .
S 0 1 0 W X Y Z
2
S 0 0 0 0 0 1 W X Y Z .
S 0 1 0 W X Y Z
1b
S 0 0 0 0 0 0 1 W X Y Z
S 1 1 0 W X Y Z
1a
S 0 0 0 0 0 0 0 W X Y Z
S 0 0 0 W X Y Z
Sakkiz razryadli kodning birinchi S simvoli kompressiyadan
oldindagiga o‘xshab, diskretning ishorasi haqidagi axborotni olib keladi.
Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, kompressiya “nusbat” va «manfiy» diskretlari
uchun simmetrikdir. Kodli kombinasiyaning ikkinchi – A, uchinchi –V va
to‘rtinchi –S simvollari, kompressiyadan keyin kodlangan diskret
joylashgan segment nomerini aniqlaydi (segment nomerini o‘n ikki
razryadli kombinasiyaning WXYZ simvollari oldida yuzaga keladigan
nollar soni bo‘yicha aniqlanadi). 1a va 1b segmentlar 0 dan 32 gacha
bo‘lgan kvantlash qadamlarining nomerini o‘z ichiga oladi, ular
diskretlarning eng kichik qiymatlariga mos keladi.
WXYZ- belgilar o‘zgartirilmagan holda kompressiyadan so‘ng kodli
kombinasiyaga
ko‘chiriladi.
Kompressiyadan
so‘ng
kodli
kombinasiyalarning ikkinchi segmentida faqatgina 16 ta kvantlash
qadamining nomeri bo‘ladi. Bu nomerlarni oxirgi ikkilik belgini olib
tashlash yo‘li bilan 32 tadan 64 tagacha kvantlash qadamlarining
amplitudalarning diskretlariga mos 32 ta sondan olinadi. Shunga o‘xshash
keyingi segmentlarda 2,3... 6 ta ikkilik belgilarini olib tashlash yo‘li bilan
olingan 16 ta nomerdan iborat navbatdagi guruhlar joylashtiriladi.
64
Nochiziqli koder va dekoder kompander funksiyasi bilan shaxsiy
o‘zgartirgichlar funksiyasini birlashtiradi. Ular sxemasi va ishlash tamoyili
liniyaviy kodekni analogiyasidir. Farqi etalon manbani ulash ketma -
ketligi birmuncha boshqacha. Shu yordamida 8 simvolda diskretni yetarli
aniqlik darajasida kodlash mumkin (ekvivalent kodli kombinasiya
liniyaviy kodlashda 12 simvolni talab qiladi).
Agar koder 8 - simvolli kombinasiyaga A qonuni bo‘yicha
kompressiya bilan o‘zgartiradi deb, taxmin qilinsa, unda kodlash jarayoni
quyidagicha o‘tadi. Birinchi taktda yig‘indi oluvchi sxemadan nolinchi
signal tushganida kombinasiyani birinchi simvoli aniqlanadi (3.15- rasm).
3.15- rasm
.
Nochiziqli koder
Komparator yoki hal qilish sxemasi bir ma’noni anglatadi: kirish
signali nusbatmi yoki manfiymi, bunda ular chiqishda mos ravishda 1 yoki
0 simvoli bo‘ladi. Kod kombinasiyaning keyingi simvollarini aniqlashda
nusbat va manfiy diskretlar bir xil kodlanadi. Lekin nusbat diskretlarni
kodlash uchun qutbi nusbatli etalon manbai, manfiy diskretlar uchun,
manfiy qutb etaloni manbai ishlatiladi. Ikkinchi, uchinchi va to‘rtinchi
taktlar davomida diskret joylashgan segment aniqlanadi. Kodni
o‘zgartirgich 3.2- jadvalda ko‘rsatilganidek kodni o‘zgartirish usulini
ishlatadi. Nochiziqli dekoder 3.16- rasmda ko‘rsatilgan.
Nochiziqli kodlash 3.2- jadval tariqasida keltirilgan.
Kirish
AIM
Diskret qiymatni eslab
qoluvchi analogli xotira
qurilma
Komparator
Hal qilish sxemasi
Etalonni o`tkazish va
yig`indi olish
Ko`d o`zgartirgichi
Mantiqiy sxema
Chiqish
IKM
65
3.2- jadval
Nochiziqli kodlash
| 