Ćwiczenie - Próbkowanie i kwantyzacja sygnału
Pliki dołączone do zasobu:
Opis zasobu:
Zamiana sygnału analogowego na cyfrowy jest związana ze stratą części informacji. Wiąże się to z koniecznością przeprowadzenia próbkowania i kwantyzacji sygnału. Obie te operacje muszą być tak dobrane, żeby zachowane były potrzebne informacje w sygnale cyfrowym. Przyjmuje się zakres częstotliwości sygnału cyfrowego od zera do połowy częstotliwości próbkowania (częstotliwości Nyquista). Kwantyzacja z kolei warunkuje dokładność zapisu amplitudy próbek. Na rys. 6.1 zilustrowany jest wpływ częstotliwości próbkowania na jakość sygnału. Sygnałem oryginalnym jest sygnał dźwiękowy próbkowany z częstotliwością 44100 Hz i skwantowany z rozdzielczością 16 bitów. Na dole rys. 6.1 przedstawiony jest ten sam sygnał, ale próbkowany czterokrotnie wolniej (z częstotliwością 11025 Hz). W tym samym oknie czasowym mieści się czterokrotnie mniej próbek (1000 próbek w sygnale oryginalnym i 250 próbek w sygnale przetworzonym). Widać też wyraźnie, że wysokie częstotliwości zostały utracone (sygnał jest bardziej „gładki”).
Rys. 6.1. Sygnał dźwiękowy oryginalny i próbkowany czterokrotnie wolniej
Z kolei na rys. 6.2 przedstawiono te same sygnały, ale kwantowane z różną rozdzielczością. Sygnał oryginalny jest zapisany z wykorzystaniem 16 bitów, a sygnał przetworzony 4 bitów. Oczywiście w przypadku dźwięku 4 bity nie są wystarczające do zachowania dobrej jakości dźwięku. Chodzi tu o pokazania zniekształceń amplitudy. Przebieg po skwantowaniu z rozdzielczością 4 bitów ma wyraźnie schodkowy charakter. Częstotliwość próbkowania w tym przypadku pozostała niezmieniona i wynosiła 44100 Hz.
Rys. 6.2. Sygnał dźwiękowy kwantowany z wykorzystaniem 16 bitów (góra) i 4 bitów (dół)