Вид диаграммы условных вероятностей.

3. Формирование цифровых сообщений

3.1. Этапы аналого-цифрового преобразования. Параметры ацп. Как определить необходимую частоту дискретизации сигнала при ацп?

Этапы аналого-цифрового преобразования:

- дискретизация сигнала по времени;

- квантование сигнала по уровню.

Параметры АЦП:

- интервал дискретизации; - 0-уровень (уровень отсчета);

- диапазон квантования; - размер шага квантования.

Если в спектре сигнала присутствующая частота не выше, чем F, то для представления сигнала в виде последовательности дискретов без потери информации, частота дискретизации должна быть в 2 раза больше, чем F: f ≤ 2∙ F.

3.2. Понятие диапазона квантования, интервалов квантования, пороговых уровней, уровней квантования. Постановка задачи квантования.

Пусть x и x’обозначают соответственно значения отсчета сигнала до и после квантования. Предполагается, что x – случайная величина с плотностью вероятности p(x).

Задача квантования: выбрать такой набор пороговых уровней dj и уровней квантования rj, что если dj £ x £dj+1, то исходный отсчет заменяется на число, равное номеру (коду) уровня квантования rj и ошибка квантования минимальна.

3.3. Синусоидальный сигнал с амплитудой 1В следует преобразовать в цифровую форму таким образом, чтобы получить отношение "сигнал-шум" квантования не менее L дБ. Сколько потребуется разрядов для кодирования каждого дискрета при равномерном квантовании?

3.6. Причины возникновения эффекта "ложных контуров" при квантовании изображений и способы борьбы с ним (перечислить основные подходы).

Рассмотрим алгоритм ИКМ для кодирования изображений под названием «Квантование с улучшенной передачей градации яркости». Для борьбы с ложными контурами этот метод предусматривает малое возмущение яркости при квантовании очередного элемента, находящемся в детерминированной зависимости от яркости предшествующего по ходу развертки элемента.

Также можно выделить 2 алгоритма ИКМ для кодирования изображений:

- модуляция Робертса (псевдошумовое квантование);

- квантование с диффузией ошибки или квантование по Флойду-Стейнбергу.

3.7. Принципы и ключевые особенности дикм. Математическое представление дикм.

Ключевые особенности ДИКМ:

1) Наличие схемы предсказания и кодирование/передача не амплитуды очередного отсчета, а закодированной разности между предсказанным значением и реальным значением амплитуды очередного отсчета.

2) Обратная связь в кодере.

3.8. Параметры дикм. Понятие об адаптивной дикм.

Параметры ДИКМ:

- нулевой уровень отсчета (О);

- диапазон квантования [aL..aU] ;

- размер шага квантования (h, D).

АДИКМ – разновидность ДИКМ, которая изменяет какой-либо свой параметр при работе, т.е. происходит адаптация этого параметра. Ее виды:

- адаптация частоты дискретизации сигнала;

- адаптация коэффициентов предсказания;

- адаптация размера шага квантования.

3.9. Отличие дельта-модуляции от дикм. Виды искажений, типичные для кодера дм. В чем заключается сложность борьбы с этими видами искажений?

Дельта-модуляцию можно рассматривать как простейшую форму ДИКМ, в которой используется двухуровневый (однобитный) квантователь в сочетании с фиксированным предсказателем первого порядка. Простейшей формой квантования является компаратор, который обнаруживает и сообщает знак разности сигнала.

Два вида искажений:

- перегрузка по крутизне (шаг слишком мал). Вследствие слишком малого значения шага квантования для обработки сигнала, который имеет крутой наклон;

- гранулярный шум (шаг слишком велик). Он возникает при использовании размера шага, который слишком велик для сигнала, имеющего малые изменения.