Pagina:Codifica numerica del segnale audio.djvu/297

Da Wikisource.
Jump to navigation Jump to search

7 - Codifica nel dominio della frequenza 279

7.2.4 Standard ISO/MPEG-1/Audio: Layer I

Un’implementazione di codifica per sottobande che tenga conto di modelli percettivi è stata proposta nel 1988 dall’ISO con standard MPEG-1 Audio [IS092], approvato poi nel 1992. Questo standard prevede 3 differenti tecniche di codifica, delle quali la prima (Layer I) deriva dal MUSICAM (Masking-pattern adapted Universal Sub-band Integrated Coding And Multiplexing), uno standard proposto da CCETT, IRT, Philips e Matsushita.

Il segnale in ingresso (campionato a 32,44.1 o 48 kHz e quantizzato su 16 bit) viene codificato in blocchi di 384 campioni. Il bit rate di uscita è fisso, ma selezionabile tra 14 differenti possibili valori che vanno da 32 a 448 kbit/s.

Il blocco d’ingresso è mappato in frequenza in 32 sottobande equispaziate di 750 Hz, con un campionamento di 48 kHz (fig. 7.9). Si nota come questa risoluzione è insufficiente per le bande critiche a frequenza più bassa, le cui ampiezze sono dell’ordine dei 100 Hz. La scomposizione in sottobande viene effettuata tramite un banco di 32 filtri FIR polifase a 512 coefficienti con cancellazione dell’aliasing [Appendice D], seguiti da una traslazione in banda base e da una decimazione con rapporto 32:1 (fig. 7.10). L’uscita del filtro è quindi esprimibile come:

 
  (7.28)

Ciascun blocco di 12 campioni consecutivi prodotti da ciascun filtro (384/32 campioni del segnale) è codificato tramite quantizzazione adattativa. Viene, infatti, trasmesso un fattore di scala (scalefactor), dato dal massimo valore assoluto delle ampiezze, che rappresenta la soglia di saturazione del blocco corrente. Codificando il fattore di scala su 6 bit ed utilizzando una risoluzione di 2 dB, la dinamica che ne deriva è di 96 dB. Il flusso necessario per la trasmissione di tale informazione è pari a 8 kbit/s.

Ricavato il fattore di scala, i campioni di ciascuna sottobanda sono poi normalizzati nell'intervallo [-1,1]. Questa caratteristica, che fa pensare ad una rappresentazione in virgola mobile delle ampiezze, fa spesso vedere il fattore