Pagina:Codifica numerica del segnale audio.djvu/57

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2 - Rappresentazione numerica dei segnali 39

la quantizzazione il segnale in ingresso viene irrimediabilmente distorto, dato che si associa ad un intervallo di valori della grandezza in ingresso un unico valore di uscita, imponendo, così, che i campioni assumano ampiezze discrete. Ciò può essere visto come una compressione tramite riduzione di entropia della sorgente. Dal punto di vista degli effetti sul segnale, la quantizzazione è interpretabile come la somma all'ingresso di un segnale di rumore, detto rumore di quantizzazione, dato dalla differenza tra l’ingresso e l’uscita. Il livello del rumore dipende da quanto grossolana è l’approssimazione ottenuta con la quantizzazione che, a sua volta, dipende dal numero di livelli di quantizzazione e quindi dal numero di bit richiesto per una etichettatura univoca dei codici. Il numero di bit utilizzati nella codifica, dunque, è legato alla degradazione imposta al segnale e quindi al rapporto segnale rumore voluto.

Fissata in funzione della banda del segnale la frequenza di campionamento e quindi il numero di campioni al secondo f s, e fissato il numero di bit per campione R in funzione del rapporto segnale/rumore desiderato, rimane fissata la velocità f b del flusso numerico prodotto dai sistemi di conversione A/D e D/A

  (2.1)

Analizzando la banda necessaria per trasmettere numericamente un segnale si nota che tale codifica risulta essere estremamente inefficiente. La banda, infatti, risulta di un ordine di grandezza superiore a quella richiesta per la trasmissione analogica del segnale. D’altra parte, l’informazione presente in tale flusso numerico risulta essere estremamente ridondante e quindi comprimibile. Per qualsiasi segnale che non sia rumore bianco, infatti, i campioni non risultano indipendenti per il fatto di essere frutto dalla stessa sorgente e quindi frutto di una qualche legge di generazione {ridondanza). Inoltre, non considerando le caratteristiche della destinazione, non si fa nessuna analisi sulla “utilità” dei campioni stessi {irrilevanza). In particolare, le principali cause di ridondanza (fig. 2.2) possono essere ricondotte a:

  • disuniformità della distribuzione delle ampiezze: dato che, tipicamente, la distribuzione delle ampiezze del segnale non è uniforme, è possibile ridurre la precisione del quantizzatore (e quindi il numero dei livelli) per gli intervalli di minor interesse;