băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số

Chữ trắng BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO VIỆN ðẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ ðỀ TÀI: BĂNG LỌC SỐ VÀ ỨNG DỤNG NÉN TÍN HIỆU AUDIO SỐ HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN: PHẠM TUẤN DIỆU CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ðIỆN TỬ Mã số: 102 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TRUNG Hà Nội - Năm 2011 Chữ trắng Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu b LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Quốc Trung. Các số liệu, kết quả trong luận văn tốt nghiệp là do chính bản thân tôi nghiên cứu, thí nghiệm và thực nghiệm . TÁC GIẢ Phạm Tuấn Diệu Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu c Môc lôc Trang LỜI CAM ðOAN b danh môc h×nh vÏ e DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT g Lời nói ñầu 1 CHƯƠNG I. KỸ THUẬT LỌC SỐ NHIỀU NHỊP 3 1.1. ðịnh nghĩa về hệ thống lọc số nhiều nhịp 3 1.2. Phép phân chia và bộ lọc phân chia 4 1.2.1. Phép phân chia theo hệ số M 4 1.2.2. Bộ lọc phân chia 6 1.3. Phép nội suy và bộ lọc nội suy 9 1.3.1. Phép nội suy với hệ số nguyên L 9 1.3.2. Bộ lọc nội suy 11 1.4. Thay ñổi nhịp lấy mẫu và bộ lọc biến ñổi nhịp lấy mẫu với hệ số M/L không nguyên 13 1.4.1. Thay ñổi nhịp lấy mẫu với hệ số M/L 13 1.4.2. Bộ lọc biến ñổi nhịp lấy mẫu với hệ số M/L không nguyên 17 1.5. Phân hoạch nhiều pha (Polyphase Decomposition) 20 1.5.1. Phân hoạch nhiều pha hai thành phần 20 1.5.2. Phân hoạch nhiều pha M thành phần 21 1.5.3. Phân hoạch nhiều pha loại hai 23 1.6. Cấu trúc nhiều pha của bộ lọc biến ñổi nhịp lấy mẫu 25 1.6.1. Cấu trúc nhiều pha của bộ lọc phân chia 25 1.6.2. Cấu trúc nhiều pha của bộ lọc nội suy 28 1.6.3. Cấu trúc nhiều pha của các bộ lọc biến ñổi nhịp hệ số M/L không nguyên 31 CHƯƠNG II. BĂNG LỌC SỐ 35 2.1. Khái quát chung về băng lọc số 35 2.1.1. Băng lọc phân tích 35 2.1.2. Bămg lọc tổng hợp 37 2.1.3. Băng lọc DFT 38 2.2. Bộ lọc gương cầu phương 42 2.2.1. Băng lọc số nhiều nhịp hai kênh và băng lọc gương cầu phương QMF 42 2.2.2. Phân tích các sai số trong băng lọc số nhiều nhịp 44 2.2.3. Băng lọc QMF 2 kênh không có hư danh 47 2.2.4. Biểu diễn theo phân hoạch nhiều pha băng lọc số QMF 48 Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu d 2.3. Băng lọc số nhiều nhịp M kênh 49 2.3.1. Băng lọc số QMF M kênh 49 2.3.3. Biểu diễn nhiều pha băng lọc số nhiều nhịp M kênh 51 2.4. Hệ thống khôi phục hoàn hảo (Perfect Reconstruction) 53 2.4.1. Hệ thống khôi phục hoàn hảo ñơn giản 53 2.4.2. Hệ thống khôi phục hoàn hảo ñơn giản M kênh 54 2.4.3. Hệ thống khôi phục hoàn hảo tổng quát 54 2.5. Băng lọc giả QMF ñiều chế cosin 55 CHƯƠNG III. ỨNG DỤNG CỦA BĂNG LỌC SỐ 61 3.1. Kỹ thuật ghép kênh 61 3.1.1. Ghép kênh phân thời gian (Time Division Multiplex: TDM) 61 3.1.2. Tách kênh phân thời gian 61 3.1.3. Ghép kênh phân tần số (Frequency Division Multiplex: FDM) 62 3.1.4. Tách kênh phân tần số 62 3.1.5. Chuyển ñổi ghép kênh (transmultiplexer) 63 3.2. Mã hóa băng con và cấu trúc dạng cây của băng lọc số QMF 63 3.2.1. Mã hóa băng con 63 3.2.2. Cấu trúc dạng cây ñơn phân giải (uniform resolution) 64 3.2.3. Cấu trúc dạng cây ña phân giải (multi resolution) 67 3.3. Xử lý tín hiệu audio 69 3.3.1. ðặt vấn ñề 69 3.3.2. Mã hóa và nén tín hiệu audio 71 3.3.2.1. Mã hóa cảm quan tín hiệu audio 72 3.3.2.2. Nén tín hiệu audio 72 3.3.3.3. Giới thiệu chuẩn mã hóa tín hiệu âm thanh MPEG 75 3.4. Bộ xử lý tín hiệu số DSP TMS320VC5416 DSK 82 3.4.1. Giới thiệu bộ xử lý tín hiệu số. 82 3.4.2. Hình ảnh và tính năng của Kít TMS320VC5416 83 3.4.2.1. Tổng quan về kit TMS 320VC5416 DSK 83 3.4.2.2. Các lĩnh vực ứng dụng của TMS320VC5416 DSK 87 KẾT LUẬN 88 Phô lôc: Ch−¬ng tr×nh M« pháng bé läc sè B Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu e danh môc h×nh vÏ Trang Hình 1.1. Hệ thống phân chia M 3 Hình 1.2. Hệ thống nội suy 4 Hình 1.3. Phép phân chia trong miền n 4 Hình 1.4. Sơ ñồ tương ñương khi cho x a (t) qua bộ lấy mẫu với F S =F Ny 6 Hình 1 5. Sơ ñồ tổng quát bộ lọc phân chia 7 Hình 1.6. Hai sơ ñồ tương ñương thực hiện phép lọc phân chia 8 Hình 1.7. Bộ nội suy 9 Hình 1.8. Biểu diễn bộ nội suy dạng không chuẩn hóa 10 Hình 1.9. Biểu diễn bộ nội suy trong miền z 10 Hình 1.10. Sơ ñồ tổng quát bộ lọc nội suy 11 Hình 1.11. Hai sơ ñồ tương ñương thực hiện phép lọc nội suy 12 Hình 1.12. Bộ biến ñổi nhịp hệ số M/L không nguyên 14 Hình 1.13. Bộ biến ñổi nhịp [↑↓M/L] (hình a) và [↓↑M/L] (hình b) 14 Hình 1.14. Bộ lọc biến ñổi nhịp lấy mẫu hệ số M/L không nguyên 17 Hình 1.15. Sơ ñồ minh họa cách chọn tần số cắt ω C của H(e jω ) 18 Hình 1.16. Sơ ñồ khối bộ lọc biến ñổi nhịp hệ số M/L với 1 bộ lọc thông thấp 18 Hình 1.17. Sơ ñồ cấu trúc nhiều pha hai thành phần dạng tổng quát của H(z) 21 Hình 1.18. Sơ ñồ cấu trúc nhiều pha M thành phần dạng tổng quát của H(z) 23 Hình 1.19. Cấu trúc nhiều pha loại 2 M thành phần 24 Hình 1.20. Bộ lọc phân chia có cấu trúc nhiều pha 25 Hình 1.21. Bộ lọc phân chia có cấu trúc nhiều pha (dạng 2) 26 Hình 1.22. Bộ lọc phân chia có cấu trúc nhiều pha (dạng 3) 26 Hình 1.23. Bộ lọc phân chia FIRH↓M trực tiếp 27 Hình 1.24. Bộ lọc nội suy có cấu trúc nhiều pha 28 Hình 1.25. Bộ lọc nội suy có cấu trúc nhiều pha (dạng 2) 29 Hình 1.26. Bộ lọc nội suy có cấu trúc nhiều pha (dạng 3) 29 Hình 1.27. Bộ lọc nội suy trực tiếp FIR↑LH 30 Hình 1.28. FIR↑H↓M/L trực tiếp 31 Hình 1.29. Cấu trúc nhiều pha loại 1 của bộ lọc biến ñổi nhịp hệ số M/L 32 Hình 1.30. ↑H↓M/L nhiều pha M thành phần (dạng tối ưu) 32 Hình 1.31. Cấu trúc nhiều pha loại 2 của bộ lọc biến ñổi nhịp hệ số M/L 33 Hình 1.32. ↑H↓M/L nhiều pha L thành phần (dạng tối ưu) 33 Hình 2.1. Băng lọc số phân tích 35 Hình 2.2. Cấu trúc nhiều pha loại 1 M thành phần của bank lọc số phân tích 37 Hình 2.3. Băng lọc số tổng hợp 37 Hình 2.4. Cấu trúc nhiều pha loại 2 M thành phần của băng lọc số tổng hợp 38 Hình 2.5. Cấu trúc băng lọc DFT 40 Hình 2.6. Minh họa quan hệ giữa H 0 (e jω ) và H 1 (e jω ) 41 Hình 2.7. Băng lọc số nhiều nhịp hai kênh 42 Hình 2.8 43 (a): ðáp ứng biên ñộ của bộ lọc số lý tưởng 43 (b); (c); (d): Các trường hợp ñáp ứng biên ñộ của bộ lọc số không lý tưởng 43 Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu f Hình 2.9. Cấu trúc nhiều pha của băng lọc phân tích và băng lọc tổng hợp 49 Hình 2.10. Băng lọc số QMF hai kênh dưới dạng cấu trúc nhiều pha. 49 Hình 2.11. Sơ ñồ tổng quát băng lọc số QMF M kênh 50 Hình 2.12. Sơ ñồ biểu diễn nhiều pha băng lọc số nhiều nhịp QMF M kênh. 51 Hình 2.13. Biểu diễn nhiều pha băng lọc số nhiều nhịp QMF M kênh (dạng 2).52 Hình 2.14. Cấu trúc nhiều pha băng lọc số nhiều nhịp 52 Hình 2.15. Sơ ñồ băng lọc số khôi phục hoàn hảo 2 kênh chỉ dùng các bộ trễ. .53 Hình 2.16. Sơ ñồ tổng quát hệ thống khôi phục hoàn hảo ñơn giản M kênh. 54 Hình 2.17. Dàn lọc phân tích giả QMF ñược tạo thành từ mạch lọc prototype P 0 (z). 55 Hình 2.18. a) ðáp ứng biên ñộ của mạch lọc prototype P 0 (z); 56 b) ðáp ứng biên ñộ của các phiên bản của P 0 (z) bị dịch chuyển sang phải 56 Hình 3.1. Sơ ñồ tổng quát bộ ghép kênh phân thời gian. 61 Hình 3.2. Sơ ñồ tổng quát bộ tách kênh phân thời gian. 61 Hình 3.3. Cấu trúc tổng quát bộ ghép kênh theo tần số 62 Hình 3.4. Sơ ñồ tổng quát bộ tách kênh phân tần số 62 Hình 3.5. Sơ ñồ mô tả bộ chuyển ñổi ghép kênh TDM  FDM  TDM. 63 Hình 3.6. Băng lọc số 2 kênh 63 Hình 3.7. Cấu trúc dạng cây ñơn phân giải (hình a) 65 và ñồ thị tần số tương ứng của băng lọc phân tích 4 kênh (hình b). 65 Hình 3.8. Cấu trúc dạng cây ñơn phân giải của băng lọc tổng hợp 4 kênh. 66 Hình 3.9. Sơ ñồ tương ñương của băng lọc số 4 kênh phân tích và tổng hợp. 66 Hình 3.10. Cấu trúc dạng cây ña phân giải (hình a) và ñồ thị tần số tương ứng của băng lọc phân tích 2 tầng (hình b) 67 Hình 3.11. Cấu trúc dạng cây ña phân giải của băng lọc số tổng hợp 2 tầng 68 Hình 3.12. Sơ ñồ tương ñương của băng lọc số 2 tầng phân tích và tổng hợp 68 Hình 3.13 69 H a (ω a ): Bộ lọc tương tự thông thấp không lý tưởng với tần số cắt f ac = 22 kHz.69 Hình 3.14 70 Hình 3.15. Bộ biến ñổi tương tự - số kiểu mới dùng lọc số nhiều nhịp 70 Hình 3.16. ðồ thị tần số của bộ biến ñổi tương tự - số kiểu mới 71 Hình 3.17. Phân chia dải tần tai người nghe ñược thành các băng con và lượng tử hóa 72 Hình 3.18 Kết hợp hiệu ứng mặt lạ tần số với mặt lạ thời gian 72 Hình 3.19. ðáp ứng biên ñộ của 5 băng lọc phân tích 73 Hình 3.20. a) Cấu trúc 3 tầng của dàn lọc QMF phân tích 5 kênh 74 b) Sơ ñồ tương ñương 74 Hình 3.21.(a) Tín hiệu âm thanh lối vào và mật ñộ phổ công suất 75 (b) Tín hiệu âm thanh lối ra và mật ñộ phổ công suất 75 Hình 3.22. Sơ ñồ khối bộ mã hóa MPEG-1 layer 1 (kênh ñơn) 76 Hình 3.23. Sơ ñồ khối bộ giải mã hóa MPEG-1 layer 1 và layer 2 (2 kênh) 77 Hình 3.24. Sơ ñồ khối bộ mã hóa MPEG-1 layer 2 (kênh ñơn) 77 Hình 3.25. Sơ ñồ khối bộ mã hóa âm thanh MPEG-1 layer 3 (kênh ñơn) 78 Hình 3.26. Sơ ñồ khối bộ giải mã hóa âm thanh MPEG-1 layer 3 (hai kênh) 78 Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu g DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt DSP Digital Signal Processing Xử lý số tín hiệu DCT Discrete Cosine Transform Biến ñổi Cosin rời rạc IDCT Inverser Discrete Cosine Transform Biến ñổi Cosin rời rạc ngược FFT Fast Fourier Transform Biến ñổi Fourier nhanh DFT Discrete Fourier Transform Biến ñổi Fourier rời rạc IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến ñổi Fourier rời rạc ngược STFT Short-Time Fourier Tranform Phép biến ñổi Fourier thời gian ngắn CWT Continuous Wavelet Transform Biến ñổi Wavelet liên tục DWT Discrete Wavelet Transform Biến ñổi Wavelet rời rạc IDWT Inverse Discrete Wavelet Transform Biến ñổi Wavelet rời rạc ngược FIR Finite Impulse Response Bộ lọc không ñệ quy IIR Infinite Impulse Response Bộ lọc ñệ quy QMF Quadrature Mirror Filter bank Bộ lọc số gương cầu phương PR Perfecr Reconstruction Khôi phục hoàn hảo TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân thời gian FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân tần số SBC Subband Coding Mã hóa băng con MRA Multi Resolution analysis Phân tích ña phân giải MPEG Motion Picture Experts Group Chuẩn nén âm thanh số của ủy ban MPEG quốc tế JPEG Joint Photographic Experts group Chuẩn nén ảnh số của ủy ban JPEG quốc tế PSNR Peak Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu ñỉnh trên nhiễu SPIHT Set partitioning in hierarchical trees Phương pháp mã hóa phân cấp theo phân vùng EZW Embedded Zerotree Wavelet Phương pháp mã hóa wavelet Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số CBHD.PGS.TS Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu h cây zero Luận văn thạc sỹ CBHD: PGS.TS. Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu 1 Lời nói ñầu Trong những năm gần ñây kỹ thuật ðiện tử - Viễn thông ñã và ñang phát triển như vũ bão, không ngừng phát triển, ñổi mới công nghệ. ðã tạo ra cuộc cách mạng về công nghệ cùng với các nền khoa học của nhân loại. Bản thân tác giả hiện nay là người ñang giảng dạy và làm việc trong ngành kỹ thuật ðiện tử và truyền thông, liên quan ñến các lĩnh vực xử lý tín hiệu số. Nên ñược tiếp xúc và ñược nghiên cứu các thiết bị về xử lý tín hiệu số. ðược sự ñộng viên, hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Quốc Trung - Trường ðại học Bách khoa Hà Nội, tác giả ñã chọn luận văn tốt nghiệp cho mình với ñề tài: Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số. Mục ñích nghiên cứu của luận văn về mã hóa băng con, cơ sở của mã hóa băng con, ứng dụng của mã hóa băng con trong lĩnh vực nén tín hiệu số, ñặc biệt trong các kỹ thuật nén âm thanh. Luận văn ñược trình bày theo kết cấu gồm: Chương 1. Kỹ thuật lọc số nhiều nhịp. Chương 2. Băng lọc số: Giới triệu về các các băng lọc phân tích, băng lọc tổng hợp. ðây là nền tảng ñể hình thành mô hình mã hóa băng con. Chương 3. Trình bày ứng dụng của băng lọc số về ghép kênh và mã hoá băng con, giới thiệu về các chuẩn nén MPEG, JPEG và kít TMS320VC5416DSK Phụ lục gồm các chương trình mô phỏng bằng phần mềm MATLAB: chương trình minh họa quá trình tăng, giảm tốc ñộ mẫu trong miền thời gian; thiết kế băng lọc DFT ñồng nhất, băng lọc QMF 2 kênh không chồng phổ pha tuyến tính; chương trình minh họa tín hiệu audio truyền qua băng lọc ña phân giải QMF 5 kênh. Phương pháp nghiên cứu: + Thu thập tài liệu liên quan ñến băng lọc số và ứng dụng của băng lọc số . + ðọc, dịch tài liệu ñể hiểu các vấn ñề về phân ñường trong viễn thông, nén tín hiệu số sử dụng mã hóa băng con. + Xin ý kiến người hướng dẫn khoa học về các vấn ñề trên. + Xin ý kiến của những người khác quan tâm ñến lĩnh vực này. Luận văn thạc sỹ CBHD: PGS.TS. Nguyễn Quốc Trung Học viên: Phạm Tuấn Diệu 2 Qua thời gian viết luận văn với ñề tài Băng lọc số và ứng dụng mà cụ thể là mã hóa âm thanh ñược ứng dụng vào nén tín hiệu âm thanh số, tác giả ñã có những gặt hái nhất ñịnh về lĩnh vực này, là tiền ñề cho những nghiên cứu tiếp theo về sau. ðể hoàn thành bản luận văn này: Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Quốc Trung ñã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, giúp ñỡ em trong quá trình thực hiện luận văn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa ðiện tử - Thông tin Viện ðại học Mở Hà Nội, khoa Sau ðại Học và các thầy, cô giáo ñã giảng dạy và quản lý lớp cao học ðiện tử Viễn thông khóa 2009 - 2011. Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ñạo trường Cao ñẳng Công nghiệp Nam ðịnh, khoa ðiện và ðiện tử ñã tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng nghiệp và gia ñình ñã ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn . Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp Cao học khoá 2009 - 2011 ñã giúp tôi hoàn thành khóa học. Trong quá trình làm luận văn bản thân tôi ñã cố gắng tìm tòi thu thập và dịch tài liệu, nghiên cứu những vẫn ñề mình ñược học. Với khả năng, kiến thức của mình, bản luận văn còn những thiếu sót, rất mong ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo. Tôi cũng mong nhận ñược sự góp ý của các ñồng nghiệp và mọi người quan tâm ñến lĩnh vực này. Hà Nội, tháng 10 năm 2011 Học viên Phạm Tuấn Diệu [...]... con (subband coding) dùng trong x lý âm thanh, hình nh và ng d ng phân ñư ng trong vi n thông Vi c nghiên c u l c s nhi u nh p th c ch t là nghiên c u và t ng h p các b l c phân chia (decimation filter), b l c n i suy (interpolation filter), các băng l c phân tích và t ng h p, bi u di n pha và c u trúc nhi u pha Nguyên lý cơ b n c a b l c phân chia và n i suy là nguyên lý thay ñ i nh p l y m u 1.1 ð nh... TS' = S FS L ð hi u rõ phép n i suy v m t b n ch t, ta s bi u di n tín hi u vào và ra c a b n i suy d ng không chu n hóa như hình 1.8 (chu n hóa ñư c hi u là chu n hóa theo chu kỳ l y m u) ↑L n y↑L(n) = x(n TS' ) = x( TS ) L x(nTS) Hình 1.8 Bi u di n b n i suy d ng không chu n hóa Như v y, tín hi u r i r c vào b n i suy là x(nTS) thì tín hi u ra s tr thành n L x(n TS' ) = x( TS ) * Bi u di n phép n... h th ng tuy n tính b t bi n có ñáp ng xung là: h(n) n = -∞, , +∞ ∞ và có hàm truy n ñ t là H(z): ∑ h(n) z H(z) = −n n = −∞ Bây gi ta phân dãy h(n) làm hai thành ph n ng v i n ch n và n l , v y ta có: h(n) h(2r) và h(2r+1) H(z) = ∑ h( 2r ) z ∞ V y: −2 r ∞ + r = −∞ ∑ h(2r + 1) z r = −∞ ∞ ∞ r = −∞ r = −∞ ∑ h(2r ) z −2r + z −1 ∑ h(2r + 1) z −2r H(z) = g i e0(r) = h(2r) và e1(r) = h(2r+1) ∞ và ñ t: − ( 2... ng ph và như v y nó không làm m t thông tin - Phép n i suy làm tín hi u x(n) giãn r ng trong mi n th i gian (n u n là th i gian) thì s d n ñ n hi n tư ng co h p trong mi n t n s , ñây chính là tính ch t c a phép bi n ñ i Fourier - Phép n i suy làm chèn thêm L-1 m u có biên ñ 0 vào gi a hai m u c a x(n) thì trong mi n t n s s t o ra (L-1) b n sao ch p ph cơ b n, t c là L-1 b n sao ch p này s chèn vào... phân chia và b n i suy b i vì phép phân chia và n i suy không có tính ch t giao hoán B phân chia, b n i suy và b bi n ñ i nh p l y m u là nh ng h th ng không ph i b t bi n theo bi n s n, t c là, chúng là các h th ng thay ñ i theo bi n s n Như v y nói chung thì y↑↓M/L(n) ≠ y↓↑M/L(n) m c dù t l thay ñ i nh p l y m u ñ u là M/L Tuy nhiên cũng có trư ng h p y↑↓M/L(n) = y↓↑M/L(n) n u quan h gi a M và L th... ↓↑M/L y↓↑(n) ≡ y↓↑M/L(n) b) Hình 1.13 B bi n ñ i nh p [↑↓M/L] (hình a) và [↓↑M/L] (hình b) N u M > L thì b thay ñ i nh p làm nhi m v nén tín hi u theo t l M/L H c viên: Ph m Tu n Di u 14 Lu n văn th c s CBHD: PGS.TS Nguy n Qu c Trung N u M < L thì b thay ñ i nh p làm nhi m v giãn tín hi u theo t l L/M * Bi u di n trong mi n z: Xét quan h vào ra c a b bi n ñ i nh p ↑↓M/L, ta có phép bi n ñ i nh p sau: ↑↓M/L... lĩnh v c x lý tín hi u vì nó có th tăng t c ñ tính toán trong các b l c s b ng cách gi m s phép nhân ph i th c hi n trong m t giây Do tính ch t ưu vi t c a k thu t l c s nhi u nh p, nó ñã ñư c nghiên c u r t nhi u trong nh ng năm g n ñây và ñã thu ñư c nh ng k t qu kh quan, ñư c ng d ng trong x lý ti ng nói, âm thanh s , hình nh, k thu t antenna ð c bi t hai ng d ng chính c a nó là mã hóa băng con (subband... l c phân chia FIRH↓M, ta th y r ng ñ i v i FIRH↓M tr c ti p, ñ tính m t m u ñ u ra yH↓M(n) chúng ta c n N phép nhân và (N-1) phép c ng Theo hình 1.23 ta th y r ng tín hi u vào x(n) qua các b tr z-1 r i ñư c nhân v i h s h(n), sau ñó c ng l i ta ñư c m t giá tr c a yH(n) Còn trong th i gian th c, các b tr z-1 chính là b ghi d ch, x(n) ñi vào các b ghi d ch theo t ng th i ñi m c a xung ñ ng b , ta g i... t ti n - Còn ñ i v i FIRH↓M nhi u pha M thành ph n (minh ho trên hình 1.22) thì trư c khi ñi vào các kh i l c Em(z) thì các m u n m gi a hai m u Mn và M(n+1) không còn n a, t c là nh p l y m u ñã ñư c gi m ñi M l n, kho ng th i gian gi a hai m u trư c khi ñi vào Em(z) bây gi là MTS Như v y các phép tính nhân và c ng s ñư c th c hi n trong kho ng th i gian MTS Hơn n a chi u dài c a các b l c H c viên:... tương ñương th c hi n phép l c phân chia Ký hi u phép l c trên hình 1.6.a là [H(zM)↓M] và 1.6.b là [↓MH(z)], v y có th vi t: H(zM)↓M ≡ ↓MH(z) S ñ ng nh t c a hai sơ ñ r t có giá tr trong các ng d ng th c t ñ th c hi n các b l c và các băng l c * Bi u di n phép l c phân chia trong mi n t n s : ðánh giá X(z), H(z), YH(z) và YH↓M(z) trên vòng tròn ñơn v trong m t ph ng z ta s có cách bi u di n phép l c phân . tài: Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số. Mục ñích nghiên cứu của luận văn về mã hóa băng con, cơ sở của mã hóa băng con, ứng dụng của mã hóa băng con trong lĩnh vực nén tín hiệu số, . hóa và nén tín hiệu audio 71 3.3.2.1. Mã hóa cảm quan tín hiệu audio 72 3.3.2.2. Nén tín hiệu audio 72 3.3.3.3. Giới thiệu chuẩn mã hóa tín hiệu âm thanh MPEG 75 3.4. Bộ xử lý tín hiệu. ðáp ứng biên ñộ của bộ lọc số lý tưởng 43 (b); (c); (d): Các trường hợp ñáp ứng biên ñộ của bộ lọc số không lý tưởng 43 Luận văn thạc sỹ Băng lọc số và ứng dụng nén tín hiệu audio số