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量子化(Mid-riser型) 出力y 入力x 通信ネットワーク特論(量子化・符号化).

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1 量子化(Mid-riser型) 出力y 入力x 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

2 量子化(Mid-tread型) 出力y 入力x 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

3 量子化(対数) 出力y 入力x 入力にlog適用後、 均一量子化すれば実現可 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

4 μ則対数圧縮 ITU標準:μ=255 (北米、日本) 255 128 32 通信ネットワーク特論(量子化・符号化) -1 -0.5 0.5
0.5 1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 QUANTIZER CHARACTERISTIC INPUT OUTPUT 255 128 32 ITU標準:μ=255 (北米、日本) 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

5 量子化の例 2-bit midriser 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

6 量子化ノイズ 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

7 量子化ノイズのパワースペクトル密度 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

8 宿題1 以下の計算機シミュレーションを行う 振幅が1の正弦波を線形量子化し、量子化ノイズを測定する。
量子化器のビット数を2,3,4,5,6としたときの量子化ノイズパワーsq2[dB]を計算する 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

9 宿題1(続) これを以下の理論値と比較せよ 上記理論値を導け 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

10 宿題1(続) 2.音声信号を録音し、線形量子化と対数量子化し、SNを比較する。 4bitの線形量子化とm則圧縮を行う
通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

11 宿題1(続) 方法(計算機環境、言語等)、プログラムリスト、波形プロット等を必要に応じて含める。 結果と考察は必須。
音声信号を最大値1,0.1,0.01,0.001として正規化して線形、m則量子化のSNを計算する。 方法(計算機環境、言語等)、プログラムリスト、波形プロット等を必要に応じて含める。 結果と考察は必須。 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

12 音声信号の高能率符号化 音声は一般に冗長度が高い →うまく除去すれば情報圧縮可能 音声を波形として統計的性質を利用
波形符号化 高品質 高レート(低圧縮率) 音声の発生機構(声道モデル)を利用 情報源符号化 人工的な品質 低レート(高圧縮率) 双方を併用 ハイブリッド符号化 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

13 信号の冗長性を利用した圧縮(DPCM) 音声、画像等隣接サンプル間の相関が強い →うまく利用して伝送帯域圧縮
通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

14 DPCMの効果 入力x (音声) 差分 出力r r(t)=x(t)-x(t-1) 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

15 音声の情報源符号化 インパルス列 (声帯振動波) 有声 フィルタ (声道特性) × 無声 ノイズ ゲイン
通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

16 MPEG1オーディオ符号化 聴覚(マスキング)特性積極活用 3つのレイヤー *:標準レート、transparent quality
通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

17 マスキング 大きな音の周波数的近傍は聞こえない。 M:マスカー a, b: 聞こえない(マスクされる) c, d: 聞こえる マスキング閾値
音圧 f a M b c d 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

18 MPEG1 Layer Ⅲの構成 *:帯域内音レベル対量子化雑音レベルより算出 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

19 画像符号化 静止画像符号化 動画像符号化 ほとんどが直交変換(DCT)利用 画像の周波数偏在(低域集中)を利用 ほとんどがDCTベース
フレーム内、フレーム間差分符号化 動き補償:画面内の一部が平行移動した場合補正し、符号化効率稼ぐ 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

20 画像の2次元周波数(フーリエ)変換 原画像 フーリエ変換画像 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

21 原画像 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

22 2次元FFT画像 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

23 画像のフーリエ変換係数のジグザ・グスキャン
x,y両方向低周波成分から高周波に向けてスキャン 成分がある程度小さくなった点でスキャンを止める 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

24 静止画符号化 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

25 動画符号化 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

26 動き補償 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)

27 音声・画像符号化標準 通信ネットワーク特論(量子化・符号化)


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