什么是dither

从SINEMEDIA连接来的《DITHER的意义》


高质量的数字音频系统必须具有大的动态范围。也就是说,它们必须能够忠实地重现非常大和非常小的声音,如音乐所要求的那样。在数字音频应用中,动态范围定义为:动态范围=20log(最大信号值/能够从噪音中分辨出来的最小信号值)动态范围主要取决于数字系统所采用的比特数,然而,可以采取其它一些能够进一步扩展数字音频系统的响应能力的技术,这其中就有抖动和压扩。本文主要介绍抖动。

在 量化过程中,每一个模拟采样必须映射到与它最接近的可用的数字电平。一个适当党校的信号能够以合理的精度捕捉到,但是小信号有可能完全丢失。抖动 (Dither)通过另一种策略来改善这种情况,即采样之前在模拟信号上加上少量的百噪音。噪音的频谱是平坦的。量化后,信号的形状具有新的奇妙的特性。 信号的原始形状可以通过计算这些点的滑动平均恢复。这样,信号在量化电平附近的变化就变得更明显,更多的信号原始特征被保留了下来。对于那些幅度小于一个 量化步长的小信号来说,这种作用尤其有益,否则信号有可能完全丢失。

抖动还有另一个好处。对于大多数信号,量化误差被假定是随机的,并且 独立于被编码的信号。这种假设导致量化噪音幅度的根均方(rms)值为Q/根下12, Q代表量化步长。遗憾的是,正弦输入的量化误差与信号并不是独立的,实际是以相同的周期变化的。结果在已量化的信号中就会出现与输入信号的谐波相联系的失 真。当在正弦信号上加入抖动后,量化噪音就被随机化了,但这要求抖动噪音的根均方幅度最好为Q/根下12才能得到这种效果。抖动的加入使噪音至少增加了一 倍,也就意味着总信噪比改变了10log(1/2)=-3dB。加上抖动后,信噪比降低为6.02N-1.24dB。尽管如此,其优点在于,在整个奈奎斯 特频带内噪音频谱是平坦的,对于重要信号谐波的平均影响较小。


另,在《计算机仿真》中《dither在语音信号量化系统中的应用》的论文中,这样叙述:

在多媒体信号处理中,由于量化误差是输入信号的函数,使得语音信号产生信号失 真和噪声调制。引入具有适当统计特性的dither(随机扰动),会使语音误差听起来象是白噪声。在适当压缩了数据量的同时,有效地提高了语音质量。

2 Responses to “什么是dither”

  1. luyao’s studio » Blog Archive » 什么是dither (2) Says:

    [...] 写过一次,什么是dither。借到一本The Routledge Guide to Music Technology,翻了翻dither,敲来这里: [...]

  2. Bill202084405','56738413billy@msn.com','','158.113.181.77','2008-03-08 22:07:53','2008-03-08 22:07:53','','0','lynx','comment','0','0'),('0', '', '', '', '', '2008-03-09 22:07:53', '2008-03-09 22:07:53', '', 'spam', '', 'comment', '0','0' ) /* Says:

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