Digitale Audiosignalverarbeitung by Udo Zölzer

By Udo Zölzer

Das Fachbuch Digitale Audiosignalverarbeitung stellt wissenschaftlich fundiert alle wesentlichen Informationen zusammen, die bei der Erzeugung, Bearbeitung und Nutzung digitaler Tonsignale bedeutsam sind. Ausgehend von der AD/DA-Umsetzung und der Quantisierung digitaler Signale widmet sich das Buch der Verarbeitung digitaler Signale mit entsprechenden Signalprozessoren, der Filtertechnik, der Raumsimulation, der Dynamikbeeinflussung sowie der Abtastratenumsetzung. In der three. Auflage wurde jedes Kapitel überarbeitet. Für die Multimediaanwendungen bedeutsam ist das neue erweiterte Kapitel Audio-Codierung. Es informiert über verlustlose und verlustbehaftete Codierungsverfahren und deren psychoakustische Grundlagen, über die MPEG1 Audio-Codierung, die MP3-Codierung sowie über neue Codierungsstandards.

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4 Zahlendarstellung Bit 31 30 1 -20 2- 1 29 1 2 -2 2 1 ° 1 2-291 2 -30 1 2-31 1 I I 2-30 1 2-31 1 2-32 1 Zweier-Komplement mit VZ Zweier-Komplement 22 1 2 ' 2° 1 Dualzahl mit VZ 22 20 1 Dual zahl I 2' Bild 2_30: Festkomma-Formate Die vorzeichenbehaftete fraktionale Darstellung (Zweier-Komplement) ist die übliche Form für digitale Audiosignale und für Algorithmen in Festkomma-Arithmetik. Zur Adressierung und bei Modulo-Operationen verwendet man die vorzeichenlose Dualzahl. 31 dargestellten Überlaufkennlinien, die bei der Durchführung von arithmetischen Operationen, insbesondere bei der Addition in der Zweier-Komplementdarstellung, zu beachten sind.

2 ............. , ......... 32: Rundungs-und Abschneidekennlinie Die Codierung von digitalen Audiosignalen erfolgt in der sogenannten ZweierKomplementdarstellung. Für die Zweier-Komplementdarstellung wird der Wertebereich von -Xmax bis +Xmax auf den Wertebereich von -1 bis +1 normiert (s. 33) . 125+·· ·+bw ·2-(w-l) dargestellt. Die Variablen b1 bis bw werden als Bits bezeichnet und können die Werte 1 oder 0 annehmen. 4 ZahlendarsteIlung 55 man als MSB (Most Significant Bit) und das Bit bw als LSB (Least Significant Bit).

25) E[Y m] dffl p (. 31) u=o schreiben läßt. Mit Glchg. 2 E 1 Dies gilt ebenfalls aufgrund der schwächeren Bedingung nach Sripad und Snyder [Sri77) aus dem nächsten Abschnitt. 2 Quantisierung 30 Statistik 2. Ordnung des Ausgangssignals eines Quantisierers Zur Beschreibung der spektralen Eigenschaften des Ausgangssignals werden zwei Ausgangswerte Yl (zum Zeitpunkt tl) und Y2 (zum Zeitpunkt t2) betrachtet. 35) und Yl Y2) rect ( Q' Q Y2 = rect (Yl Q). )] *[ sin(ul~) Q.. Q. 37) 00 PX1X2(jUl - jkuo,jU2 - jluo) k=-ool=-oo sin[(ul - kuo)~] (ul-kuo)~ sin[(u2 -luo)~] .

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