압축

Companding
μ-law 압축 전(위) 및 후(아래) 신호

통신 및 신호 처리에서 컴판딩(가끔 컴판션이라고도 함)은 제한된 동적 범위를 가진 채널의 해로운 영향을 완화하는 방법입니다.이름은 compressing과 expanding의 합성어로, 각각 송신측과 수신측에서 컴파더의 함수입니다.컴팬딩을 사용하면 다이내믹 레인지 기능이 작은 설비에서 다이내믹 레인지의 큰 신호를 전송할 수 있습니다.컴판딩은 텔레포니 및 프로페셔널 무선 마이크나 아날로그 녹음등의 다른 오디오 애플리케이션에 채용되고 있습니다.

구조

신호의 동적 범위는 전송 전에 압축되어 수신기에서 원래 값으로 확장됩니다.이것을 하는 전자회로는 컴판더라고 불리며 마이크에 의해 녹음된 소리와 같은 아날로그 전자신호의 동적 범위를 압축하거나 확장함으로써 작동한다.한 가지 종류는 세 개의 증폭기, 즉 로그 증폭기, 가변 이득 선형 증폭기 및 지수 증폭기입니다.이러한 트리플렛은 출력전압이 조정가능한 전력으로 상승하는 입력전압에 비례하는 특성을 가지고 있습니다.

복합 양자화는 세 가지 기능 구성 요소, 즉 (연속 도메인) 신호 동적 범위 압축기, 제한된 범위 균일 양자화기 및 (연속 도메인) 신호 동적 범위 확장기의 조합입니다.이런 종류의 양자화는 텔레포니시스템에서 [1][2]자주 사용됩니다.

실제로 컴파일러는 간단한 아날로그 전자회로를 사용하여 구현에 적합하도록 설계된 비교적 단순한 다이내믹 레인지 압축기 기능에 따라 작동하도록 설계되어 있습니다.전기통신에 사용되는 가장 일반적인 컴포더 함수는 A-law 함수 및 μ-law 함수입니다.

적용들

컴판딩은 디지털텔레포니시스템에서 사용되며 아날로그-디지털 변환기에 입력하기 전에 압축한 후 디지털-아날로그 변환기 이후에 확장됩니다.이는 A-law 또는 μ-law 컴팬딩을 구현하는 T-carrier 전화 시스템과 같이 비선형 ADC를 사용하는 것과 동일합니다.이 방법은 낮은 비트 깊이에서 더 나은 Signal-to-Noise Ratio(SNR; 신호 대 잡음 비)를 얻기 위해 디지털 파일 형식에서도 사용됩니다.예를 들어 리니어 부호화된 16비트 PCM 신호는 8비트로 이행하기 전에 압축하고 16비트로 복귀한 후에 확장함으로써 적절한 SNR을 유지하면서 8비트 WAV 또는 AU 파일로 변환할 수 있다.이는 사실상 손실 오디오 데이터 압축의 한 형태입니다.

전문 무선 마이크는 마이크 오디오 신호의 동적 범위 자체가 무선 전송에 의해 제공되는 동적 범위보다 크기 때문에 이를 수행합니다.또, 압축하면,[3] 수신측의 노이즈나 크로스 토크 레벨도 감소합니다.

컴파일러는 콘서트 오디오 시스템 및 일부 노이즈 저감 방식에서 사용됩니다.

역사

아날로그 화상 전송 시스템에서 컴판딩의 사용은 1928년 AT&T의 A. B. Clark에 의해 특허 취득되었습니다([4]1925년 설립).

전류에 의한 화상 전송에 있어서, 송신하는 화상의 연속 소자의 광값에 대해 비선형적으로 전류를 송신하는 방법이 변화하고, 수신측에서는, 감광면의 대응하는 소자가 리크와의 역비선형적으로 변화하고 있다.전류를 흘렸다.

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1942년 Clark와 그의 팀은 SIGSALY 보안 음성 전송 시스템을 완성했습니다. 여기에는 PCM(디지털) [5]시스템에서 최초로 컴판딩을 사용하는 것이 포함됩니다.

1953년 B. Smith는 연속 근사 ADC 구성에서 비선형 DAC를 보완하여 디지털 압축 [6]시스템의 설계를 단순화할 수 있음을 보여주었다.

1970년에 H. Kaneko는 디지털 [7]전화에 채택된 세그먼트(부분 선형)의 통일된 기술을 개발했다.

1980년대(및 90년대)에는 많은 음악 기기 제조업체(Roland, Yamaha, Korg)가 디지털 신시사이저에서 라이브러리 파형 데이터를 압축할 때 컴판딩을 사용했습니다.유감스럽게도 정확한 알고리즘은 알려지지 않았으며, 이 문서에서 설명하는 컴판딩 방식을 사용한 제조업체도 없습니다.유일하게 알려진 사실은 제조업체가 언급한 기간 동안 데이터 압축을 사용했으며 일부에서는 이를 "복합"이라고 부르지만 실제로는 데이터 압축 및 [9]확장과 같은 다른 의미를 가질 수 있다는 것입니다.이는 메모리 칩이 종종 계측기에서 가장 비싼 부품 중 하나였던 80년대 후반으로 거슬러 올라갑니다.제조업체들은 보통 압축된 형태로 메모리 양을 인용했습니다. 즉, Korg Trinity의 24MB 물리 파형 ROM은 압축되지 않은 경우 48MB입니다.이와 유사하게, Roland SR-JV 확장 보드는 보통 '16MB-등가 콘텐츠'가 포함된 8MB 보드로 광고되었다.이 기술 정보를 부주의하게 복사하여 "등가성" 참조를 생략하면 종종 혼란을 일으킬 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ W. R. Bennett, "양자화된 신호의 스펙트럼", Bell System Technical Journal, Vol. 27, 446–472, 1948년 7월.
  2. ^ 로버트 M. 그레이와 데이비드 L.Neuhoff, "양자화", IEEE Transactions on Information Theory, Vol.IT-44, No.6, 페이지 2325-2383, 1998년 10월.doi:10.1109/18.720541
  3. ^ 무선 마이크에서의 컴포넌트 설명
  4. ^ 미국 특허, A. B. Clark, 1928-11-13 발행, AT&에 할당t
  5. ^ Randall K. Nichols and Panos C. Lekkas (2002). Wireless Security: Models, Threats, and Solutions. McGraw-Hill Professional. p. 256. ISBN 0-07-138038-8. companding a-b-clark pcm.
  6. ^ B. Smith, "양자화된 신호의 순간 압축", 벨 시스템 기술 저널, Vol. 36, 1957년 5월, 페이지 653-709.
  7. ^ H. Kaneko, "세그먼트 압축 법칙과 코덱과 디지털 압축기의 통합 공식", Bell System Technical Journal, 제49권, 1970년 9월, 페이지 1555–1558.
  8. ^ 사운드 디자이너 Eric Persing (Roland, Spectrasonics), 2010년 5월 29일 https://www.gearslutz.com/board/showpost.php?p=5446278&postcount=130
  9. ^ Dave Polich 사운드 디자이너, 2018년 1월 13일 https://www.gearslutz.com/board/showpost.php?p=13068220&postcount=146

외부 링크

무료 사전인 Wiktionary에서 컴팬딩을 찾아보세요.