Recuantización (Parte I)

Published On Oct-05-2017

Transcripción

Existen distintas situaciones en las que será necesario acortar el wordlength de las muestras en una señal de audio digital. Dos ejemplos claros son cuando la salida digital de un dispositivo a 24 bits se conecta a la entrada de un dispositivo a 16 bits, o cuando una grabación a 24 bits debe exportarse en formatos de menor resolución, como 16 bits. Este último ejemplo es vivido a diario por los ingenieros de mastering cuando generas masters para CD, descarga o streaming.

Cuando una señal digital es atenuada por medio de DSP, se generan nuevos bits por debajo del punto decimal, lo cual preserva el wordlength de las muestras, aunque la señal se haya atenuado. Esto también preserva el efecto del dither en el extremo cercano al LSB, asegurando el comportamiento lineal del sistema. Esto mismo sucede en cualquier proceso de DSP que implique la multiplicación de muestras. Un claro ejemplo es el filtrado de señales por DSP.

Para reducir el wordlength de las muestras, no es posible desechar los bits de mayor orden, cercanos al MSB. En el sistema de complemento a dos, esto significaría perder el bit que indica el signo, generando clipping en las magnitudes positivas y desplazando verticalmente la amplitud de las magnitudes negativas. Por el contrario, si descartamos los bits cercanos al LSB, se perderá el efecto del dither que linealiza la respuesta del sistema, ya que el dither actúa principalmente en los bits de menor orden. ¿Cuál es entonces la solución cuando se desea reducir el wordlength?

Pues bien, al reducir la cantidad de bits disponible en un sistema, se reduce la cantidad de intervalos de cuantización disponibles. Por lo tanto, la señal original debe ser cuantizada de nuevo, según la nueva estructura de intervalos, permitida por el wordlength que se desea obtener. En la práctica, esto no se lleva a cabo exactamente así, sino por medio de la aproximación numérica de las magnitudes de mayor wordlength a la magnitud de menor wordlength más cercana. De esta manera, se emula lo que hubiera sucedido si la señal original hubiera sido cuantizada al wordlength menor durante la conversión A-D.

Figura 9.4. Recuantización

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