kompandingalgoritmit

Kompandingalgoritmit ovat digitaalisessa signaalinkäsittelyssä käytettyjä menetelmiä, jotka muuttavat signaalin dynamiikka-aluetta. Dynaaminen alue tarkoittaa suurimman ja pienimmän signaalitehon suhdetta. Kompandingilla pyritään parantamaan signaalin laatua erityisesti tilanteissa, joissa käytettävissä oleva kvantisointiresoluutio on rajallinen, kuten digitaalisessa äänentoistossa tai telekommunikaatiossa.

Menetelmä koostuu kahdesta osasta: kompressoinnista ja ekspansioinnista. Kompressointi suoritetaan ennen signaalin kvantisointia tai siirtoa. Se pienentää signaalin dynaamista aluetta siten, että hiljaisemmat signaaliosat vahvistuvat ja voimakkaammat signaaliosat vaimenevat suhteellisesti. Tämän seurauksena hiljaiset signaalit saavat enemmän kvantisointibittejä käyttöönsä, mikä vähentää kvantisointikohinaa.

Toinen osa on ekspansiointi, joka suoritetaan signaalin vastaanottopäässä tai dekoodauksessa. Ekspansiointi kumoaa kompressoinnin vaikutuksen palauttaen signaalin alkuperäisen dynaamisen alueen. Tämä tapahtuu vahvistamalla hiljaisia signaaliosia ja vaimentamalla voimakkaita signaaliosia samassa suhteessa kuin kompressoinnissa.

Yleisimpiä kompandingalgoritmeja ovat mu-laki (μ-law) ja A-laki. Mu-lakiä käytetään yleisesti Pohjois-Amerikassa ja Japanissa, kun taas A-lakia käytetään Euroopassa ja muissa maissa. Nämä algoritmit eroavat toisistaan matemaattisen funktion suhteen, jota ne käyttävät dynamiikan muokkaamiseen. Molempien tavoitteena on tehokkaasti hyödyntää digitaalisen järjestelmän rajallisia resursseja ja parantaa signaalin kuuluvuutta ja laatua.