什么是抖動
編輯抖動是一種有意應用的噪聲形式,用于隨機化量化誤差,防止圖像中的大規模模式,如色帶。抖動通常用于數字音頻和視頻數據的處理,并且通常是將音頻制作成CD的最后階段之一。抖動的一個常見用途是將灰度圖像轉換為黑白圖像,使新圖像中的黑點密度接近原圖像的平均灰度水平。詞源......抖動的最早[應用]出現在第二次世界大戰中。飛機轟炸機使用機械計算機來進行導航和炸彈軌跡計算。奇怪的是,這些計算機(裝滿數百個齒輪的盒子)在飛機上飛行時表現得更準確,而在地面上則不那么好。工程師們意識到,飛機的振動減少了粘性移動部件的誤差。它們不再短促地移動,而是更連續地移動。小型振動電機被內置到計算機中,它們的振動被稱為"dither",來自中世紀英語動詞didderen,意思是顫抖。今天,當你敲擊機械表以提高其精確度時,你就是在應用抖動,而現代字典將抖動定義為一種高度緊張、混亂或激動的狀態。在微小的數量上,抖動成功地使一個數字化系統在良好的意義上多了一點模擬。-KenPohlmann,數字音頻原理二戰結束后不久,抖動一詞就發表在關于模擬計算和液壓控制槍的書籍中。雖然他沒有使用抖動這個術語,但抖動的概念是由LawrenceG.Roberts在他1961年的麻省理工學院碩士論文和1962年的文章中首次應用于減少量化模式。到1964年,抖動被用于本文所述的現代意義上。這種技術至少早在1915年就開始使用了,盡管不是以抖動的名義。在數字處理和波形分析中,抖動被用于許多使用數字處理和分析的不同領域。這些用途包括使用數字信號處理的系統,如數字音頻、數字視頻、數字攝影、地震學、雷達和天氣預報系統。量化會產生誤差。如果該誤差與信號相關,其結果有可能是周期性的或可預測的。在某些領域,特別是受體對這種偽影敏感的地方,周期性誤差會產生不希望出現的偽影。在這些領域,引入抖動將錯誤轉換為隨機噪聲。音頻領域是這方面的一個主要例子。人耳的功能很像傅里葉變換,它能聽到單個頻率。因此,耳朵對失真或額外的頻率內容非常敏感,但對所有頻率的額外隨機噪聲的敏感度要低得多,比如在抖動的信號中發現。
數字音頻
編輯在模擬系統中,信號是連續的,但在PCM數字系統中,從數字系統出來的信號的振幅被限制在一組固定的值或數字中。這個過程被稱為量化。每個編碼值都是一個離散的步驟......如果一個信號在沒有使用抖動的情況下被量化,就會出現與原始輸入信號相關的量化失真......為了防止這種情況,對信號進行抖動,這個過程在數學上完全消除了諧波或其他非常不理想的失真,并以一個恒定的、固定的噪聲水平取代它。進入光盤的音頻的最終版本只包含每個樣本的16比特,但在整個生產過程中,通常使用更多的比特來表示樣本。最后,數字數據必須減少到16比特,以便壓制到CD上并發行。有多種方法可以做到這一點。例如,我們可以簡單地丟棄多余的比特--稱為截斷法。我們也可以將多余的比特四舍五入到最接近的數值。然而,這些方法中的每一種都會導致結果中可預測和可確定的錯誤。使用顫振法可以用一個恒定的、固定的噪聲水平來代替這些錯誤。
抖動的例子
編輯6位截斷的例子音頻樣本16位正弦波截斷為6比特抖動到6比特播放這些文件時遇到問題?請看媒體幫助。以一個由以下數值組成的波形為例。對于任何原始波形,將波形振幅減少20%的過程都會產生規律性的錯誤。以一個正弦波為例,在某些部分,它與上述數值相匹配。每當正弦波的數值達到3.2時,截斷后的結果就會出現0.2的偏差,如上面的樣本數據。
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