2.4.2. Влияние ошибок, возникающих при передаче, на качество звука

При передаче цифровых сигналов по линиям связи нельзя ожидать, что ошибки будут появляться с частотой, меньшей (т. е. одна ошибка на 106 чисел), поэтому детально было проанализировано влияние ошибок, возникающих при передаче, на восприятие музыки. На рис. 2.20 показано, как воспринимаются на слух ошибки в отдельных разрядах отсчетов в зависимости от положения разряда. Данные были получены во время пауз музыкальных передач. Заметим, что ошибки в старших разрядах всегда оцениваются как нежелательные, так как они проявляются в виде отчетливого щелчка, если даже появляются с частотой Ошибки в младших разрядах, наоборот, малозаметны даже при сравнительно высокой (вплоть до частоте появления [23].

При передаче старших разрядов вопрос о применении кодов с исправлением ошибок или же кодов с проверкой на четность в основном решался, исходя из условия допустимой сложности аппаратуры. Для определения наличия ошибок в старших разрядах применялся простой -разрядный код с проверкой на четность.

В случае обнаружения ошибки при приеме в сигнал вместо неправильного отсчета вводился новый. Для определения наиболее эффективного метода маскировки ошибки было исследовано несколько алгоритмов. В их число входили:

1) глушение: подстановка нулевого отсчета;

2) экстраполяция нулевого порядка (простая): повторение предыдущего отсчета;

3) интерполяция первого порядка (линейная): усреднение двух соседних отсчетов;

4) экстраполяция первого порядка (линейная): определение отсчета по двум предыдущим.

Эффективность различных алгоритмов маскировки зависит от характера музыки, передаваемой в момент появления ошибки. В паузах все они эквивалентны, так как дают нулевой отсчет. При низких музыкальных тонах интерполяция первого порядка позволяет получить наилучшее приближение к фактическому сигналу. Экстраполяция нулевого порядка несколько хуже линейной интерполяции, за исключением сигналов высоких частот, где оба алгоритма эквивалентны [23]. Линейная экстраполяция во всех случаях оказывается хуже интерполяции.

Контрольные прослушивания показали, что для маскировки ошибки достаточно применить простую экстраполяцию. При простой экстраполяции частота ошибок может быть увеличена на полтора порядка при сохранении заданного уровня качества

Рис. 2.20. (см. скан) Субъективная оценка влияния ошибок при передаче двоичных цифр (разрядов отсчетов) в системе с ИКМ без сжатия. Все отсчеты взяты во время пауз в программе. 0 обозначает старший разряд. (Воспроизведено из работы [23].)

сигнала [25]. Этот результат был получен в системе с 13-разрядными числами без сжатия динамического диапазона. В системе с поблочно плавающей запятой ситуация сложнее, так как ошибка в масштабном множителе повлияет на 30 отсчетов сразу. С другой стороны, масштабный множитель передается с очень низкой скоростью, что уменьшает частоту появления таких ошибок. Тем не менее было рекомендовано при передаче пар двоичных чисел, определяющих порядок блока, добавлять к ним проверочный разряд [43]. Этот дополнительный разряд практически не влияет на скорость создания информации.