Dither ???
Verfasst: Di 20. Mär 2001, 15:21
mich würde interessieren was genau das dither prinzip macht. wäre cool wenn ihr mir weiterhelfen könntet.
dennis
dennis
Als Dithern wird ein hinzufügen von Sinustönen oder Rauschen zum Trägersignal bezeichnet, das beispielsweise Quantisierungsfehler zu Rauschen zerstäubt, indem der Fehler über das gesamte Frequenzspektrum verteilt wird. Dabei bleibt die Energie dieselbe, nur der Frequenzgang des Rauschen wird verändert.
Dieser Vorgang ist sehr wichtig bei der Wandlung von analogen in Digitale, also Zeit- und Wertediskrete in kontinuirliche Daten, da bei einer ?normalen? Digitalisierung im Durchscnitt mindestens ein Quantisierungsfehler auftritt. Damit dieser Fehler nun als statisch unkorreliertes Rauschen auftritt und keine Verzerrungen des Tragersignals bei kleineren Amplituden entstehen wird ein Sinus oder Rauschen vor dem Quantisierer in der analogen A/D Wandlerkette eingefügt. Was wiederum eigentlich auf den ersten Blick ziemlich merkwürdig erscheint, da wir ein sehr sauberes Signal, das nicht rauscht mit Rauschen versehen, damit es besser klingt. Aber es ist halt so, daß das menschliche Ohr mit Rauschen besser klar kommt als mit Verzerrungen. Will damit sagen, das leises Rauschen vom Gehör differenziert/separiert vom Signal wahrgenommen werden kann, im Gegensatz zu Verzerrungen, die vom Gehör knallhart mit dem Signal verknüpft werden.
In leisen Passagen (z.B. Ausklingen eines Instruments, wobei auch noch die Obertöne schneller ausklingen) wird das Signal durch die ungenaue Quantisierung zu einer Rechteckschwingung verformt. Hierdurch entstehen neue Obertöne, die sogar Aliasing verursachen, insofern sie über der Nyquist- Frequenz liegen.
Der Vorgang des Ditherns kann Zwischenwerte innerhalb eines Quantisierungsintervalls darstellen durch den Effektivwert eines Pulsweiten-modulierten (PWM-) Signals. Hierdurch lassen sich auch leisere Signale quantisieren, als der Quantisierer aufgrund seiner
Auflösung zulassen sollte. Somit wird der Noise Floor transparent.
Da der Quantisierungsfehler jetzt rein zufällig ist, ist die Übertragungskennlinie im längeren Mittel linear, was ideal ist! Da es nur auf die Rauschenergie und nicht auf das Spektrum ankommt, kann das Dither-Rauschen sogar noch subjektiv leiser gemacht werden (Noise Shaping), indem im Bereich um 2 kHz abgeschwächt, dafür aber über 10 kHz angehoben wird. Der vom Mensch empfundene Dynamikgewinn wird also mit einem tatsächlichen Dynamikverlust erzielt. Mit Dithering und Noise Shaping ist ein subjektiver Dynamikgewinn von bis zu 18 dB möglich, das entspricht 3 Bit!
Ich hoffe das hat die ein wenig weiter geholfen !
Sebastian H.