Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

74 2H2HKONTINUIERLICHE MEDIEN IM ARTEMIS/MONSUN-KONZEPT UND IHRE LEISTUNGSANFORDERUNGEN
Das analoge Signal wird hierbei in einem PCM-Verfahren mit einem konstanten Zeitraster
abgetatstet und die gemessenen Werte digitalisiert. Es findet also ein Übergang von einem
zeit-wert-kontinuierlichen Signal über ein zeit-diskretisiertes, wert-kontinuierliches auf ein
zeit-wert-diskretes Signal statt.
Die Samplingfrequenz im Musikbereich beträgt 44,1 kHz, die Quantisierung wird mit einer
Auflösung von 16 bit vorgenommen. Für Stereo-Signale wird eine getrennte Abtastung der
beiden Kanäle vorgenommen, die später im TDM auf einen Kanal gemultiplext werden.
Die charakteristische Kanalrate berechnet sich:
44100
Θ
A − Stereo
= 2 ⋅ ⋅16bit
= 1,4112Mbit
/ s
s
Für die Sprachcodierung ist eine Samplingfrequenz von nur 8 kHz und eine Quantisierung
mit 8 bit ausreichend, um nach dem Shannon-Nyquist-Theorem die signifikanten
Frequenzen der Formanten in hinreichender Qualität abzubilden. Die Datenrate reduziert
sich damit auf den von S-ISDN bekannten Wert 64 kbit/s.
Durch Einsatz eines modifizierten Codierverfahrens, der Differential Puls Code Modulation
(DPCM), kann man bei gleicher Qualität die Datenrate auf 56 kbit/s senken, und in einem
weiteren Schritt, mit dem Adaptive DPCM-Verfahren, auf nur 32 kbit/s.
5.1.3 Quellencodierung
Dieses Verfahren führt die Codierung in jeweils zwei Phasen in jeder Codierungsrichtung
durch: in einer A/D-Wandlungsphase mit nachgeschalteter Sprachanalyse beim Codieren
und in einer Rekonstruktionsphase mit nachgeschalteter D/A-Wandlung beim Decodieren.
Die Sprachanalyse unterteilt bei der Aufnahme das Signal in eine Menge von Frequenzbändern,
unter der Annahme, daß nur wenige Frequenzmaxima aus dem
Sprachspektrum relevant für das Verstehen sind, und ermittelt eine Sprachgrundfrequenz.
Zudem werden die Unterschiede zwischen den stimmhaften Lauten (ähnlich der Ausprägung
„Musik“) und den stimmlosen Lauten (ähnlich der Ausprägung „Geräusch“) ausgenutzt.
Das Verfahren, das bei /Flan92/ ausführlicher beschrieben ist, ermöglicht die Reduktion der
erforderlichen Kanalrate auf 3 kbit/s, jedoch bei eingeschränkter Verständlichkeit.
5.2 Kenngrößen der digitalen Bildverarbeitung
5.2.1 Das Prinzip der digitalen Bildverarbeitung
Sollen Bilder in einem Rechnersystem verarbeitet werden, müssen sie ikonisch, d. h. als
„Bilder an sich“, oder symbolisch, d. h. in Form von Bildbeschreibungen, in diskreter Form
(Digital Image) in das System eingebracht werden.
Diese Diskretisierung kann in viererlei Hinsicht geschehen: als Orts-Diskretisierung, Kanal-
Diskretisierung, Amplituden-Diskretisierung und Zeit-Diskretisierung. Sie muß bei der
Aufnahme des Bildes, also beim Übergang von der realen Welt in das Rechnersystem,
geschehen.
Maßstab für die Auslegung der Diskretisierung kann dabei der Mensch sein, dessen
Gesichtssinn nur über ein begrenztes Auflösevermögen verfügt und daher ab einer gewissen
„Feinheit“ der Diskretisierung keinen Unterschied mehr zum kontinuierlichen Bild
Ermittlung der Leistungscharakteristika ATM-basierter Inhouse-Netzwerkinstallationen