Sprachcodierung Analog zu Digital

Prinzip

• Ein Mensch spricht in ein Analog Telefon.
• Die Wellen werden in analoge elektrische Wellen umgewandelt
• Diese werden vom Analog-Digital-Wandler in ein binäres Format umgewandelt.

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Analoges Telfon an einer VoIP Anlage

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IP Telfon an einer VoIP Anlage

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Konversion

Abtastung (Sampling)

• Das kontinuierliche Signal wird in diskrete Abtastwerte umgewandelt, die zu bestimmten Zeitpunkten gemessen werden.

Quantisierung

• Die diskreten Abtastwerte werden auf eine begrenzte Anzahl von diskreten Werten abgebildet, um die Auflösung des digitalen Signals zu bestimmen.

Codierung

• Die quantisierten Werte werden in eine geeignete digitale Darstellungsform codiert, normalerweise durch die Verwendung des binären Zahlensystems.

Kompression

• Optional kann eine Datenkompression angewendet werden, um die Größe der digitalen Daten weiter zu reduzieren.
• Hierbei werden verschiedene Kompressionsalgorithmen verwendet, um redundante oder nicht wesentliche Informationen zu entfernen.

Encoding

Dekompression

• Wenn die Daten zuvor komprimiert wurden, muss der erste Schritt bei der Encodierung die Dekompression sein.
• Hierbei werden die komprimierten Daten wiederhergestellt und in ihre ursprüngliche Form gebracht, um alle entfernten Informationen zurückzugewinnen.

Decodierung

• Nach der Dekompression werden die codierten Daten in die ursprünglichen quantisierten Werte umgewandelt.
• Dieser Schritt erfolgt durch die Umkehrung des Codierungsschritts, bei dem die binären Codes in diskrete Werte zurückübersetzt werden.

Invers-Quantisierung

• Nach der Decodierung werden die quantisierten Werte in ihre ursprünglichen kontinuierlichen Werte zurückgewandelt.
• Dieser Schritt beinhaltet die Zuordnung der quantisierten Werte zu den entsprechenden Wertebereichen und die Wiederherstellung der Feinheit der ursprünglichen Abtastwerte.

Rekonstruktion

• Schließlich wird das kontinuierliche Signal durch die Zusammenfügung der invers-quantisierten Werte wiederhergestellt.
• Hierbei werden die diskreten Werte zu ihren ursprünglichen Zeitpunkten zusammengefügt, um das rekonstruierte kontinuierliche Signal zu erhalten.

Sampling des Signals

• Das analoge Signal wird bei jedem T-Signal abgetastet
• Die Qualität wird durch die Rate der Abtastung bestimmt.
• Gemäs Nyquist Theorem sollt die Abtastrate das doppelte der höchsten Frequenz sein.

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Auswirkung der Samplingrate auf das Signal

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