Alaw

Das A-law-Verfahren ist ein Digitalisierungsverfahren für analoge Audiosignale, das in der Empfehlung G.711 der ITU-T standardisiert ist. Analoge Signale werden in digitale Signale der PCM-Technik mit 8-Bit-Datenworten umgesetzt und umgekehrt. Zusätzlich werden die analogen Signale zur Übertragung einer Dynamikkompression unterzogen, um das Rauschen bei kleinen Pegeln, d. h. bei leisen Tönen, zu reduzieren.

Inhaltsverzeichnis

Die A-Kennlinie

Kompression und Dekompression der analogen Signale erfolgen gemäß einer logarithmischen Quantisierungskennlinie, der A-Kennlinie. Sie ist wie folgt als stetige Funktion definiert:


C(x)=\begin{cases}
\frac{A}{1+ \ln A} x & \mbox{wenn }0 \le x \le \frac{1}{A} \\
\frac{1}{1+ \ln A} + \frac{\ln Ax}{1+ \ln A}, & \mbox{wenn } \frac{1}{A} < x \le 1
\end{cases}
\mbox{ mit } A = 87{,}56

Die inverse Funktion dazu lautet:


C^{-1}(y) = \sgn(y) \begin{cases} 
{|y| (1 + \ln A) \over A}, & \mbox{wenn } |y| < {1 \over 1 + \ln(A)} \\
{\exp(|y| (1 + \ln A) - 1) \over A}, & \mbox{wenn } {1 \over 1 + \ln A} \leq |y| < 1. 
\end{cases}
\mbox{ mit } A = 87{,}56

Wobei gilt: C(\pm 1)=\pm 1

Die A-Kennlinie weist bei niedrigen Signalpegeln eine hohe Dynamik und bei hohen Pegeln eine kleine Dynamik auf.

Die 13-Segment-Kennlinie

Die Empfehlung G.711 beschreibt des Weiteren eine abschnittsweise lineare Annäherung der A-Kennlinie, welche für den Einsatz in digital arbeitenden Systemen wesentlich besser geeignet ist, die sogenannte 13-Segment-Kennlinie.

Die vorgesehene PCM-Kodierung mit 8-Bit-Worten würde bei Einsatz einer linearen Kennlinie zu einer pegelunabhängigen Auflösung von einem 1/128 der Maximalamplitude führen. Gemäß 13-Segment-Kennlinie werden kleine Signalpegel nun auf 1/2048 der Maximalampitude genau quantisiert, große Signalpegel dagegen nur mit einer Auflösung von 1/32. Die Signale werden dazu zunächst mit 12-Bit Genauigkeit digitalisiert. Die Aufteilung in die Segmente erfolgte so, dass sich Komprimierung und Expandierung sehr einfach durch eine 12-Bit nach 8-Bit-Umrechnung bzw. eine 8-Bit nach 12-Bit-Umrechnung erledigen lassen.

Das Audiosignal wird dabei zunächst linear als 13-Bit-Wert in Form einer ganzen Zahl mit Vorzeichen digitalisiert. Dieser 13-Bit-Wert wird gemäß der folgenden Tabelle als 8-Bit-Wert dargestellt:

Linearer Input Output
s0000000wxyza... s000wxyz
s0000001wxyza... s001wxyz
s000001wxyzab... s010wxyz
s00001wxyzabc... s011wxyz
s0001wxyzabcd... s100wxyz
s001wxyzabcde... s101wxyz
s01wxyzabcdef... s110wxyz
s1wxyzabcdefg... s111wxyz

Man kann diese Codierung als 1.3.4-Gleitkommazahl mit 8 Bit (sog. Minifloat) und einem ganzzahligen Wert betrachten (1 Bit Vorzeichen, 3 Bit Exponent, 4 Bit Mantisse).

Verbreitung

Das A-law-Verfahren wird in Europa verwendet. In Nordamerika und Japan wird dagegen das µ-law-Verfahren eingesetzt, ein Äquivalent, das dem A-law ähnelt, jedoch nicht kompatibel ist. Die beiden Verfahren weichen in den Quantisierungsstufen geringfügig voneinander ab. Zur Kommunikation, z. B. bei einem Telefongespräch zwischen Europa und USA, müssen die digitalen Daten durch entsprechende Konverter umgesetzt werden.

Siehe auch

Literatur

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Aber Alaw — Aber Alaw …   Deutsch Wikipedia

  • Aber Alaw — (Welsh: Mouth of the Alaw ) is at the mouth of the river Alaw on Anglesey. According to the Mabinogion , it is here that Queen Branwen died of grief after escaping the destruction of Ireland. She and the seven survivors of Prydein (Britain)… …   Wikipedia

  • Llyn Alaw — Infobox lake lake name = Llyn Alaw image lake = caption lake = image bathymetry = caption bathymetry = location = Anglesey, North Wales coords = coord|53|21|10|N|4|24|50|W|type:waterbody region:GB|display=inline,title type = Reservoir inflow =… …   Wikipedia

  • John Owen (Owain Alaw) — John Owen, also known by his bardic name Owain Alaw Pencerdd (November 14, 1821 January 29, 1883), was a Welsh language poet, baritone vocalist, accompanist and musician.Early lifeOwen was born and raised in Chester, England, just across from the …   Wikipedia

  • John Parry (Bardd Alaw) — John Parry (February 18 1776 ndash; April 8 1851), commonly known by his bardic name Bardd Alaw , was a Welsh harpist and composer.Parry was born in Denbigh, the son of a stonemason. In 1793 he joined the Denbighshire volunteers’ band, later… …   Wikipedia

  • Rockpool Kayaks — is a small sea kayak manufacturing outfit based in Holyhead, Anglesey operated by Mike Webb. The boats currently under construction have been designed by Aled Williams of Tiderace Sea Kayaks. The production range consists of three kayaks:* The… …   Wikipedia

  • Trealaw — is the longest village in the Rhondda Valley, Wales, United Kingdom.Trealaw stretches over two miles from the junction of Cemetery Road and Brithweunydd Road in the east, to the junction of Ynyscynon Road and Partridge Road to the… …   Wikipedia

  • Branwen — is also the name of a character in some versions of Tristan and Iseult . Branwen, Daughter of Llyr is a major character in the Second Branch of the Mabinogi , which is sometimes called the Mabinogi of Branwen after her. Branwen is a daughter of… …   Wikipedia

  • Anglesey Central Railway — The Anglesey Central Railway (Welsh: Lein Amlwch , Amlwch Line ) was a 17.5 mile (28 kilometre) long railway in Anglesey, Wales, connecting the port of Amlwch and the county town of Llangefni with the North Wales Coast Line at Gaerwen. Built as… …   Wikipedia

  • SYRIE — Envisagée d’un point de vue géographique, la Syrie est une région du Proche Orient limitée au nord par le Taurus, à l’est par une ligne partant du djebel Sindjar et coupant l’Euphrate à Abu Kamal, au sud par les déserts d’Arabie, à l’ouest par la …   Encyclopédie Universelle

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”