Интерполяция и перемежение.

Перемежением называется операция изменения последовательного порядка следования отсчётов сигнала при его записи. Эффективность перемежения/деперемежения иллюстрируется рис. 5.2. Для сравнения здесь же приведена процедура обработки сигнала без перемежения.

Рис.5.2

На рис. 5.2а изображен некоторый фрагмент записываемого аудиосигнала, отсчёты которого после аналого-цифрового преобразования перемежаются, например, поблочно по закону 1-3-5-4-2 (рис. 5.2б). Это означает, что в каждом блоке размером по 5 отсчётов вместо естественного порядка следования 1-2-3-4-5 будет порядок 1-3-5-4-2. Пусть при наличии какого-либо дефекта компакт-диска в считываемом сигнале происходит выпадение части информации (рис. 5.2в). Символы данных, формируемые EFM-демодулятором, подвергаются операции деперемежения, строго обратной процедуре перемежения, которая применялась при записи. В результате разбросанные участки сигнала возвращаются на свои места. После деперемежения по обратному закону выпавшие отсчёты оказываются разгруппированными (рис. 5.2г). Эти одиночные ошибки легко исправляются, например, линейной интерполяцией (пунктирные линии). Процедура линейной интерполяции описана ниже. На рис. 5.2 видно, что при обработке без перемежения/деперемежения большой участок выпадения информации остался неисправленным.

После деперемежения производится декодирование информации с помощью перекрестного контроля избыточности. Алгоритм декодирования здесь не приводится, однако отметим, что в нём используются дополнительные проверочные биты, введённые в сигнал при записи. Выявленные ошибки по возможности исправляются декодером. Количество этапов деперемежения/декодирования равно числу обратных операций, выполненных над информационным потоком при записи.

При невозможности исправления какой-либо ошибки дефектное слово отмечается, и его дальнейшая коррекция производится в устройстве интерполяции. Задача такого устройства в том, чтобы оценить значение слов , предшествующего дефектному, и , идущего после него, а затем вычислить их среднюю величину и заменить ею дефектное слово (рис. 5.33). Такой способ исправления дефектного слова, при котором учитываются только соседние символы, называется линейной интерполяцией (или интерполяцией первого порядка). В более сложных устройствах могут применяться алгоритмы, учитывающие значения нескольких предыдущих и последующих символов. Естественно, точность такой интерполяции значительно выше.

Рис.5.3

При искажениях сигнала большой длительности из-за сильных царапин на поверхности диска, недопустимых детонаций за счёт внешних воздействий и т.п., когда дефектными оказываются несколько символов подряд, используется процедура, называемая приглушением. Она заключается в следующем: значения символов в начале искаженного блока (до 30 штук) заменяются смоделированными значениями, уменьшающимися по закону косинуса от величины последнего правильного символа до нуля, а в конце искажённого блока - смоделированными значениями, увеличивающимися по тому же закону от нуля до величины первого правильного символа. Таким образом, ошибки в воспроизводимой фонограмме заменяются на плавные замирания звука, менее раздражающие слушателя. Почти такой же эффект достигается при запоминании и повторении информации, предшествующей моменту выпадения, в течение некоторого времени, перекрывающего время действия помехи.