Tehtävä 2: Bittinopeuden vähentäminen

CD-laatuisen äänisignaalin bittinopeus on 1,4 Mbit/s (näytetaajuus 44,1 kHz, bittimäärä 16, 2 kanavaa). Tehtävänä oli pienentää äänisignaalin bittinopeutta yhdistämällä kaksi menetelmää: näytteiden bittimäärän ja näytetaajuuden pienentämisellä. Menetelmiä piti testata musiikkisignaalilla ja selvittää, millä tekniikoiden yhdistelmällä saadaan paras tulos, kun tavoiteltu keskimääräinen bittinopeus on noin kymmenesosa alkuperäisestä.

Valitsin musiikiksi kappaleen, joka sisälsi hentoa kitaran näppäilyä, laulua, rumpuja ja bassoa, jotta kaikkien näiden käyttäytyminen tulisi testattua. Valitsin taajuudelle ja bittimäärälle erilaisia yhdistelmiä, joiden kaikkien keskinäinen tulo oli n. 128kb/s ( n. 1/10 alkuperäisestä bittinopeudesta). 1 bitti vastaa 6 dB tehosuhteena, joten yhden bitin poistamiseksi äänenvoimakkuuden pitää laskea 6 dB (tehollisesti voimakkuus on siis poiston jälkeen 1/4 alkuperäisestä).


Testien perusteella muokatun kappaleen laatu on sitä parempi, mitä suurempi näytteenottotaajuus on. Kuitenkin näytetaajuudeltaan suurimmissa kappaleissa bittejä pitää vähentää niin paljon että vaimennus nousee todella suureksi, jos meinataan saavuttaa 128kb/s bittinopeus. Kahden taajuudeltaan suurimman näytteen kohdalla vaimennus on jo sitä luokkaa että nupit kaakkoon kääntämälläkään ei juurikaan kunnolla kappaletta kuule. Verrattuna saman kappaleen 128kb/s nopeuksiseen mp3-pakattuun muotoon kaikki kokeilut jäävät kuitenkin todella kauas laadullisesti.