Matlab 을 이용한 Mid-thread quantizer, pdf-optimized uniform quantizer, pdf-optimized nonuniform quantizer 설계 및 분석 : Digital siganl processing project 보고서

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본문내용

설계배경
세계는 점점 아날로그 신호처리에서 디지털 신호처리로 바뀌는 추세이다.
이런 추세에 따라 전자공학도에게 있어서 디지털 신호처리 과정의 이해는 필수적이게 되었다.
따라서 이번 설계를 통하여 디지털 신호처리의 핵심요소인 양자화 기법을 이해하여 본다.

설계목표
Mid-thread quantizer, Pdf-optimized uniform quantizer, Pdf-optimized nonuniform quantizer
위의 세 양자화기를 1~4bit로 코딩하여 각 양자화기의 SNR을 계산한다.
2. 계산한 SNR값을 사용하여 12개의 양자화기를 비교 분석한다.

<중략>

SNR값은 Noise에 비해 Signal이 얼마나 큰가, 즉 Signal에 비에 Noise가 얼마나 적은가를 의미하는데, 이는 곧 양자화기의 성능지표이다.
따라서 Bit수와 양자화기의 종류에 따른 SNR을 나타낸 위의 표를 보고 성능을 분석해 볼 수 있다.
먼저 위의 표에서 알 수 있듯이 일반적으로 양자화기의 비트수가 증가하면 성능이 향상됨을 알 수 있다.
물론 양자화 비트수가 증가하게 되면 더 많은 수의 양자화레벨이 존재하므로 더 노이즈가 적은 양자화를 할 수 있는 것은 당연하다.
다음으로 양자화기에 따른 성능을 비교해보자.
일반적으로 Mid-thread Quantizer보다 Pdf-optimized Quantizer가 더 좋은 성능을 나타냄을 알 수 있다.
Pdf-optimized Quantizer의 경우 작은 크기의 신호에서 더 세밀한 양자화를 하였기 때문에 더 성능이 향상된 것이다. 또한 Pdf-optimized Quantizer중에서도 Pdf-optimized non-uniform quantizer가 더 좋은 성능을 보이고 있는데 이는 신호의 크기가 작아질수록 점점 더 세밀한 양자화를 하여서 성능이 Pdf-optimized uniform quantizer에 비해 더 향상된 것이다.

참고 자료

Digital Signal Processing (Li tan)
쉽게 배우는 MATLAB 입문과 활용 (여영구)