Методы оценки качества сжатия сигнала

@NiKit_A · Регистрация: 20.04.2017

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день! Требуется оценить качество сжатия сигнала, а именно, имеется не сжатый .wav файл с определенным сигналом, необходимо произвести его сжатия с использование разных кодаков и провести оценку сжатия. И я как раз не могу понять, с чем мне сравнивать, у меня же нет эталонного сжатого сигнала на основе которого я бы мог провести анализ. Ведь после сжатия, количество данных уменьшится и сравнить к примеру спектрограммы будет невозможно или я ошибаюсь?
За ранее большое спасибо за ответы и критику!!!

@i8085 · 05.05.2023, 18:03

Сообщение от NiKit_A

с чем мне сравнивать, у меня же нет эталонного сжатого сигнала

У вас есть исходный файл. Вот с ним и сравнивают. Самое плохое "сжатие" - если размер файла не изменился или даже возрос.

Сообщение от NiKit_A

после сжатия, количество данных уменьшится

Здесь надо разделять сжатие с потерями, Lossy (например MP3) и сжатие без потерь, Lossless (например FLAC).
Количество байт в "сжатом" файле в обоих случаях уменьшается, в этом и есть смысл сжатия. Но при восстановлении получается в одном случае исходный файл с потерей некоторых малозначимых (по мнению кодека) данных, в другом случае - абсолютная копия исходного файла.

Сообщение от NiKit_A

сравнить... спектрограммы будет невозможно...?

Почему же. Как раз можно сравнить, посмотреть что потерялось в исходной записи. Но спектрограмма - не особо информативный показатель для оценки качества сжатия звуковых файлов.

Потратьте часик, почитайте сами. Про сжатие аудиофайлов написано всего очень много и очень подробно.

@NiKit_A · 06.05.2023, 15:03 **[ТС]**

Сообщение от i8085

У вас есть исходный файл. Вот с ним и сравнивают. Самое плохое "сжатие" - если размер файла не изменился или даже возрос.

Заранее спасибо за ответ!
Во всех случаях размер аудио файла уменьшается.

Сообщение от i8085

Здесь надо разделять сжатие с потерями, Lossy (например MP3) и сжатие без потерь, Lossless (например FLAC).
Количество байт в "сжатом" файле в обоих случаях уменьшается, в этом и есть смысл сжатия. Но при восстановлении получается в одном случае исходный файл с потерей некоторых малозначимых (по мнению кодека) данных, в другом случае - абсолютная копия исходного файла.

Как раз проводится эксперимент по сжатию с использованием кодаков с потерями и без потерь.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от i8085

Но спектрограмма - не особо информативный показатель для оценки качества сжатия звуковых файлов.

Почему же спектрограмма не очень информативный метод оценки качества сжатия? Меня интересует как и объем полученной информации после кодака так и качество сжатия. А на основе спектрограммы мне кажется можно будет оценить разницу между не сжатым файлом и сжатым.

Добавлено через 53 минуты

Сообщение от i8085

Почему же. Как раз можно сравнить, посмотреть что потерялось в исходной записи.

А каким математическим аппаратом проводить оценку? Ведь размерность спектрограмм изменится. А проводить субъективную оценку (оценка людей) не очень информативна, нужен математический аппарат который позволит сравнить их и сказать, что вот этот сигнал на столько изменился. Я знаю метод Dynamic Time Warping, а других не знаю, поэтому и решил написать тут, может быть имеются еще мат.аппараты которые позволяют оценить два разных по длительности сигнала.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от NiKit_A

других не знаю

Точнее не смог найти)))

@i8085 · 06.05.2023, 15:20

Сообщение от NiKit_A

оценить два разных по длительности сигнала.

Что-то новенькое... С чего это после сжатия файла, записанный в нём звуковой сигнал окажется другой длительности? И каким образом Dynamic Time Warping имеет отношение к сжатию файлов? Или вы имеете в виду какое-то другое "сжатие"?

Сообщение от NiKit_A

мне кажется

Это потому что вы ещё не

Сообщение от i8085

Потратьте часик, почитайте сами. Про сжатие аудиофайлов написано всего очень много и очень подробно.

В том числе написано, какие критерии для оценки потери качества придуманы и используются. После изучения этого, можете придумать свой метод оценки, по выбранным вами характеристикам сигнала.

@NiKit_A · 06.05.2023, 15:43 **[ТС]**

Сообщение от i8085

С чего это после сжатия файла, записанный в нём звуковой сигнал окажется другой длительности?

Изменится частота дискретизации, соответственно количество отсчетов в единицу времени тоже изменится и привычным способом (к примеру вычисления L1 нормы) будет невозможно по причине разности сигналов не по длительности а по количеству отсчетов.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от i8085

И каким образом Dynamic Time Warping имеет отношение к сжатию файлов? Или вы имеете в виду какое-то другое "сжатие"?

Применяя DWT мы как бы выравниваем друг относительно друга два сигнала и вычисляем расстояние между ними, вот пример https://www.mathworks.com/help... bu1ymix-ix. Если я не прав, прошу поправьте меня.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от i8085

В том числе написано, какие критерии для оценки потери качества придуманы и используются. После изучения этого, можете придумать свой метод оценки, по выбранным вами характеристикам сигнала

Сигнал данный имеет звуковой диапазон, но это ни голос и не музыка. И оценить с использованием человека не возможно или используя Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ).

@i8085 · 06.05.2023, 16:00

Сообщение от NiKit_A

Изменится частота дискретизации, соответственно количество отсчетов в единицу времени тоже изменится

Угу. Только при этом изменится и период отсчётов, причём на точно известный коэффициент. Зачем алгоритмы DWT, если пересчитывается просто умножением на известный коэффициент?

Сообщение от NiKit_A

Сигнал данный имеет звуковой диапазон, но это ни голос и не музыка.

Ну так выделите важные для сохранения параметры именно этого сигнала. Их искажение и измеряйте. Хоть тупо вычислением разности и измерением (вычислением) её мощности, например...

Определитесь сначала, какие характеристики вашего сигнала должны быть максимально сохранены и с какой точностью. После этого вам самому станет очевидно, что и как контролировать и сравнивать.

@NiKit_A · 06.05.2023, 16:34 **[ТС]**

Сообщение от i8085

Угу. Только при этом изменится и период отсчётов, причём на точно известный коэффициент. Зачем алгоритмы DWT, если пересчитывается просто умножением на известный коэффициент?

Вы предлагаете реализовать уменьшение числа отсчетов в реальном сигнале, т.е. брать каждый n отсчет в нем в соответствии с частотой дискретизации сжатого сигнала? А после этого производить вычитание.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от i8085

Ну так выделите важные для сохранения параметры именно этого сигнала. Их искажение и измеряйте. Хоть тупо вычислением разности и измерением (вычислением) её мощности, например...
Определитесь сначала, какие характеристики вашего сигнала должны быть максимально сохранены и с какой точностью. После этого вам самому станет очевидно, что и как контролировать и сравнивать.

Самое важное это начало и конец сигнала, а также частоты на которых передаются данные сигналы, ну это так просто для справки

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от NiKit_A

Вы предлагаете реализовать уменьшение числа отсчетов в реальном сигнале, т.е. брать каждый n отсчет в нем в соответствии с частотой дискретизации сжатого сигнала? А после этого производить вычитание.

Я думаю, что если мы применим данный метод, то может возникнуть алиасинг. Если я не прав, не могли ли бы поправить меня.

@SergP01 · 06.05.2023, 17:25

двухлучевой осцил ... на один вход оригинал... на второй, в противофазе, разжатый... складываете и смотрите

@NiKit_A · 06.05.2023, 17:48 **[ТС]**

Сообщение от SergP01

двухлучевой осцил ... на один вход оригинал... на второй, в противофазе, разжатый... складываете и смотрите

Да, возможно и такое сравнение. Можно использовать два ЦАПа, подать на них один сжатый, а другой исходный сигнал, подключить к двум каналам осциллографа, один растянуть и пустить в проивофазе. НО ЕСТЬ НО! Задача в другом, как провести сравнение математическим аппаратом. Как сказал i8085, необходимо выделить основные параметры, которые должны быть сохранены. Это я сделал и сразу же все стало на свои места, сразу же я понял как и что можно реализовать. А за метод, который позволит зайти с другой стороны спасибо!

@i8085 · 06.05.2023, 19:17

Сообщение от NiKit_A

необходимо выделить основные параметры, которые должны быть сохранены. Это я сделал

Это вот эти?

Сообщение от NiKit_A

Самое важное это начало и конец сигнала, а также частоты на которых передаются данные сигналы

Так тогда этот ваш "звуковой файл" вообще сжимается без потерь в сумасшедшее количество раз - надо записать всего лишь время начала, время конца и значение каждой частоты с той же точностью, как они должны обрабатываться. Всего по три числа на каждую частотную посылку. И никаких потерь информации.

@i8085 3027 / 2210 / 510 Регистрация: 11.09.2009 Сообщений: 8,185
	06.05.2023, 19:17	10
	Сообщение от NiKit_A необходимо выделить основные параметры, которые должны быть сохранены. Это я сделал Это вот эти? Сообщение от NiKit_A Самое важное это начало и конец сигнала, а также частоты на которых передаются данные сигналы Так тогда этот ваш "звуковой файл" вообще сжимается без потерь в сумасшедшее количество раз - надо записать всего лишь время начала, время конца и значение каждой частоты с той же точностью, как они должны обрабатываться. Всего по три числа на каждую частотную посылку. И никаких потерь информации. 0

@NiKit_A 1 / 1 / 0 Регистрация: 20.04.2017 Сообщений: 67
		1
	Методы оценки качества сжатия сигнала 05.05.2023, 16:03. Показов 390. Ответов 9 Метки нет (Все метки) Добрый день! Требуется оценить качество сжатия сигнала, а именно, имеется не сжатый .wav файл с определенным сигналом, необходимо произвести его сжатия с использование разных кодаков и провести оценку сжатия. И я как раз не могу понять, с чем мне сравнивать, у меня же нет эталонного сжатого сигнала на основе которого я бы мог провести анализ. Ведь после сжатия, количество данных уменьшится и сравнить к примеру спектрограммы будет невозможно или я ошибаюсь? За ранее большое спасибо за ответы и критику!!! 0

@i8085 3027 / 2210 / 510 Регистрация: 11.09.2009 Сообщений: 8,185
	05.05.2023, 18:03	2
	Сообщение от NiKit_A с чем мне сравнивать, у меня же нет эталонного сжатого сигнала У вас есть исходный файл. Вот с ним и сравнивают. Самое плохое "сжатие" - если размер файла не изменился или даже возрос. Сообщение от NiKit_A после сжатия, количество данных уменьшится Здесь надо разделять сжатие с потерями, Lossy (например MP3) и сжатие без потерь, Lossless (например FLAC). Количество байт в "сжатом" файле в обоих случаях уменьшается, в этом и есть смысл сжатия. Но при восстановлении получается в одном случае исходный файл с потерей некоторых малозначимых (по мнению кодека) данных, в другом случае - абсолютная копия исходного файла. Сообщение от NiKit_A сравнить... спектрограммы будет невозможно...? Почему же. Как раз можно сравнить, посмотреть что потерялось в исходной записи. Но спектрограмма - не особо информативный показатель для оценки качества сжатия звуковых файлов. Потратьте часик, почитайте сами. Про сжатие аудиофайлов написано всего очень много и очень подробно. 1

@NiKit_A 1 / 1 / 0 Регистрация: 20.04.2017 Сообщений: 67
	06.05.2023, 15:03 [ТС]	3
	Сообщение от i8085 У вас есть исходный файл. Вот с ним и сравнивают. Самое плохое "сжатие" - если размер файла не изменился или даже возрос. Заранее спасибо за ответ! Во всех случаях размер аудио файла уменьшается. Сообщение от i8085 Здесь надо разделять сжатие с потерями, Lossy (например MP3) и сжатие без потерь, Lossless (например FLAC). Количество байт в "сжатом" файле в обоих случаях уменьшается, в этом и есть смысл сжатия. Но при восстановлении получается в одном случае исходный файл с потерей некоторых малозначимых (по мнению кодека) данных, в другом случае - абсолютная копия исходного файла. Как раз проводится эксперимент по сжатию с использованием кодаков с потерями и без потерь. Добавлено через 2 минуты Сообщение от i8085 Но спектрограмма - не особо информативный показатель для оценки качества сжатия звуковых файлов. Почему же спектрограмма не очень информативный метод оценки качества сжатия? Меня интересует как и объем полученной информации после кодака так и качество сжатия. А на основе спектрограммы мне кажется можно будет оценить разницу между не сжатым файлом и сжатым. Добавлено через 53 минуты Сообщение от i8085 Почему же. Как раз можно сравнить, посмотреть что потерялось в исходной записи. А каким математическим аппаратом проводить оценку? Ведь размерность спектрограмм изменится. А проводить субъективную оценку (оценка людей) не очень информативна, нужен математический аппарат который позволит сравнить их и сказать, что вот этот сигнал на столько изменился. Я знаю метод Dynamic Time Warping, а других не знаю, поэтому и решил написать тут, может быть имеются еще мат.аппараты которые позволяют оценить два разных по длительности сигнала. Добавлено через 1 минуту Сообщение от NiKit_A других не знаю Точнее не смог найти))) 0

@i8085 3027 / 2210 / 510 Регистрация: 11.09.2009 Сообщений: 8,185
	06.05.2023, 15:20	4
	Сообщение от NiKit_A оценить два разных по длительности сигнала. Что-то новенькое... С чего это после сжатия файла, записанный в нём звуковой сигнал окажется другой длительности? И каким образом Dynamic Time Warping имеет отношение к сжатию файлов? Или вы имеете в виду какое-то другое "сжатие"? Сообщение от NiKit_A мне кажется Это потому что вы ещё не Сообщение от i8085 Потратьте часик, почитайте сами. Про сжатие аудиофайлов написано всего очень много и очень подробно. В том числе написано, какие критерии для оценки потери качества придуманы и используются. После изучения этого, можете придумать свой метод оценки, по выбранным вами характеристикам сигнала. 0

@NiKit_A 1 / 1 / 0 Регистрация: 20.04.2017 Сообщений: 67
	06.05.2023, 15:43 [ТС]	5
	Сообщение от i8085 С чего это после сжатия файла, записанный в нём звуковой сигнал окажется другой длительности? Изменится частота дискретизации, соответственно количество отсчетов в единицу времени тоже изменится и привычным способом (к примеру вычисления L1 нормы) будет невозможно по причине разности сигналов не по длительности а по количеству отсчетов. Добавлено через 1 минуту Сообщение от i8085 И каким образом Dynamic Time Warping имеет отношение к сжатию файлов? Или вы имеете в виду какое-то другое "сжатие"? Применяя DWT мы как бы выравниваем друг относительно друга два сигнала и вычисляем расстояние между ними, вот пример https://www.mathworks.com/help... bu1ymix-ix. Если я не прав, прошу поправьте меня. Добавлено через 2 минуты Сообщение от i8085 В том числе написано, какие критерии для оценки потери качества придуманы и используются. После изучения этого, можете придумать свой метод оценки, по выбранным вами характеристикам сигнала Сигнал данный имеет звуковой диапазон, но это ни голос и не музыка. И оценить с использованием человека не возможно или используя Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ). 0

@i8085 3027 / 2210 / 510 Регистрация: 11.09.2009 Сообщений: 8,185
	06.05.2023, 16:00	6
	Сообщение от NiKit_A Изменится частота дискретизации, соответственно количество отсчетов в единицу времени тоже изменится Угу. Только при этом изменится и период отсчётов, причём на точно известный коэффициент. Зачем алгоритмы DWT, если пересчитывается просто умножением на известный коэффициент? Сообщение от NiKit_A Сигнал данный имеет звуковой диапазон, но это ни голос и не музыка. Ну так выделите важные для сохранения параметры именно этого сигнала. Их искажение и измеряйте. Хоть тупо вычислением разности и измерением (вычислением) её мощности, например... Определитесь сначала, какие характеристики вашего сигнала должны быть максимально сохранены и с какой точностью. После этого вам самому станет очевидно, что и как контролировать и сравнивать. 0

@NiKit_A 1 / 1 / 0 Регистрация: 20.04.2017 Сообщений: 67
	06.05.2023, 16:34 [ТС]	7
	Сообщение от i8085 Угу. Только при этом изменится и период отсчётов, причём на точно известный коэффициент. Зачем алгоритмы DWT, если пересчитывается просто умножением на известный коэффициент? Вы предлагаете реализовать уменьшение числа отсчетов в реальном сигнале, т.е. брать каждый n отсчет в нем в соответствии с частотой дискретизации сжатого сигнала? А после этого производить вычитание. Добавлено через 1 минуту Сообщение от i8085 Ну так выделите важные для сохранения параметры именно этого сигнала. Их искажение и измеряйте. Хоть тупо вычислением разности и измерением (вычислением) её мощности, например... Определитесь сначала, какие характеристики вашего сигнала должны быть максимально сохранены и с какой точностью. После этого вам самому станет очевидно, что и как контролировать и сравнивать. Самое важное это начало и конец сигнала, а также частоты на которых передаются данные сигналы, ну это так просто для справки Добавлено через 3 минуты Сообщение от NiKit_A Вы предлагаете реализовать уменьшение числа отсчетов в реальном сигнале, т.е. брать каждый n отсчет в нем в соответствии с частотой дискретизации сжатого сигнала? А после этого производить вычитание. Я думаю, что если мы применим данный метод, то может возникнуть алиасинг. Если я не прав, не могли ли бы поправить меня. 0

@SergP01 99 / 93 / 10 Регистрация: 31.08.2022 Сообщений: 1,014
	06.05.2023, 17:25	8
	двухлучевой осцил ... на один вход оригинал... на второй, в противофазе, разжатый... складываете и смотрите 0

@NiKit_A 1 / 1 / 0 Регистрация: 20.04.2017 Сообщений: 67
	06.05.2023, 17:48 [ТС]	9
	Сообщение от SergP01 двухлучевой осцил ... на один вход оригинал... на второй, в противофазе, разжатый... складываете и смотрите Да, возможно и такое сравнение. Можно использовать два ЦАПа, подать на них один сжатый, а другой исходный сигнал, подключить к двум каналам осциллографа, один растянуть и пустить в проивофазе. НО ЕСТЬ НО! Задача в другом, как провести сравнение математическим аппаратом. Как сказал i8085, необходимо выделить основные параметры, которые должны быть сохранены. Это я сделал и сразу же все стало на свои места, сразу же я понял как и что можно реализовать. А за метод, который позволит зайти с другой стороны спасибо! 0

Опции темы