La conformación de ruido es una técnica que se utiliza típicamente en el procesamiento de audio , imagen y video digital , generalmente en combinación con dithering , como parte del proceso de cuantificación o reducción de profundidad de bits de una señal digital. Su propósito es aumentar la relación señal-ruido aparente de la señal resultante. Lo hace alterando la forma espectral del error que se introduce por dithering y cuantización; tal que la potencia del ruidoestá en un nivel más bajo en las bandas de frecuencia en las que el ruido se considera menos deseable y en un nivel correspondientemente más alto en las bandas en las que se considera más deseable. Un popular algoritmo de modelado de ruido utilizado en el procesamiento de imágenes se conoce como ' tramado de Floyd Steinberg '; y muchos algoritmos de modelado de ruido utilizados en el procesamiento de audio se basan en un modelo de " umbral absoluto de audición ".
La formación de ruido funciona poniendo el error de cuantificación en un bucle de retroalimentación . Cualquier ciclo de retroalimentación funciona como un filtro , por lo que al crear un ciclo de retroalimentación para el error en sí, el error se puede filtrar como se desee.
donde y [ n ] es el valor de muestra de salida que se va a cuantificar , x [ n ] es el valor de muestra de entrada, n es el número de muestra y e [ n ] es el error de cuantificación introducido en la muestra n :
En este modelo, cuando se reduce la profundidad de bits de cualquier muestra, se mide y almacena el error de cuantificación entre el valor cuantificado y el valor original. Ese "valor de error" se vuelve a agregar a la siguiente muestra antes de su cuantificación. El efecto es que el error de cuantificación se filtra en paso bajo mediante un filtro boxcar de 2 muestras (también conocido como filtro de promedio móvil simple ). Como resultado, en comparación con antes, el error de cuantificación tiene menor potencia a frecuencias más altas y mayor potencia a frecuencias más bajas.
Tenga en cuenta que podemos ajustar la frecuencia de corte del filtro modificando la proporción, b , del error de la muestra anterior que se retroalimenta:
De manera más general, se puede usar cualquier filtro FIR o IIR para crear una curva de respuesta de frecuencia más compleja. Dichos filtros se pueden diseñar utilizando el método de mínimos cuadrados ponderados . [1] En el caso del audio digital, normalmente la función de ponderación utilizada es una dividida por el umbral absoluto de la curva de audición, es decir