Mis on Mu-Law?

Mu-seadus on algoritm, mida kasutatakse telekommunikatsioonisüsteemi kaudu edastatava helisignaali dünaamilise ulatuse tihendamiseks. Algoritm on arvutuste seeria, mida töödeldakse arvutis või protsessoris etteantud järjekorras. Helisignaali dünaamiline ulatus on kõige valjema moonutamata heli ja mikrofoni poolt vastuvõetud taustmüra taseme suhe.

Inimkõne dünaamiline ulatus on 40 dB ja inimese kuulmise dünaamiline ulatus on ligikaudu 140 dB. Inimhääle edastamisel üle telekommunikatsioonisüsteemi rakendatakse andmete või helisignaali tihendamiseks mu-law algoritmi. Selle arvutuse eesmärk on parandada dünaamilise ulatuse suhet, tagamaks, et inimhääle heli edastatakse võimalikult väheste moonutustega.

Seda valemit kasutatakse nii vanemate analoogsüsteemidega kui ka uuemate digitaalsüsteemidega. Analoogsüsteemis kasutati taustmüra või staatilise müra mõju vähendamiseks mu-law algoritmi. Digitaalses süsteemis tihendab see valem digitaalsignaali 8 bitiks, säilitades samal ajal ligikaudse mürataseme.

Mu-seaduse matemaatiline valem on:

F(x) = sgn(x)*ln(1 + μ׀x׀))
ln(1 + μ)

kus μ = 255 (8 bitti) ja antud sisendi puhul x.
Mu-seadust kasutatakse Põhja-Ameerika ja Jaapani digitaalsete telekommunikatsioonivõrkude jaoks andmete muutmiseks toetatud 8-bitisesse vormingusse. Seda tehakse pärast signaali või heli vastuvõtmist ja töötlemist digitaalse arvutisüsteemi poolt. Analoogsüsteemis on see muudatus lõpetatud mittelineaarse võimendusega võimendi kasutamisega. Analoogvõrguga töötamisel tuleks võimaluse korral signaali tihendamine ja reguleerimine lõpule viia analoogsüsteemi sees.
Analoogsignaali digitaalseks teisendamiseks on vaja analoog-digitaalseks teisendamiseks määratud kvantimistasemetega teisendust. Kvantimine viitab analoogsignaali muutmisele digitaalseks. Tase peab olema ebavõrdse ruumiga vastavalt mu-seaduse algoritmile.
Kui signaal on juba digitaalne, siis pole vaja midagi teisendada ja mu-law valemit saab otse rakendada. 8-bitine andmefaili suurus on ideaalne digitaalse faili jaoks ja ühtib enamiku arvutite sümboli suurusega. See kokkusattumus eemaldas suure potentsiaalse takistuse telekommunikatsioonisüsteemi digiteerimisel ning aitas kaasa digitaalsele telekommunikatsioonile üleminekul ja selle aktsepteerimisel.