ارائه یک روش جدید و جامع برای نمایش کوانتومی سیگنال های صوتی دیجیتال

Abstract

دور از انتظار نیست که با افزایش روز افزون حجم اطلاعات و داده­های پردازشی، محاسبات کلاسیک به سبب محدودیت­هایی همچون افزایش شدید بار محاسباتی و پیچیدگی زمانی، و همچنین عدم توانایی یا مقرون به صرف نبودن اجرای برخی الگوریتم­ها و پردازش­ها، به انتهای راه خود برسد. در دهه­های اخیر محاسبات کوانتومی به‌عنوان یکی از فناوری­های نویدبخش جدید برای غلبه بر محدودیت­های محاسبات کلاسیک پیشنهاد شده است و نسل جدیدی از کامپیوترها و شبکه­های ارتباطی بر مبنای آن در حال شکل­گیری است. پردازش سیگنال­های دیجیتال یکی از شاخه­هایی است که سعی در استفاده از توانایی­های محاسبات کوانتومی داشته است و در این راستا تاکنون روش­های انگشت‌شماری جهت نمایش سیگنال­های صوتی به فرم کوانتومی ارائه شده است. این روش­ها یا توانایی نمایش دقیق یک سیگنال دیجیتال به فرم کوانتومی را ندارند و یا اینکه قابلیت استفاده برای انواع سیگنال­های صوتی تک­کاناله یا چندکاناله را دارا نمی‌باشند. بنابراین، در این خصوص نیاز به یک روش نمایش جامع و دقیق احساس می­شد که بر این اساس در این مقاله، نمایش کوانتومی جامع سیگنال­های دیجیتال (CQRDS) پیشنهاد شده است، که قابلیت نمایش دقیق هر سیگنال صوتی دیجیتال به فرم کوانتومی معادل را دارد و برای انواع سیگنال­های صوتی تک کاناله و یا چندکاناله قابل استفاده می­باشد. نمایش پیشنهادی از سه دنباله کوانتومی درهم­تنیده، شامل یک دنباله اعشاری مکمل دو برای ذخیره دامنه نمونه­ها، و دو دنباله کوانتومی صحیح، جهت ذخیره اطلاعات کانال و زمان نمونه­ها استفاده می­کند. در این مقاله نحوه نمایش، آماده‌سازی، بازیابی و فشرده­سازی سیگنال­های صوتی کوانتومی با روش پیشنهادی تشریح شده است. همچنین مقایسه دقیقی بین قابلیت­ها و ویژگی­های روش پیشنهادی با روش‌های موجود ارائه شده است که این مقایسه بیانگر جامع بودن روش پیشنهادی نسبت به روش­های موجود می­باشد.