Il mu-law è un algoritmo utilizzato per comprimere la gamma dinamica di un segnale audio trasmesso su un sistema di telecomunicazione. Un algoritmo è una serie di calcoli elaborati in un ordine predefinito all’interno di un computer o processore. La gamma dinamica di un segnale audio è il rapporto tra il suono più forte e non distorto rispetto al livello del rumore di fondo rilevato dal microfono.
Il linguaggio umano ha una gamma dinamica di 40 dB e l’udito umano ha una gamma dinamica di circa 140 dB. Quando si trasmette la voce umana su un sistema di telecomunicazione, viene applicato l’algoritmo mu-law per comprimere i dati o il segnale audio. Lo scopo di questo calcolo è migliorare il rapporto della gamma dinamica per garantire che il suono della voce umana venga trasportato con la minor distorsione possibile.
Questa formula è in uso sia con i vecchi sistemi basati su analogico che con i più recenti sistemi digitali. Con il sistema analogico, l’algoritmo mu-law è stato utilizzato per ridurre l’impatto del rumore di fondo o dell’elettricità statica. Nel sistema digitale, questa formula comprime il segnale digitale a 8 bit, mantenendo lo stesso livello approssimativo di rumore.
La formula matematica per mu-law è:
F(x) = segno(x)*ln(1 + μ׀x׀))
ln(1 + micro)
dove μ = 255 (8 bit) e per un dato ingresso x.
Mu-law viene utilizzato per le reti di telecomunicazioni digitali in Nord America e Giappone per modificare i dati nel formato a 8 bit supportato. Questo viene fatto dopo che il segnale o il suono è stato ricevuto ed elaborato dal sistema informatico digitale. In un sistema analogico, questo cambiamento è completo con l’uso di un amplificatore di guadagno non lineare. Quando si lavora con una rete analogica, la compressione e le regolazioni del segnale devono essere completate all’interno del sistema analogico, ove possibile.
Per convertire un segnale analogico in digitale, è necessaria una conversione con livelli di quantizzazione impostati per una conversione da analogico a digitale. La quantizzazione si riferisce alla conversione di un segnale analogico in uno digitale. Il livello deve essere di spazio ineguale secondo l’algoritmo mu-law.
Se il segnale è già digitale, non è necessario convertire nulla e la formula mu-law può essere applicata direttamente. La dimensione del file di dati a 8 bit è ideale per un file digitale e corrisponde alla dimensione del simbolo della maggior parte dei computer. Questa coincidenza ha rimosso una grande barriera potenziale alla digitalizzazione del sistema di telecomunicazione ed è stata determinante nella transizione e nell’accettazione delle telecomunicazioni digitali.