В декодере по кодовому слову (индексу вектора) из кодовой книги, которая является точной копией кодовой книги кодера, извлекается соответствующий вектор возбуждения ui(n). Этот вектор умножается на коэффициент усиления Goi, после чего сигнал Goiui(n) поступает на вход долговременного синтезирующего фильтра, а затем на вход фильтра кратковременного синтеза. Передаточная функция последовательности этих фильтров имеет вид:
 |
Структурная схема исследуемого CELP-кодера приведена на рис. 4.1.
 |
Рис. 4.1
Поток S(n) данных «оцифрованного» с частотой дискретизации 8 кГц речевого сигнала (каждый отсчет сигнала представлен восьмиразрядным двоичным числом) поступает на фильтр кратковременного анализа АФ1 лестничного типа. В процессе анализа кадра сигнала (180 отсчетов) определяется 10 коэффициентов частной корреляции {Ki}, которые однозначно связаны с коэффициентами предсказания {ai}. Сигнал ошибки предсказания e(n) поступает на измеритель основного тона ИОТ, определяющий период основного тона mTд (Tд – период дискретизации), и фильтр долговременного анализа АФ2. Выходной сигнал l(n) фильтра разбивается на шесть субкадров длительностью 3,75 мс (30 отсчетов речевого сигнала) и используется определителем оптимального коэффициента усиления ОКУ. Коэффициенты частной корреляции {Bj} субкадра однозначно связаны с коэффициентами «долговременного» предсказания {βj}.
Из стохастической кодовой книги КК , содержащей 1024 вектора размером 30, извлекается первый вектор. ОКУ определяет оптимальный коэффициент усиления и формирует аппроксимацию Gu(n) остатка предсказания l(n) , которая поступает на «долговременный» синтезирующий фильтр СФ2.
Здесь синтезируется остаток предсказания e/(n) , который поступает на «кратковременный» синтезирующий фильтр СФ1. Синтезированный речевой сигнал S/(n) сравнивается с входным речевым сигналом. Найденная разность Δ(n) поступает на измеритель дисперсии разности ИДР, где определяется дисперсия разности. Определитель номера N вектора ОНВ обеспечивает поиск оптимального вектора, который минимизирует дисперсию.
В кодере параметров речевого сигнала КП формируется поток данных С(n), поступающий в канал связи. На приемной стороне поток данных декодируется декодером параметров, и далее синтезируется речевой сигнал .
Исследования показали, что кодек параметров при допустимых искажениях речевого сигнала может передать всю информацию о коэффициентах кратковременного анализирующего фильтра 41 битом, о периоде основного тона – 7 битами, о коэффициентах фильтра долговременного синтеза – 9 битами, об оптимальном коэффициенте усиления вектора возбуждения – 4 битами, о номере вектора из книги размером 1024 – 10 битами.
Таким образом, для передачи одного кадра потребуется 41 + 7 + (9 + 4 + +10) 6 = 186 битов. Если кадры следуют с частотой 100 Гц, то скорость потока данных на выходе кодера составит 186∙100 = 18600 бит/с. Следует отметить, что для передачи данных кратковременного анализа можно использовать векторное квантование с кодовой книгой размером 1024, что требует использования лишь 10 битов вместо 41. Это сокращает поток данных до 15500 бит/с.
Для LPC-кодека передача данных о частоте основного тона и признака «тон/шум» требует использования 7 битов, а на передачу коэффициента усиления «тратится» 5 битов. Следовательно, передача данных о кадре сигнала требует 41 + 7 + 5 = 53 бита, что обусловливает скорость передачи данных 5300 бит/с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.