Вокодерные кодеки(ВК) принципиально не могут обеспечить прозрачность цифрового канала, поскольку они не восстанавливают временную форму речевого сообщения, а передают (более или менее удовлетворительно) только особенности спектральной плотности мощности PC. Такие кодеры осуществляют параметрическое кодирование PC, при котором на передающей стороне с помощью анализатора из PC выделяют характерные, медленно изменяющиеся параметры. Эти параметры передаются в кодированном виде по каналу связи, а на приемной стороне они управляют местным источником сигнала — генератором речевого спектра (ГРС), который и формирует PC. Совокупность ГРС и устройств его управления (модуляции) называют синтезатором. При построении ВК используют следующие специфические особенности спектра PC:
1. Спектр звонких
звуков (гласных и звонких согласных) дискретный, причем все компоненты спектра
являются кратными гармониками частоты основного тона Fот. Такие звуки можно описать выражением: 
, где
Ω = 2πFго.т, ak — амплитуда А-й гармоники основного тона. Значения Fо.ти ak меняются от звука к звуку и
являются параметрами таких звуков.
2. Спектр глухих звуков (глухих согласных) является практически сплошным.
3. Для всех звуков характерно неравномерное распределение энергии компонентов спектра с концентрацией их в отдельных областях, которые называются формантами. Число таких формантных областей для каждого звука — 3—5 (рис. 14.28, кривая 2; для примера показан дискретный спектр звонкого звука). Основными параметрами i-й формантной области (i = 1, 2, 3, … — номер форманты) являются центральная частота Fф.i, и максимальная энергия Ai, которые меняются от звука к звуку.
4. Огибающая мгновенных спектров различных звуков одного абонента (рис. 14.28, кривая 1) имеет максимум в области 200—400 Гц со спадом интенсивности примерно 12 дБ/октава для верхних частот.
5. Частота следования отдельных звуков или слогов не превышает 10 Гц, при этом длительность самых коротких согласных звуков — не менее 0,03 с, а самых длинных гласных — не более 0,35 с.
В зависимости от того, какие из перечисленных особенностей выбраны основными при анализе и синтезе PC, вокодеры разделяют на полосные (ПВК), формантные (ФВК), гармонические (ГВК) и т.д. В каждом из них может использоваться аналоговая, аналого-цифровая или полностью цифровая обработка сигналов. В последние годы, как уже говорилось применительно к другим вариантам кодирования, преобладает цифровая обработка.
Для понимания принципов работы ВК удобно рассмотреть аналоговый вариант полосного вокодера. На стороне передачи (рис. 14.29) входной речевой сигнал U(t) поступает параллельно на входы полосовых фильтров 11 ÷ 1k, где k -число анализируемых полос спектра исходного PC. Выход каждого ПФ соединен с амплитудным детектором 2 и сглаживающим фильтром нижних частот 3, имеющим полосу пропускания от 0 до 25—35 Гц. В результате на выходах этих ФНЧ имеем низкочастотные сигналы Sj(t), j = 1, 2, …, k, каждый из которых несет информацию о средней интенсивности спектра PC в пределах своей полосы частот. С помощью блока 4 (выделителя основного тона) производится определение частоты основного тона Fo.т, а с помощью блока 5 (блок решения «тон-шум») определяется тип звука — звонкий (тональный) или глухой («шумный»). В блоке 6 (устройстве объединения) производится объединение сигнальных параметров.
Если применяется их аналоговое уплотнение по частоте, то, полагая, что на совместную передачу сигналов основного тона (ОТ) и команды «тон-шум» (ТШ) требуется полоса порядка 100 Гц, а на параметр Sj(t) — 35 Гц, получим коэффициент сжатия по полосе Ксж = (35k +100)/3100. При числе полос k = 6 ÷ 12 имеем Ксж = 1 : 10 ÷ 1 : 6. Следовательно, в аналоговом канале ТЧ можно передать 6—10 вокодерных сигналов. На практике чаше используют временное уплотнение с преобразованием в цифровую форму каждого параметра с помощью или одного группового, или своего индивидуального кодера. В последнем случае используют различные варианты эффективных кодеков, о которых говорилось в параграфах 14.2, 14.3. Коэффициент сжатия по тактовой частоте рассчитывают из выражения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.