Повышение эффективности канальных кодеков ЦСП. Классификация методов канального цифрового преобразования, страница 20

На приемной стороне синтезатор ФВК отличается, во-первых, меньшим числом полосовых фильтров (их обычно 3), во-вторых, тем, что параметр F_ф.i управляет перестройкой резонансной частоты соответствующего ПФ 11_j (см. рис. 14.30). В результате ГРС формирует спектр не равномерный, а в виде дискретной суммы резонансных кривых (по числу формантных областей). Интенсивность каждой форманты управляется сигнал-параметром A_j, который подается на соответствующий амплитудный модулятор (9 на рис. 14.30). В результате спектр каждого звука синтезируется не ступенчатой аппроксимацией, как в ПВК, а с помощью комбинаций нескольких резонансных кривых. Как видим, здесь при синтезе речевого спектра используется тот же подход, который применяется при построении сложного корректора частотных искажений с помощью локальных корректоров АЧХ (см. подпараграф 10.2.3). Поскольку число передаваемых параметров для ФВК меньше, чем для ПВК, соответственно меньше и требуемая полоса частот (скорость передачи) вокодерного сигнала по каналу связи. Разборчивость речи ФВК достаточно высокая, однако, как и у ПВК, натуральность речи и узнаваемость значительно хуже, чем в стандартном телефонном канале (цифровом или аналоговом).

В гармоническом вокодере (ГВК) на передающей стороне производится выделение дискретных значений огибающей спектра звуков речи точно так же, как это делается в ПВК, только используется большее число полосовых фильтров (см. рис. 14.29). Затем (и в этом заключается новизна) представляют эту огибающую в виде ряда по гармоническим функциям, например косинусам типа cos[jπf / (F_в – Fн)], j  [1, k], F_в = 3,4 кГц, F_н = 0,3 кГц. Коэффициенты разложения — постоянная составляющая S₀ и амплитуды нескольких гармоник S_j, j  [1, k] — определяют так же, как это делается при разложении, например, коэффициента передачи произвольного вида (см. подпараграф 10.1.2, формулы (10.7), (10.20а)). Они являются сигнал-параметрами, которые передают по каналу связи совместно с сигналом основного тона и командой ТШ. Последние выделяют так же, как и в схеме ПВК.

Построение синтезатора ГВК осуществляется по нескольким вариантам. По первому варианту он строится так же, как синтезатор ПВК, только с большим числом полосовых фильтров (см. рис. 14.30). При известной центральной частоте р-гo ПФ, равной f_p, определяется сигнал-параметр этого фильтра по формуле, которая следует из (14.35б):

.                                            (14.39)

Параметр А_pуправляет соответствующим амплитудным модулятором (см. рис. 14.30). В остальном приемная часть ГВК совпадает с ПВК.

При другом варианте построения синтезатор представляется в виде эквивалентного четырехполюсника 4 (рис. 14.32, а), параметры которого изменяются (управляются) с помощью коэффициента разложения 5). Здесь блоки 1, 2, 3 и 5 те же, что и блоки 12, 13, 14 и16 нарис. 14.30. Частотная характеристика блока 4 имеет вид

;

.                                            (14.40)

поэтому его можно построить по схеме гармонического корректора (рис. 14.32, б), имеющего 2k линий задержки [см. подпараграф 10.2.3, выражение (10.72)]. При этом сигналы с ЛЗ, которые расположены симметрично относительно точки О, попарно складываются в соответствующем сумматоре Σ₁ ÷ Σ_k и поступают на регулируемый ослабитель Р₀ ÷ P_k, который управляется соответствующим сигнал-параметром S₀ ÷ S_k. Поскольку коэффициент S_j может иметь как положительное, так и отрицательное значение, в состав блока P_j, j [1, k], обычно входит коммутатор полярности, который управляется знаковым разрядом цифрового числа S_j. На выходе сумматора Σ в точке Б получаем речевой сигнал с требуемой формой огибающей спектра.

Как показывают экспериментальные исследования ГВК, для высокой разборчивости речи требуется передача 6—8 коэффициентов разложения, поэтому по полосе пропускания (скорости передачи) гармонический вокодер аналогичен полосовому. По совокупности остальных показателей — стоимость, габариты, устойчивость к ошибкам в канапе передачи и т.п. — среди рассмотренных вариантов вокодеров более эффективным считается полосный вокодер, который и имеет наибольшее распространение.