Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Кодирование речи методом RPE/LPC -LTP

Название: Кодирование речи методом RPE/LPC -LTP
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: реферат Добавлен 20:54:32 15 ноября 2010 Похожие работы
Просмотров: 205 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Кодирование речи методом RPE/LPC -LTP


1. RPE – LTP –кодер на 16 кбит/с

В 1990 г. предполагалось ввести в эксплуатацию Европейскую цифровую подвижную систему радиосвязи, в которой будет использоваться кодирование речевого сигнала со скоростью 16 кбит/с.

Разработка кодера производилась в 7 Европейских странах, а также в США и Канаде.

Были разработаны следующие системы:

- адаптивное дифференцирование ИКМ – ADPCM;

- адаптивное кодирование преобразованием – APC;

- кодирование с линейным предсказанием с возбуждением от остатка RELP–LPC;

- кодирование с линейным предсказанием с возбуждением от регулярных импульсов – RPE-LPC;

- кодирование с линейным предсказанием с многоимпульсным возбуждением – MPE-LPC,

- субполюсное кодирование –SBC –APCM.

В конце разработки были проведены сравнительные испытания всех кодеров. Испытания проводились на 7 языках. В результате испытаний были отобраны два кодера:

- RPE (Regular–PulseExcitation) - линейное предсказание с возбуждением от регулярных импульсов с долговременным предиктором LTP (LongTermPredictor)

- MPE–LTP -линейное предсказание с многоимпульсным возбуждением с долговременным предиктором LTP.

RPE– алгоритм предполагает, что сигнал остатка в линейном предсказании представляется последовательностью прореженных регулярных импульсов, но с большим числом импульсов в кадре, чем в многоимпульсном возбуждении MPE.

RPE кодеры менее сложные, однако качество речи при их использовании недостаточно хорошее из-за наличия в сигнале тонального шума, который получается в речевом сигнале в процессе высокочастотной регенерации.

В противоположность RPE– кодеру, кодер с многоимпульсным возбуждением MPE создает отличное качество речи, но является достаточно сложным.

Компромиссом между этими двумя вариантами является RPE–LTP кодер, т. е. линейное предсказание с возбуждением от регулярных импульсов и с долговременным предиктором - LTP.

В передающей части кодера производится кратковременный LPC анализ, долговременный LTP анализ и кодирование регулярных импульсов RPE – кодером (рисунок 1).

Коэффициенты отражения кратковременного предсказания получают по методу Берга для РФ 8-го порядка.

В кратковременном LPC анализе производится выделение коэффициентов отражения , преобразование их в коэффициенты логарифма площади (log-area-ratios), кодирование и передача их на прием.

Коэффициенты квантуют следующим образом: при i равном 1 и 2; 3 и 4; 5 и 6; 7 и 8 число бит на коэффициент соответственно равно 6; 5; 4; 2.

Итого, на 8 коэффициентов отводится 36 бит в кадре длительностью 20 мс.


Рисунок 1. Структурная схема кодера на 13 кбит/с.

В приемнике коэффициенты вновь преобразуются в коэффициенты отражения , которые затем используются для формирования инверсного решетчатого фильтра.

На выходе кратковременного LPC –анализатора появляется сигнал остатка, который поступает на долговременный LTP –анализатор.

Долговременный предиктор LTP размещается после кратковременного. Делается это для устранения периодичности, которая еще сохраняется в сигнале остатка кратковременного предиктора.

Такое размещение предикторов является наиболее приемлемым с точки зрения получения лучшего качества речи. Долговременный предиктор характеризуется выражением

(1)

Коэффициенты отражения долговременного предсказания определяются также методом Берга для РФ 3-го порядка. На передачу каждого коэффициента отводится 3 бита в кадре. Коэффициенты предсказания предиктора определяются путем минимизации энергии остатка предсказания.

Взвешивающий фильтр с передаточной функцией

используется для корректировки формантных областей в спектре остатка предсказания относительно уровня шума квантования. Осуществляется это путем выбора g.

Оптимальное значение g определено путем прослушивания. Оно оказалось равным 0,7 … 0,9.

При этом воспринимаемое значение шума квантования становится минимальным.

Длительность импульсной характеристики составляет 11 выборок, при частоте дискретизации 8 кГц. Значения импульсной характеристики для соответствующих выборок с индексом представлены в таблице 1.

Таблица 1 Значения импульсной характеристики

6 5(=7) 4(=8)
1,000000 0,700790 0,250793
2(=9) 2(=10) 1(=11)
0,000000 -0,045649 -0,016356

Выход взвешивающего фильтра для каждого субкадра, длительностью 5 мс является , где номер выборки сигнала в субкадре с частотой дискретизации 8 кГц.

В соответствии с RPE алгоритмом, для уменьшения количества передаваемых дискретных отсчетов процесса, он подвергается предварительной обработке.

Дискретизированные с частотой 8 кГц отсчеты речи разбиваются на кадры, длительностью 20 мс, и 4 субкадра по 5 мс.

Субкадры процесса на выходе НЧ фильтра, длительностью 5 мс и состоящие из 39 отсчетов, подвергается децимации (прореживанию) в соотношении 1:3.

В результате получаются три выборки по 13 импульсов в каждой. Фазы этих последовательностей сдвинуты друг относительно друга на одну выборку (0,125 мс) (рисунок 2).

Далее производится выбор номера одной из этих трех последовательностей, обладающей с максимальной энергией, т. е.

В выбранной последовательности определяется импульс с максимальной амплитудой (масштабный) импульс .

В каждом 5 мс субкадре на передачу номера последовательности с максимальной энергией затрачивается 2 бита, а на передачу - 6 бит. кодируется по логарифмическому закону.

Кроме того, передаются амплитуды всех 13 импульсов выбранной последовательности с максимальной энергией.

При этом на передачу каждого импульса затрачивается 3 бита. На всю последовательность затрачивается бит в субкадре или бит в кадре.

Ниже приводится распределение битов по параметрам в 20 мс кадре: 8 коэффициентов ; 4 коэффициента ; 4 коэффициента ; 4 коэффициента ; 4 значения ; 4 значения всех 13 импульсов . Итого 260 бит/кадр.


Рисунок 2. Пример децимации и селекции импульсов

При частоте кадров 50 Гц общая информационная скорость составляет кбит/с. Для синхронизации и защиты от ошибок в канале связи отводится 3 кбит/с.

Кодер RPE-LTP-LPC обеспечивает высокое качество речи, которое незначительно снижается при 5% ошибок в канале связи и при отношениях сигнал/помеха 26 и 18 дБ.

Кодер может быть реализован на одном цифровом процессоре типа TMS320C25 с внешней памятью.

2. Структура декодера речи в стандарте GSM

Структурная схема декодера речи в стандарте GSM представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Структурная схема декодера речи стандарта GSM

Рассмотрим кратко структуру и работу декодера – синтезатора речи показанного на рисунке 3.

Из канала связи данные с помощью демультиплексора распределяются по различным блокам декодера. На RPE декодер поступают номер последовательности , максимальное значение импульса выборки, представляющей собой прореженный остаток предсказания.

Здесь отсчеты выборки масштабируются и дополняются нулями. Восстановленная таким образом выборка подается на LTP – синтезатор.

Его функции выполняет генератор на РФ третьего порядка с передаточной функцией .

На него подаются с демультиплексора коэффициенты отражения долговременного предсказания и период основного тона .

Синтезированный сигнал подается на LPC синтезатор, представляющий собой генератор кратковременного предсказания на РФ восьмого порядка с передаточной функцией .

Коэффициенты отражения на этот РФ поступают с демультиплексора через преобразователь коэффициента логарифма площади в по формуле

(2)

Сигнал с выхода LPC–синтезатора для уменьшения шумов квантования поступает на постфильтр, на выходе которого получают декодированный речевой сигнал .

Кодеры с линейным предсказанием создают речь хорошего и отличного качества при скоростях передачи 9,6 кбит/с и выше. При скоростях ниже 9,6 кбит/с качество речи становится хуже из–за увеличения шумов квантования.

Для уменьшения их влияния осуществляется так называемая постфильтрация, с помощью которой изменяется спектр речевого сигнала так, что субъективно уменьшает восприятие шума квантования.

Постфильтр получается с помощью LPC – анализа, в котором содержится инверсный фильтр

(3)


Рассмотрим взвешенный инверсный фильтр

(4)

Коэффициент взвешивания не изменяет положение формантных частот, а изменяет только ширину формантных областей.

Взвешенный инверсный фильтр определяет полюса фильтра. Нули постфильтра определяет взвешенный инверсный фильтр вида

(5)

При этих обозначениях передаточная характеристика постфильтра примет вид

(6)

где и - коэффициенты взвешивания; и - порядок взвешивающих фильтров.

Эти параметры постфильтра обеспечивают необходимый вид спектральной характеристики постфильтра и формирование формантных областей.

При одних значениях области формант обостряются, при других – расширяются.

При значениях постфильтр имеет провалы в местах расположения формант, т. е. происходит искажение формантной структуры. Поэтому должно соблюдаться условие .

Постфильтр распределяет шумы квантования таким образом, что их величина становится больше в формантных областях и меньше между формантными областями в спектральных впадинах. Таким путем уменьшается субъективное восприятие шума.

В местах расположения формант шумы квантования маскируются речевым сигналом.

Но одновременно постфильтр искажает речевой сигнал. Параметры постфильтра выбираются так, чтобы не допустить больших искажений речи и по возможности уменьшить шумы квантования.

Параметры постфильтра и были определены экспериментально прослушиванием речи на выходе кодера.

Они оказались равными =0.95, =0.5…0.7. При этих значениях и получено повышение сегментального отношения сигнал/шум на 7…8 дБ и повышение разборчивости речи.

Таким образом, постфильтрация позволяет не только улучшить качество звучания, но и повысить разборчивость речевого сигнала на выходе кодера.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений06:51:18 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
16:16:12 25 ноября 2015

Работы, похожие на Реферат: Кодирование речи методом RPE/LPC -LTP

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151129)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru