Телефонные (Речевые) сигналы

Речь формируется в результате прохождения звукового воздушного потока через резонансные полости. В результате формируется изменение давления в воздушной среде (акустические волны).

Состоят из импульса основного тона с частотой 50-250 Гц. Содержит до 40 гармоник.

Формируется при прохождении через человеческие органы и представляет собой процесс изменения давления.

Звуковое давление.

Импульс основного тона 80-200Гц

До 40 гармоник, амплитуда которых с частотой убывает.

Основная энергия речевых сигналов: 50Гц-3кГц

Исследования показывают, что речевой сигнал представляет собой ннестационарный случайный процесс. В результате электроакустич преобразования преобразуется в электрический сигнал.

• Уровнем громкости

• Разборчивостью

• Естественностью

• Уровнем шума в речевом тракте

Наиболее адекватной моделью речевых сигналов является нестационарный случайный процесс.

МКТТ приняты следующие определения:

Качество речевых сигналов характеризуется:

Его мощность считается активной, если обозначит эту мощность Ртлф в 1 Ом за время Тн:

• Мощность на всех участках речевого тракта активна, если обозначить –мощность на сопротивлении 1 Ом за время наблюдения, если

Для оценки уровня:

• Динамический уровень ; =1мВт; =600 Ом;

Характеристики речевого сигнала:

Аналоговый речевой сигнал характеризуется коэффициентом активности

• Коэффициент активности телефонного канала -

Путем экспериментов и математической обработки удалось получить одномерную функцию распределения мгновенных значений речевых сигналов.

- коэффициент активности, определяемый микрофоном

- функция Дирака

Функция распределения динамических уровней(можно считать нормальной):

• Динамический диапазон телефонного сигнала: 35-40дБ

• Пикфактор средней мощности: Q=14дБ

Энергетический спектр

Аналитическое выражение нормированного спектра

- среднеквардратическая спектральная плотность значения звукового давления в полосе 1 Гц.

- минимальное звуковое давление, которое различимое экспертной группой на частоте 600-800Гц или «порог слышимости»

- полоса 1Гц

- - - - ENGLISH

---------- RUSSIAN

Основной вывод: основная ‘нергия речевого сигнала лежит в пределах полосы 3 кГц.

Для качественной передачи речевого сигнала полагают полосу 3100 Гц.

Очень очень очень серьезной проблемой является оценка качества речевого сигнала, чем мы и будем заниматься на задании-практики.

Ряд особенностей:

1. Наше восприятие речевого сигнала очень чуствительно к частотным искажениям; мало чувствительно к фазовым искажениям

Когда занимались анаглоговым сигналом то все было просто понятно речь передавалась хорошо.

При цифровой передаче нужно строить кодирующие устройства – масса проблем (человек).

Влияние шумов зависит не только от их уровня, но и от их спектрального состава.

Для объективной оценки уровня шумов приходится осуществлять псофометрическое взвешивание.

До 3кГц шумы пропускаются без ослабления, а высокочастотный фильтр не пропускает.

Оценка количества информации при преобразовании в цифровой сигнал:

Для нормального восприятия: =3100Гц;

Порог слышимости:

Мощность шума, при которой передача более менее удовлетворительна: - первая оценка сверху. Было принципиально понятно, что.....

Далее. Какие критерии предлагаются?

1. Разборчивость, понимание (восприятние процента слогов из таблиц)

2. Натуральность. Очень важно иметь большой динамический диапазон

Оказывается можнно построить прекрасный кодек, который будет обеспечивать серьезное уменьшение избыточности, но он требует маленького динамического диапазона сигнала на входе. Напр надо порядка 100 уровней квантования для норм натуральности. Можно организовать отдельный узкополосный канал для передачи изменений динамического диапазона.

Древние телеграфисты выяснили, что для полной передачи речи достаточно 25 Гц, но никакой натуральности быть там конечно не может...

Если осуществитть пересчет через энергетические и частотные затраты, то получается, что системы достаточно близки к автоматической системе.

Ещё во времена моей молодости очень сложно было получить НЧ шум. Как получали? От радиотрансляционной сети. Очень близок к хорошему НЧ. Даже получали прекрасный двоичный шум в очень НЧ области (когда подавали на триггер Шмидта). Круто.