Федеральное агентство связи

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Кафедра МСИБ

Реферат «Кодирование источника сигнала »

Выполнил: студент группы ПС-91

Дубровин А.И.

Проверила: Фирстова Т.В.

Самара 2012 г.

Оглавление

Литература 14

Общее описание процессов обработки речи

Процессы обработки речи в стандарте GSM направлены на обеспечение высокого качества передаваемых сообщений, реализацию дополнительных сервисных возможностей и повышение потребительских качеств абонентских терминалов.

Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи. Система прерывистой передачи речи (DTX) обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор и отключает его в паузах и в конце разговора. DTX управляется детектором активности речи (VAD), который обеспечивает обнаружение и выделение интервалов передачи речи с шумом и шума без речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речи. В состав системы прерывистой передачи речи входит также устройство формирования комфортного шума, который включается и прослушивается в паузах речи, когда передатчик отключен. Экспериментально показано, что отключение фонового шума на выходе приемника в паузах при отключении передатчика раздражает абонента и снижает разборчивость речи, поэтому применение комфортного шума в паузах считается необходимым. DTX процесс з приемнике включает также интерполяцию фрагментов речи, потерянных из-за ошибок в канале.

Вокодер

Вокодер (англ. voice coder — кодировщик голоса) — устройство синтеза речи на основе произвольного сигнала с богатым спектром. Изначально вокодеры были разработаны в целях экономии частотных ресурсов радиолинии системы связи при передаче речевых сообщений. Экономия достигается за счёт того, что вместо собственно речевого сигнала передают только значения его определённых параметров, которые на приемной стороне управляют синтезатором речи. Основу синтезатора речи составляют три элемента: генератор тонального сигнала для формирования гласных звуков, генератор шума для формирования согласных и система формантных фильтров для воссоздания индивидуальных особенностей голоса. После всех преобразований голос человека становится похожим на голос робота, что вполне терпимо для средств связи и интересно для музыкальной сферы. Так было лишь в самых примитивных вокодерах первой половины прошлого столетия. Современные связные вокодеры обеспечивают высочайшее качество голоса при существенно более сильной степени сжатия в сравнении с упомянутыми выше.

Кодирование речи

Цифровой участок передающего тракта начинается с кодера речи. Назначение кодера – сжатие сигнала речи, который представлен в цифровой форме.

В приёмном тракте перед ЦАП размещён декодер речи. Он восстанавливает обычный цифровой сигнал речи.

Широко известны два направления кодирования речи: кодирование формы сигнала и кодирование источника сигнала. В методе кодирования формы сигнала обычно применяют импульсно-кодовую модуляцию, дифференциальную ИКМ и дельта-модуляцию. Фактически ИКМ соответствует цифровой сигнал, снимаемый с выхода АЦП.

В качестве примера системы с кодированием формы источника сигнала следует назвать стандарт GSM, где используется линейное предсказание с возбуждением регулярной последовательностью импульсов и долговременным предсказателем.

На рис. 5.2 представлена упрощенная блок-схема кодека речи стандарта GSM.

В кодеке речи блок предварительной обработки выполняет следующие операции:

– предыскажение входного сигнала цифровым фильтром с подъёмом верхних частот;

– затем разделение сигнала на сегменты по 160 выборок, t = 20с;

– взвешивание каждого из сегментов окном Хэмминга.

После чего для каждого такого сегмента оцениваются параметры фильтра кратковременного линейного предсказания (порядок предсказания М = 8).

Сигнал с выхода блока предварительной обработки фильтруется решетчатым фильтром-анализатором кратковременного линейного предсказания, и по его выходному сигналу оцениваются параметры долговременного предсказания, а именно, коэффициент предсказания и задержка.

Поэтому выходная информация кодера речи для одного 20-миллисекундного сегмента речи включает:

– параметры фильтра кратковременного линейного предсказания;

– параметры фильтра долговременного линейного предсказания (коэффициент предсказания и задержка);

– параметры сигнала возбуждения (номер последовательности, максимальная амплитуда).

Рис. 5.2. Упрощенная блок-схема кодека стандарта GSM

Работа декодера на приёмной стороне видна из рисунка.

Существует множество вариантов кодеков речи. В стандарте GSM используется кодек типа RPE-LTR.