Метод линейной спектральной пары lsp.
Коэффициенты ai, i от 1 до M предскпзания обладают широким динамическим диапазоном, это затрудняет их эффективное квантование т.е. требует большой разрядности представления, в случае ограниченной разрядности и воздействии искажения со стороны КС может привести к неустойчивой работе синтезир. LPC фильтров на приемной стороне, т.к они являются БИХ фильтрами.
В 1979 г. Итакура предложил новый метод определения параметров характер. огибающую спектра речи, этот метод назвали методом линейной спектральной пары. Предложенный метод в математическом смысле полностью эквивалентен обычному описанию фильтра с линейным предсказанием, но более устойчив к ошибкам в КС, при этом искажения одного LSP параметра влияет на спектор речи только в определенной области частот, в то время как искажение коэффициентов ai распространяется на всю область частот.
Параметры LSP получаются из коэффициентов LPC разложением передаточной функции фильтра анализа A(Z), на сумму двух полиномов, это может быть выполнено с помощью коэффициентов передачи прямого и обратного фильтра.
П
P(Z)=A(Z)-B(Z)=1+(a1-am)Z
+(a2-am-2)Z +…+(am-a1)-Z
Q(Z)=A(Z)+B(Z)=1+(a1+am)Z
+(a2+am-2)Z +…+(am+a1)Z +Z
Анализ данных выражений показывает, что все корни полиномов P(Z) и Q(Z) лежат на единой окружности в Z области и чередуется с увеличением частоты.
Можно показать что:
Частные параметры ωpi, ωqi являются параметрами линейной спектральной пары, которые располагаются на линейной спектральной окружности, при этом соблюдаются следующие условия:
0<ω1<ω2<ω3<…<ωm<π
это условие необходимо и достаточно, для обеспечения стабильности работы синтезирующего фильтра.
Субполосное кодирование с векторным квантователем (матричное кодирование).
Набор полосовых фильтров демодулятора разбивает спектр речевого сигнала на М полос и формирует М канальных сигналов, с понижением частоты дискретизации в М раз. На выходе каждого канала производится анализ на основе LPC метода с последующим векторным квантованием LPC параметров и сигналов возбуждения.
Достоинства:
1.Существенно уменьшается размерность кодовой книги, а значит поиск вектора параметров в кодовой книге.
2.Упрощается реализация фильтров с линейным предсказанием и соответствующих синтезирующих БИХ фильтров на приемной стороне.
3.Повышенная степень сжатия за счет эффективного сочетания потенциальных возможностей полосных вокодеров и вокодеров на основе LPC методов.
3.13. Векторное квантование при кодирование речи.
В отличие от скалярного векторное квантование предполагает квантование набора параметров, как единого вектора, впервые использовалось в 50-х годах, но широкое применение началось после того как для кодирования речи стало применяться линейное предсказание.
Анализ-синтез речи с использование векторного квантования.
передатчик
Анализатор на основе LPC фильтра выделяет вектор не квантованных параметров x¯(n) набор параметров квантуется и преобразуется в вектор y¯(n), который далее кодируется в виде последовательности бит c¯(n), на приемной стороне выполняется обратная последовательность операций, однако точное восстановление невозможно, как из за ошибок при передаче, так и вследствие того что восстановление речевого сигнала на приемной стороне производится по квантованным значениям вектора коэффициентов.