5. Итоговая реализация
Выполним итоговую реализацию программы, позволяющей промоделировать сжатие сигналов методами ДИКМ. Она должна показывать зависимость спектров и осциллограмм исследуемых сигналов от значений коэффициентов линейного предсказания.
Для этого объединим алгоритмы, описанные в предыдущих двух главах, добавив графический интерфейс для удобства пользователей.
Представим ниже интерфейс программы и ее основные возможности:
Рис. 28
При работе с программой существует выбор между двумя сигналами: синусоидальным и звуковым; при этом можно варьировать значения коэффициентов линейного предсказания.
После выбора рабочего сигнала и задания коэффициентов а1 и а2 следует нажать кнопку «Применить изменения». После чего кнопки «Показать осциллограммы» и «Показать спектрограммы» станут активными, и появится возможность просмотреть соответствующие зависимости.
Отдельного внимания заслуживает работа со звуковым сигналом. При выборе параметра «звуковой сигнал» справа появится новое меню для записи и воспроизведения записанного речевого сигнала. Для записи речевого сигнала необходимо нажать «Записать» и, подождав истечения 4 секунд (обратный отсчет ведется в правом верхнем углу программы) произнести фразу в течении одной секунды. Также существует опция для воспроизведения записанного сигнала. Для этого необходимо нажать «воспроизвести». Далее нужно выбрать значения коэффициентов линейного предсказания и нажать «Применить изменения». В результате искомые зависимости будут доступны.
Рис. 29
6.Рекомендуемая литература
Рыжков А.Е., Курс лекций «Специальные функциональные узлы аппаратуры подвижной связи»
Скляр Б., «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003
Дьяконов В.П. «MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения». Серия «Библиотека профессионала» - М.: СОЛОН-Пресс, 2005.
Дьяконов В.П., Аброменкова И.А. «MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник». – СПб.: Питер, 2002.
Сайт «Консультационный центр MATLAB компании SoftLine» http://matlab.exponenta.ru/
7. Требования к отчету
Отчёт должен содержать разработанные программные модули, результаты отладки программ по сжатию периодического сигнала и речевого сигнала. Должны быть представлены осциллограммы и спектры:
- исходных сигналов,
- сжатых сигналов
- восстановленных сигналов.
В отчете надо дать ответы на следующие вопросы:
1. В чем состоит идея сжатия сигналов; какие сигналы можно сжимать
2. Из каких соображений выбирают разрядность входного АЦП
3. Что такое линейное предсказание и как его реализуют при сжатии сигналов.
4. Как осуществляют ввод речевого сигнала
5. Какие составляющие речевого сигнала удаляют при использовании ДИКМ.
Приложение 1.
Ниже приведен перечень основных функций пакета прикладных программ Matlab, использованных для создания лабораторной работы «Исследования сжатия речевых сигналов»:
wavrecord(t*Fs, Fs) – запись звукового сигнала, где t*Fs – число отсчетов записываемого сигнала, Fs – частота дискретизации
wavplay(x*sh, Fs) – воспроизведение звукового сигнала, где x*sh –вектор сигнала, Fs – частота дискретизации.
Рассмотрим алгоритм для получения спектра сигнала:
q = fft(x,Fs*t);
q = q(1:(Fs*t/2));
m = abs(q);
q = fft(x,Fs*t) – точечное дискретное преобразование Фурье, где x – преобразовываемый вектор, Fs*t – количество точек преобразования Фурье
q = q(1:(Fs*t/2)) – отбрасывание области отрицательных значений частот
m = abs(q) - взятие модуля вектора q, по сути, это получение спектра амплитуд
round – округление до ближайшего целого значения