- •Глава 1. Механизмы речевого общения 2
- •Глава 1. Общие положения и терминология 26
- •Глава 3. Преобразование речи в цифровую форму 76 предисловие
- •Глава 1. Механизмы речевого общения
- •1.1. Речь
- •1.1.1 Общие сведения
- •1.1.2 Спектр речи
- •Речевой сигнал.
- •1.1.3 Спектр формант
- •Форманты
- •1.1.4 Амплитудное распределение. Динамический диапазон. Пик-фактор.
- •1.1.5 Распределение формант
- •1.1.6 Временные характеристики речи
- •1.1.7 Распределение уровней речи перед ртом говорящего
- •1.2 Слух
- •1.2.1 Общие сведения
- •1.2.2 Пороги слышимости
- •1.2.3 Логарифмическая ширина критической полосы слуха
- •1.2.4 Маскировка звуков
- •1.2.5 Адаптация слуха
- •Адаптация
- •1.2.6 Биноуральный эффект
- •1.2.7 Громкость звука
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 1.
- •Глава 2. Местные аналоговые телефонные системы
- •2.1.Общие сведения
- •2.2.Телефонные аппараты с микротелефонными трубками
- •2.2.1.Разговорная схема
- •2.3.Микрофоны
- •2.3.1. Назначение
- •2.3.2. Характеристики
- •2.3.3. Нелинейные искажения
- •2.3.4. Шумы
- •2.4.Телефоны
- •2.4.1. Назначение
- •2.4.2. Характеристики
- •.2.5.Микротелефонные трубки
- •2.5.1. Назначение
- •2.5.2. Основные параметры
- •.2.6.Частотные характеристики передачи и приема та
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 2.
- •Глава 1. Общие положения и терминология
- •1.1. Оконечные устройства, системы передачи и коммутации
- •Организации по разработке стандартов в области электросвязи.
- •1.2.Аналоговая телефонная сеть
- •1.2.1. Иерархия сети
- •1.2.2. Системы коммутации
- •Электромеханические системы коммутации.
- •Управление по программе.
- •1.2.3. Системы передачи
- •Воздушная линия связи.
- •Кабельные пары.
- •Двухпроводная и четырехпроводная передача.
- •Переход с двухпроводной цепи на четырехпроводную.
- •Дуплекс и полудуплекс.
- •1.2.7. Факторы, влияющие на качество передачи
- •Затухание сигнала.
- •Помехи.
- •. Искажения.
- •Эхо и самовозбуждение.
- •1.2.8. Уровни мощности
- •1.2.9. Сигнализация
- •Функции сигнализации.
- •Внутриканальная сигнализация.
- •Межстанционная сигнализация по общему каналу.
- •1.2.10.Устройства сопряжения
- •Устройство сопряжения абонентского шлейфа (абонентский комплект).
- •1.2.11. Специальные виды обслуживания
- •Передача данных.
- •1.3. Введение в цифровую связь
- •1.3.1. Преобразование речи в цифровую форму
- •1.3.2. Временное группообразование
- •Иерархия систем с временным группообразованием.
- •1.3.5.Цифровая коммутация
- •1.3. Цифровые телефонные сети
- •1.3.1. Преимущества цифровых сетей передачи речи
- •Простота группообразования
- •Простота сигнализации
- •Использование современной технологии
- •Цифровая обработка сигналов.
- •Интеграция систем передачи и коммутации
- •Возможность работы при малых значениях отношения сигнал-шум (помеха)
- •Регенерация сигнала
- •Приспосабливаемость к другим видам обслуживания
- •Возможность контроля рабочих характеристик
- •Простота засекречивания
- •1.3.2. Недостатки цифровых сетей передачи речи
- •Расширение полосы частот
- •Аналого-цифровое преобразование
- •Необходимость временнби синхронизации
- •Топологические ограничения группообразования
- •Несовместимость с существующими аналоговыми устройствами
- •1.4. Экономические аспекты
- •Заключение
- •3.1. Классификация алгоритмов кодирования речи
- •3.1.1. Прямое аналого-цифровое преобразование
- •3.1.2. Эффективное кодирование речи
- •3.1.3. Моделирование речеобразующего аппарата человека
- •3.1.4.Адаптивные кодеки
- •3.1.5. Синтезаторы речи
- •3.1.6. Ортогональное преобразование речевого сигнала
- •3.2. Алгоритмы кодирования
- •3.2 Импульсно-кодовая модуляция
- •3.2.1 Шум квантования
- •3.2.2 Шумы незагруженного канала
- •3.2.3 Импульсно-кодовая модуляция с равномерным квантованием
- •3.2.4 Компандирование
- •3.2.5 Кодирование с простой линеаризацией
- •3.2.6 Адаптивная регулировка усиления
- •3.3 Избыточность речи
- •3.3.1 Неравномерное распределение амплитуд
- •3.3.2 Корреляция между дискретами
- •3.3.3 Корреляция, связанная с периодичностью в сигнале
- •3.3.4 Корреляция между периодами основного тона
- •3.3.5 Избыточность, связанная с неактивностью речи
- •3.3.6 Неравномерный усредненный спектр
- •3.3.7 Кратковременный спектр
- •3.4 Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
- •3.4.1 Варианты реализации дикм
- •3.4.2 Предсказание более высокого порядка
- •3.5 Дельта-модуляция
- •3.5.1 Перегрузка по крутизне
- •3.5.2 Линейная дельта-модуляция
- •3.5.3 Слоговое компандирование
- •3.5.4 Адаптивная дельта-модуляция
Заключение
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 3. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ РЕЧИ В ЦИФРОВУЮ ФОРМУ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Область преобразования речевых сигналов в цифровую форму следствие его интересной природы и полезности во многих применениях в последние 20 лет подвергается интенсивному изучению. Это ">учение породило множество различных типов преобразователей с большим числом разновидностей в каждом типе. Выбор конкретного шла в первую очередь зависит от области применения и качества пере-Л.Г1И речи, которое желательно получить. Вообще говоря, области применения можно классифицировать следующим образом: а) Переда-4,i, б) коммутация, в) хранение и их комбинации. Кодеры речи для передачи можно классифицировать в соответствии с высокоскоростной и низкоскоростной передачей. Для высокоскоростной передачи применяются системы типа Т, где желательно получить стандартноеI'.necTBOпередачи речи при телефонии. В настоящее время экономичные преобразователи речи, обеспечивающие стандартное качество пе-1'гдачи при телефонии, требуют скоростей передачи от 32 до 64 кбит/с. 1 ще большие скорости требуются для цифровой передачи программ тукового вещания, где желательно более высокое качество. Например, МККР предлагает как стандарт для передачи сигналов звукового пгщания [1] скорость 384 кбит/с (включая биты проверки на четность).
Низкоскоростная передача применяется в общем случае при использовании для секретной передачи речи существующих аналоговых 11>едств, таких как телефонная сеть общего пользования или высокочастотные радиоканалы. При таких применениях скорости передачи |1 типовых случаях ограничиваются значениями от 2 до 16 кбит/с." И этих случаях преобразователи речи (за исключением устройств для исрхней границы этого диапазона скоростей) существенно сложнее и нг пользу ют принципиально другие алгоритмы, чем преобразователи для обычной телефонии.
Поскольку полоса пропускания систем коммутации в общем случае менее ограничена, чем полоса систем передачи, в преобразователях |и'чи для целей коммутации используются обычно простые устройства, [шботающие с повышенными скоростями. Например, в первой цифро-ичй УТС в США, которая выпущена фирмой Rolmв 1975 г., имла использована техника преобразования, аналогичная той, которая используется в системах передачи типа Т, но требующая скорости нгредачи 144 кбит/с [2]. Поскольку стоимость обычных кодеров и
3.1. Классификация алгоритмов кодирования речи
В последнее время вопросам кодирования речи уделяется особое внимание авторитетных научно – исследовательских организаций, специализирующейся на разработке эффективных алгоритмов кодирования речи и адаптации их к современным каналам связи [1]. Интерес к данной теме, объясняется тем, что сжатие речи при ее передаче сокращает объем передаваемых данных, вследствие этого уменьшаются затраты на передачу, что позволяет существенно снизить цены на услуги традиционной телефонии и тем самым привлечь новых пользователей, расширить сегмент рынка сотовой и интернет телефонии.
Естественно, что многообразие разработчиков алгоритмов кодирования речи, приводит к появлению все большего числа кодеков речи, которые вследствие повышенного спроса на них, сравнительно быстро принимаются Международным Союзом Электросвязи в качестве рекомендаций и стандартов, которые незамедлительно реализуются в промышленных решениях фирм, стремящихся захватить один из самых перспективных направлений рынка связи.
Как результат – применение разных стандартов кодированияречи в различных сетях связи, несовместимость протоколов и аппаратуры, отсутствие единого стандарта на транскодеры. Все это приводит к появлению на пути следования речевых сообщений, множества участков перекодирования, что в свою очередь влечет к существенным искажениям качества передаваемой речи.
Таким образом, становится актуальной проблема оптимального транскодирования различных алгоритмов преобразования речи.В качестве первого этапа решения этой проблемы, авторами были выделены методы цифрового преобразования речи, в соответствии, с которыми построена классификация существующих на данный момент стандартов и рекомендаций кодирования речи.