Избыточность речи

Анализ речевых сигналов показывает, что при переходе от одного дискрета к другому проявляется значительная избыточность. В действительности коэффициент корреляции (мера предсказуемости) между соседними дискретами, следующими с частотой 8 кГц, составляет в общем случае 0.85 или больше. Все методы аналого - цифрового преобразования, описанные в последующей части этого раздела, с целью уменьшения скорости передачи приспособлены в той или иной степени к характеристикам речевых сигналов.

В дополнение к корреляции, существующей между соседними дискретами речевого сигнала, для уменьшения скорости передачи кодированного сигнала можно использовать и несколько других видов избыточности. Они перечислены в табл.1.1.

Таблица 1.1

Виды избыточности речевого сигнала

Неравномерное распределение амплитуд

предполагает использование некоторых видов адаптивной регулировки усиления. Это обусловлено тем, что дискреты с меньшими значениями встречаются чаще, чем дискреты с большими значениями.

Корреляция между дискретами речи -

кодируется только разность между соседними дискретами. Результаты измерений разностей накапливаются затем в декодере для восстановления сигнала.

Корреляция, связанная с периодичностью в сигнале

объясняется тем, что в любой конкретный момент времени определенные звуки могут быть построены только из колебаний нескольких основных частот. Поэтому наблюдается сильная корреляция между большим числом дискретов, относящихся к нескольким периодам колебаний.

Корреляция между периодами основного тона -

следствие долговременной периодичности, относящейся к основному тону. Кодируются звонкие отрезки речи на одном периоде основного тона и результаты этого кодирования используются как шаблон для последующих периодов основного тона в этом звуке.

Избыточность, связанная с неактивностью речи (паузы)

определяется достаточно большой длительностью пауз в разговоре (около 60%). Кодирование заключается в определении речевой активности и освобождении канала по завершению каждого отрезка речи.

При рассмотрении вопросов применения цифровой обработки речевых сигналов к задачам связи следует выделить два основных способа кодирования речевых сигналов: формы и параметров (вокодерные методы). Кодирование формы речевого сигнала основано на сохранении формы колебания в процессе дискретизации и квантования. Параметрическое представление базируется на описании речевого сигнала, как выходного отклика модели речеобразования. На первом этапе построения параметрического представления речевое колебание подвергается дискретизации и квантованию, а затем обрабатывается для получения модели. Параметры модели обычно разделяются на параметры возбуждения и параметры голосового тракта.

Согласно рекомендациям МККТТ и требованиям ЕАСС (ВСС) полоса частот преобразуемого речевого сигнала ограничивается интервалом частот 0,3…3,4 кГц, а частота дискретизации при ИКМ в соответствии с теоремой отсчетов принимается равной fД =8 кГц.

Шкала уровней квантования рассчитывается таким образом, чтобы перекрыть весь диапазон изменения мгновенных значений выходного сигнала. Эта шкала может быть равномерной или неравномерной, фиксированной или адаптивно изменяемой в зависимости от параметров РС.

Другие публикации

Основные материалы микроэлектроники, применяемые в процессе ее развития
Бурное развитие радиоэлектронной аппаратуры не могло происходить без существенного улучшения её параметров. В радиоэлектронике и электронной технике появилось новое, ...

Устройство формирования управляющих сигналов
Блок-схема рассматриваемого устройства представлена на рис.1. Здесь u1(t) -некоторый входной сигнал (сигнал управления), ДУ - дифференцирующее устройство, формиру ...