Обработка речевого сигнала и Канальное кодирование

Реферат по теме лекции:

«Обработка речевого сигнала» и «Канальное кодирование»

Выполнил :

ст. гр. ПС-91

Миннахметов И.Р.

Дата: 28.11.12

Лекция 11 недели.

Содержание.

1.     Обработка речевого сигнала.

2.     Параметры 20 мс-го речевого сегмента.

3.     Канальное кодирование стандарта GSM.

4.     Блочное кодирование.

5.     Сверточное кодирование.

6.     Перемежение.

7.     Вопросы по реферату.

С выхода блока предварительной обработки сигнал, фильтруется решетчатым фильтром STP и по его выходному сигналу оцениваются параметры LTP (g и d). Эти параметры оцениваются для каждого из подсигналов, причем при оценке задержки d для текущего подсегмента используется скользящий подсегмент из 40-ка выборок, перемещающихся в пределах предшествующих 128 выборок сигнала остатка предсказание E.

Далее сигнал фильтруется фильтром – анализатором LTP, а выходной сигнал сглаживающим фильтром и по нему формируются параметры сигнала возбуждения в отдельности для каждого из 40-ка выборочных подсегментов.

Сигнал возбуждения одного подсегмента состоит из 13 импульсов следующих через равные промежутки времени (в 3 раза больше чем 125мГц) и имеющих различные амплитуды.

Для формирования сигнала возбуждения 40-ка импульсов подсегмента сглаженного остатка частоты возбуждения обрабатывается следующим образом:

Последний 40-вой импульс отбрасывается а первые 39 разбиваются на 3 последовательности: в 1-ой импульсы 1,4,7....37. во 2-ой 2,5,8…38. В 3-ей 3,6,9…39. В качестве сигнала возбуждения выбирается та последовательность энергия которого больше.

Амплитуда импульсов нормируется по отношению к импульсу наибольшей амплитуды и нормируется 3-мя битами каждая по линейной шкале квантования, а абсолютное значение амплитуды кодируется 6-ю битами в логарифмическом масштабе.

Положение начального импульса в 13 элементной последовательности кодируется 2 битами выбранный в качестве данного возбуждения.

Вывод: Таким образом, выходная информация кодера речи для одного 20мс-ого сегмента речи, включает в себя следующие параметры:

Название параметра	Число бит	Детализация бит
Параметры фильтра STP (логарифмическое отношение площадей    ri=1…8	36	r1r2 – 2x6 (12) r3r4 – 2x5 (10) r5r6 – 2x4 (8) r7r8 – 2x3 (6)   (всего 36 бит)
Параметры фильтра LTP Коэффициент пред. g и d	36	g – 2 d - 7
Параметры сигнала возбудения: n – номер последовательности, ν – максимальная амплитуда, bi –нормирование амплитуды, i=1…13. Для каждого из 4 подсегментов	188	n=2 ν=6 bi=3
Всего за 20-ти мс сегмент	260

Скорость передачи 13 кбит/сек.

Для оценки качества восстановленной речи используются объективные и субъективные методы. Т.к. получателем речевых сообщений является человек то важно оценить его субъективное восприятие речи.

Существуют международные стандарты с использованием средней экспертной оценки MOS (mean opinion score) шкала которой имеет 5 уровней.

Современный кодек в системах мобильной связи имеет MOS=4.

На выходе кодера стандарта GSM получаем скорость 13 кбит/сек, который подвергается дальнейшему канальному кодированию с целью обеспечения помехоустойчивости и которая позволяет обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие при распространении сжатой речи по радиоканалу.

Тема: Канальное кодирования стандарта GSM

Кодирование осуществляется 3мя процедурами: 1) блочное кодирование 2) сверточное кодирование 3) перемежение.

1)    Вся информация разбивается на блоки которые содержат k символов и которые по определенному закону преобразуются в n символьные блоки.

n>k

  скорость кодирование, мера избыточности

Есть так называемые систематические кодеры

2)    Сверточное кодирование

При сверточном кодировании К-последовательность символов разбиваются на k блоков которые участвуют в образовании n- битовых символов в выходной последовательности n>k причем на каждый блок выходной последовательности приходиться по одному символу выходной последовательности и каждый бит выходной последовательности получается как результат суммирования по модулю 2 от К выходных символов.

n=4 k=2 K=5

3)    Перемежение.

Это такое изменение порядка следование символов(перестановка символов)  при котором стоявшие рядом символы оказываются разделенными несколькими другими символами.

Такая процедура предпринимается с целью преобразование групповых ошибок в одиночные с которыми можно бороться, используя блочное и сверточное кодирование.

Групповые ошибки возникают из за глубоких замираний сигнала в условиях многолучевого распространения  которое имеют место в условиях городской застройки.

Вопросы:

1.     От чего зависит блок схема кодирования.

2.     Какие параметры включает в себя выходная информация кодера речи для одного 20 мс-го сегмента речи.

3.     Как обрабатывается сигнал для формирования 40ка импульсного подсегмента.

4.     Что такое перемежение.