Преобразование речевых сигналов в цифровую форму. Лекция № 4

2

Целевая установка
Учебные цели - раскрыть:
1. Классификацию методов цифрового кодирования речевых

3

Учебные вопросы:

1. Классификация методов цифрового кодирования речевых сигналов
2.

4

Первый учебный вопрос:

1. Классификация методов цифрового кодирования речевых сигналов

5

Цифровая система передачи информации

6

Импульсно-кодовая модуляция – PCM-pulse code modulation-1960

7

Преобразования PCM-сигн., повыш.эффективн. их передачи

Алгоритмы сжатия речи,
фильтрация,
квантизация

8

Список сокращений

9

Список сокращений

10

Вокодер - (англ. voice coder – кодировщик голоса)

– устройство синтеза

11

Вокодер - (англ. voice coder – кодировщик голоса)

Экономия достигается за

12

Структурная схема вокодера

13

Основу синтезатора речи составляют три элемента:

Генератор тонального сигнала для формирования гласных

14

Формантный фильтр

это система резонансных фильтров, предназначенная для генерации речевого сигнала

15

Формантный фильтр

В основу структуры формантного фильтра заложена упрощённая модель голосового тракта.

16

Пример спектра фонемы «А»:

17

Форма́нта

— термин фонетики, обозначающий акустическую характеристику звуков речи (прежде всего гласных), связанную с уровнем частоты

18

Спектр и спектрограмма

русской гласной «е», показывающие 5 формант

19

Формантный фильтр создаёт

формантные области в спектре входного сигнала с

20

Схема формантного фильтра третьего порядка:

21

Схема формантного фильтра :

Чтобы синтезировать речевой сигнал, соответствующий определённой фонеме,

22

Для формантного фильтра :

Входным воздействием могут служить различные сигналы с

23

Для формантного фильтра :

При этом нижние частоты данного диапазона соответствуют

24

Второй учебный вопрос:

2. Методы разностного квантования речевых сигналов. Кодеры формы

25

Структурная схема системы связи с предсказанием

26

Структурная схема системы с дельта-модуляцией

27

Принцип формирования сигналов с дельта-модуляцией

- последовательность коррелированных отсчётов
- сигнал предсказания
- сигнал

Восстановленный истинный отсчёт

29

При ЦСПИ

Сигнал ошибки подвергается операциям квантования и кодирования
Результат такого преобразования –

Дельта-модуляция

- квантованный сигнал ошибки,
где

31

Система передачи информации дельта-модуляцией

Достоинство - сравнительная простота кодирующих и декодирующих устройств
Недостаток

33

Третий учебный вопрос:

3. Методы низкоскоростного кодирования речевых сигналов

34

Методы низкоскоростного кодирования речевых сигналов

Передача речи в цифровой форме

35

Методы низкоскоростного кодирования речевых сигналов

Упрощенная схема вокодера системы

Метод линейного предсказания

Остаток предсказания

В схемах с линейным предсказанием

37

Передача речи с применением LPC .

38

Схема процедуры «анализ через синтез»

39

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ НКР

CELP - метод линейного предсказания

40

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ НКР

CELP применяется в системах одноканальной

41

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ НКР

Разновидности CELP и иных алгоритмов
RELP

42

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ НКР

MELP (Mixed Excitation Linear Prediction)

43

КРАТКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ НКР

MP-MLQ (MultiPulse Maximum Likelihood Quantazation)

44

Кодек речи стандарта GSM 414

45

Сравнительная характеристика кодеров речи по параметру качества передачи речи

46

Аудиоданные, кодированные в соответствии с рекомендацией G.722

47

Структура сигнала с дельта-модуляцией

48

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Структура потока G.728

49

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Канал G.729 8

50

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Канал G.729 8

51

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Кадр G.723.1, длина

52

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Структура сигнала GSM,

53

Примеры структур кадров кодеров речи в битовом представлении

Кадр FED-STD 1016,

Структура кадра потока GSM 16 кбит/с

Примеры структур кадров кодеров

Семенов К.В., Карасев В.Т., Гурский С.М. Радиотехнические системы: Курс лекций. Часть

https://sites.google.com/site/eltechdigicom/

57

Информационные технологии в радиотехнических системах: Учебное пособие / В.А.Васин, И.Б.Власов, Ю.М.Егоров

59

Дополнительные учебники

Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Ширман

60

Дополнительные учебники

Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / А.Г.Зюко, Д.Д.Кловский,

61

Дополнительные учебники

Беллами Дж. Цифровая телефония: Пер.с англ./Под ред. А.Н.Берлина, Ю.Н.Чернышова.

Прокис Джон. Цифровая связь/Пер.с англ. под ред. Д.Д. Кловского.-М.: Радио и

63

Примеры периодических изданий

64

Журнал Электросвязь

65

Журнал Электросвязь: содержание

66

Военно-научная работа (ВНР) на 62 кафедре

Разработана ВНР курсантом 5-го курса

67

ВНР на 62 кафедре

Гурский С.М., Полубенцев В.А. Информационная безопасность в

68

ВНР на 62 кафедре

69

ВНР на 62 кафедре

70

ВНР на 62 кафедре

71

ВНР на 62 кафедре

72

Структура ЦСПИ

73

Структура ЦСПИ

Назначение структурных элементов ЦСПИ подробно описано в книге Бернарда

73

Структура ЦСПИ
Книга посвящена свободно распространяемому пакету Octave. Читатель держит в руках

73

https://www.altlinux.org/Books:Octave
GNU Octave - это свободный интерпретирующий язык для проведения математических вычислений.

73

http://opds.spbsut.ru/data/_uploaded/books/octave_book.pdf
Наш многолетний опыт преподавания информационных дисциплин в Донецком национальном техническом

73

http://opds.spbsut.ru/data/_uploaded/books/octave_book.pdf

https://kmu.itmo.ru/
Конгресс молодых учёных Университета ИТМО (https://kmu.itmo.ru/)
Конгресс молодых учёных Университета ИТМО