ФОСМС2015fokin_12345

Тема 4.3. LPC. Параметрическое кодирование речи

Цель: Изучить принципы параметрического кодирования речи

Задачи:

ччч

План:

ччч

Содержание отчета: определяется задачами и планом практического занятия ДЗ: оценить ччч

51

ччч

ччч

52

ччч

ччч

53

Тема 4.3. LPC. Практика

Цель: Изучить принципы работы

Задачи:

сформировать сигналы LPC; построить их осциллограммы и сделать выводы

План:

ччч

Содержание отчета: определяется задачами и планом практического занятия

ДЗ: оценить ччч

54

Имитационная модель LPC

В LPC используется автокорреляционный анализ для определения наборов коэффициентов LPC в каждом кадре с усилением .

Метод кепстрального анализа используется для классификации исходных кадров на речевые с периодом, определяемым кепстральным пиком, и неречевые, моделируемые случайным шумом с периодом в 0 выборок.

Результатом кепстрального анализа является функция возбуждения, которая содержит серию основных тонов речевых кадров и серию случайных шумов в неречевых кадрах.

В ИМ выполняется анализ и синтез фрагмента речи методом LPC согласно схеме на рисунке 1.

Для синтеза выполняется анализ фрагмента речевого сигнала методом автокорреляции для получения параметров LPC. Также речевой сигнал анализируется кепстральным детектором основного тона для формирования подходящего сигнала возбуждения со скоростью следования полученных ранее параметров.

Нулевой период основного тона означает, что кадр классифицирован как неречевой (кадр тишины/фона), ненулевой период основного тона (в выборках с частотой дискретизации 8 кГц) означает, что кадр классифицирован как речевой.

Синтеза фрагмента речи осуществляется на основе сигнала возбуждения, полученного кепстральным детектором основного тона, параметров предсказания, полученных для

каждого периода речевого фрагмента и автокорреляционного анализа.	55

Особенности функционирования метода LPC

 Определенную сложность представляет формирование такого сигнала возбуждения, который максимально точно аппроксимирует исходный речевой сигнал, так, что является периодичным с частотой основного тона во время передачи речевых кадров и шумоподобным - во время передачи неречевых кадров с соответствующим усилением.

Содержание текущего кадра зависит от содержания предыдущего кадра. Так, например, при изменении периода основного тона для определения импульса основного тона в текущем кадре нужно знать, когда случился последний импульс основного тона в предыдущем периоде.

Параметры фильтра LPC можно изменять как один раз за время кадра, так и чаще (при каждом новом периоде основного тона) путем интерполяции между кадрами

56

xxx

 xxx

57

Тема 5. Непрерывный ряд Фурье

В системах радиосвязи анализ Фурье позволяет оценить спектральные характеристики радиоканала, сигнала передатчика и сигнала приемника

Цель: Изучить принципы представления периодических сигналов непрерывным рядом Фурье

Задачи:

сформировать сигналы

План:

ччч

Содержание отчета: определяется задачами и планом практического занятия ДЗ: оценить

58

Непрерывный ряд Фурье периодической последовательности прямоугольных импульсов

 Ряд Фурье (CTFS – Continuous Time Fourier Series) используется для спектрального анализа

периодического сигнала	и определяется выражением
= 1					∞	0 ,	0	=	2 ,	− период ,	(1.1.1a)
					=−∞
коэффициенты определяются выражением
		=		−0 интеграл на одном периоде T							(1.1.1b)
Пример: ряд Фурье последовательности прямоугольных импульсов
Последовательность прямоугольных импульс определяется выражением
=	, где				=	1 при −			≤	2 − целое число	(E1.1.1)
						0 при других

По ф. (1.1.1b) оценим коэффициенты ряда Фурье

1.1.1

1.1.1

2

2

=

−0

=

−0 =

−0

=

−0

− 2

− 2

=

− 0 2

− 0 2

=

0 2− − 0 2

1.1.1.1

sin 0 2

1.1.1.2

0

−0

0

=

0 2

=

2

sin

=

− −

2

=

sin

По ф. (1.1.1a) можем записать ряд Фурье последовательности прямоугольных импульсов

1.1.1

1

∞

1.1.2

∞

=

0 =

0 2

0

=−∞

=−∞

(E.1.1.2)

(1.1.1.1)

(1.1.1.2)

(E1.1.3)

59

Непрерывный ряд Фурье периодической последовательности треугольных импульсов

Последовательность треугольных импульсов определяется выражением
= Λ , где Λ =	1 −	при − ≤ − целое число	(E1.1.4)
	0	при других

По ф. (1.1.1b) оценим коэффициенты ряда Фурье

1.1.1									1.1.4													четн.ф−я
=				Λ		− 0 =								1 −					− 0				=		2					1 −			cos				=
																																				0
																											0
		sin 0							sin 0									sin 0							−2
= 2							− 2								−								=						cos 0						=
				0					0											0				0 2										0
0							0							0	0
	2								1.1.1.3				2		0 2					1.1.1.2
				1 − cos 0					=												= 2				0										(E.1.1.5)
	0	2												0 2					2								2
										2					=	1			1 − cos 2																(1.1.1.3)
																2
По ф. (1.1.1a) можем записать ряд Фурье последовательности треугольных импульсов
							1.1.1	1	∞						1.1.5						∞		2							0					(E1.1.6)
					=					0						=										0	2
									=−∞												=−∞

60