PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MÃ HÓA CELP

PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MÃ HÓA CELP TS. TRẦN QUỐC THỊNH Bộ môn Kỹ thuật viễn thông Khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo đề cập đến phương pháp đánh giá các bộ Mã hoá tiếng nói CELP, cách xử lý các tham số, để tạo ra bộ mã hoá tiếng nói CELP. Vừa bảo đảm hiệu quả kinh tế vừa bảo đảm chất lượng tiếng nói. Đây là một vấn đề thời sự trong lĩnh vực mã hoá tiếng nói trong các hệ thống thoại của mạng viễn thông, đang được các nhà...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MÃ HÓA CELP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MÃ HÓA CELP TS. TRẦN QUỐC THỊNH Bộ môn Kỹ thuật viễn thông Khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo đề cập đến phương pháp đánh giá các bộ Mã hoá tiếng nói CELP, cách xử lý các tham số, để tạo ra bộ mã hoá tiếng nói CELP. Vừa bảo đảm hiệu quả kinh tế vừa bảo đảm chất lượng tiếng nói. Đây là một vấn đề thời sự trong lĩnh vực mã hoá tiếng nói trong các hệ thống thoại của mạng viễn thông, đang được các nhà nghiên cứu quan tâm. Summary: This paper presents the methods to analyse CELP encoder and deal with parameters which produce encoder CELP for ensuring both economic efficiency and quality of voice. It takes much researchers’ attention in area of voice coding of telecommunication network now. I. GIỚI THIỆU Chúng ta xem xét phân tích sự hoạt động của bộ Mã hoá CELP với sơ đồ được giới thiệu ĐT trên hình 1. Tín hiệu kích thích U(h) được hình thành bằng cách cộng tín hiệu tỷ lệ từ sổ mã hoá thích ứng (AKK) (bổ xung thành phần trên số thời gian dài của tín hiệu tiếng nói) và tín hiệu tỷ lệ từ sổ mã cố định lớn (CKK). Tín hiệu kích động nhận được điều khiển bộ lọc tổng hợp, nó mô phỏng hiệu ứng thiết bị tiếng nói. Trong bộ giải mã tín hiệu kích động đi qua bộ lọc tổng hợp, khi tái tạo tín hiệu tiếng nói λ(h) ta nhận thấy, đầu tiên các tham số của bộ lọc được xác định, còn sau đó là các chỉ số của sổ mã α và k. Các hệ số khuếch đại tương ứng G1 và G2, các tham số của sổ mã được chọn sao cho sai lệch gây ra giữa tín hiệu tiếng nói gốc và tín hiệu tiếng nói tái tạo được cực tiểu hoá, đạt được việc truyền mỗi tế bào của sổ mã đến bộ lọc tổng hợp với mục đích xuất hiện lớn nhất các mẫu giống nhất. Tất nhiên trên thực tế đưa ra 2 sự đơn giản hoá phân tích. Đầu tiên gắn liền với xác định tham số bộ lọc tổng hợp đặc tính của nó để đơn giản lựa chọn bộ lọc đảo dự đoán tuyến tính thời gian ngắn, được cực tiểu hoá năng lượng tín hiệu sai lệnh dự đoán. Tham số của bộ lọc tổng hợp được xác định với tính toán tín hiệu kích động U(h), tất nhiên sau đó chúng được xác định, các thay đổi nào đó lớn hơn của tín hiệu sẽ không được tính đến, điều đó có nghĩa là, khi xác định tham số của bộ lọc có thể các thành phần thời gian dài bị ảnh hưởng, khi đó sự mô phỏng của chúng tốt hơn cả là “dừng lại” đối với sổ mã thích ứng. Sự đơn giản hoá thứ 2 của phân tích được thực hiện khi xác định các tham số của sổ mã. Nếu thay xác định đồng thời tham số sổ mã (thích ứng và cố định) để cực tiến hoá sai lệch. Ban đầu xác định trễ và hệ số khuếch đại AKK, khi đó cho rằng tín hiệu CKK bằng 0, còn sau đó khi có tín hiệu AKK thì xác định tham số CKK. Cách giải quyết như vậy làm giảm độ phức tạp của các bộ mã hoá CELP đến mức chấp nhận được, tất nhiên dẫn đến làm giảm chất lượng tiếng nói tái tạo. Chúng ta xem xét sự ảnh hưởng của hai phương pháp đơn giản trên đến chất lượng tiếng nói tái tạo. Tối thiểu hóa sai lệch Hình 1. Sơ đồ mã hóa CELP II. TÍNH TOÁN THAM SỐ BỘ LỌC TỔNG HỢP Như nhận xét ở trên, đặc tính đơn giản của bộ lọc tổng hợp là đảo đối với đặc tính của bộ lọc dự đoán sai lệch. ĐT A(z) = 1 - α1z-1 - α2z-2 - .... - αpz-p Bộ lọc này tối thiểu hoá năng lượng còn lại từ sự dự đoán tín hiệu tiếng nói vào λ(h). Ở đây P là bậc của bộ lọc. Rõ ràng điều đó còn xa thực tế xác định tham số bộ lọc tổng hợp: vì vậy khi tín hiệu kích thích λ(h) được xác định, các hệ số của bộ lọc tổng hợp có thể được tính toán kỹ với mục đích làm tăng tỉ số S/N của tiếng nói tái tạo. Chúng ta xem xét đến các phương pháp khác nhau khi tiến hành tối thiểu hoá. Một trong các phương pháp tối thiểu hoá, nó có thể được đề nghị khi phân tích bộ mã hoá với kích thích nhiều xung điện gọi là lặp theo phương pháp bình phương bé nhất. Khi có tín hiệu kích thích λ(h) và bộ hệ số bộ lọc αk = 1, 2, 3, …, P. Tín hiệu tiếng nói tái tạo có thể được tính toán với biểu thức ) ) P λ(h ) = U(h ) + ∑ α k λ(h − k ) (1) k =1 Tối thiểu hoá E – năng lượng tín hiệu sai lệch ∧ e(h) = λ(h) - λ (h) Theo chiều dài L đoạn tín hiệu - được thực hiện với sự trợ giúp của biểu thức. ∑ (λ(h ) − λ(h )) 2 L −1 ˆ E= h =0 (2) 2 ⎛ ⎞ L −1 P ∑ ∑ = ⎜ λ (h ) − U(h ) − α k λ(h − k )⎟ ˆ ⎜ ⎟ h =0 ⎝ ...