TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ TÍN HIỆU NÂNG CAO..'NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH MÃ HÓA TIẾNG NÓI MELP'

Trong thông tin vô tuyến điện băng hẹp HF, VHF nói chung và thông tin vô tuyến điện quân sự nói riêng thì việc tiết kiệm băng thông, cải thiện chất lượng tín hiệu khi truyền là vấn đề rất quan trọng. Có rất nhiều thuật toán để xử lý số tín hiệu tiêngs nói khác nhau để giải quyết vấn đề này như là LPC, CVSD, Melp (Mixed-Excitation Linear Predictive) . Đối với thông tin vô tuyến điện quân sự ngoài việc tiết kiệm băng thông kênh truyền còn có nhiệm vụ quan trọng nữa đó là chống tác chiến...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ TÍN HIỆU NÂNG CAO..“NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH MÃ HÓA TIẾNG NÓI MELP” HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Khoa Đào tạo quốc tế và Sau đại học ------------o0o----------- TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ TÍN HIỆU NÂNG CAO “NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH MÃ HÓA TIẾNG NÓI MELP” Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Minh Nhóm thực hiện: Hà Nội, tháng 5 năm 2013 Nghiên cứu mô hình mã hóa tiếng nói MELP MỤC LỤC MỤC LỤC.................................................................................................... 1 LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................. 2 I. Khái quát chung....................................................................................... 3 II. Thủ tuc mã hoa Melp.............................................................................. 5 ̣ ́ III. Bộ giải mã............................................................................................ 13 IV. Ứng dung mã Melp trong may VHF nhay tân.....................................21 ̣ ́ ̉ ̀ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................22 1 Nghiên cứu mô hình mã hóa tiếng nói MELP LỜI NÓI ĐẦU Trong thông tin vô tuyên điên băng hep HF, VHF noi chung và thông tin ́ ̣ ̣ ́ vô tuyên điên quân sự noi riêng thì viêc tiêt kiêm băng thông, cai thiên chât ́ ̣ ́ ̣ ́ ̣ ̉ ̣ ́ lượng tin hiêu khi truyên là vân đề rât quan trong. Có rât nhiêu thuât toan để xử ́ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ́ ̀ ̣ ́ lý số tin hiêu tiêngs noi khac nhau để giai quyêt vân đề nay nh ư là LPC, CVSD, ́ ̣ ́ ́ ̉ ́ ́ ̀ Melp (Mixed-Excitation Linear Predictive) . Đôi với thông tin vô tuyên điên quân sự ngoai viêc tiêt kiêm băng thông ́ ́ ̣ ̀ ̣ ́ ̣ kênh truyên con có nhiêm vụ quan trong nữa đó là chông tac chiên điên tử cua ̀ ̀ ̣ ̣ ́ ́ ́ ̣ ̉ kẻ thu, nên viêc yêu câu phai tich hợp rât nhiêu dich vụ trên môt kênh truyên HF ̀ ̣ ̀ ̉ ́ ́ ̀ ̣ ̣ ̀ và VHF. Điêu nay chỉ được giai quyêt khi ta nen dữ liêu số xuông môt tôc độ ̀ ̀ ̉ ́ ́ ̣ ́ ̣ ́ rât thâp. Vì vây thuât toan Melp là đap ứng được cac yêu câu trên. ́ ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ ̀ Mã dự đoán tuyến tính kết hợp với bộ kích thích (MELP) là m ột mã hóa tiếng nói chuẩn của Bộ Quốc Phòng và Chính Phủ Mỹ, được ứng dụng ch ủ yếu trong các ứng dụng quân sự và thông tin vệ tinh, âm thanh bảo mật và các thiết bị vô tuyến bảo mật. Được phát minh năm 1995 do Alan McCree (làm luận văn tốt nghiệp về xử lý tín hiệu và xử lý ảnh). Sau đó đ ược hãng Texas Instruments đưa vào sản phẩm thương mại (chíp DSP kèm ph ần m ềm MELP với tốc độ 2400bps). Năm 1997 đưa vào thành chuẩn quân s ự Mỹ (MIL-STD- 3005) và đến năm 2001 được đưa vào chuẩn NATO (STANAG 4591). Ngày nay chuẩn mã thoại MELP gồm 3 tốc độ (2400bps, 1200bps và 600bps). 2 Nghiên cứu mô hình mã hóa tiếng nói MELP I. Khái quát chung Theo chuẩn MIL-STD-3005, mã MELP dựa trên mô hình tham số mã dự đoán tuyến tính (LPC - Linear Prediction Coding chủ yêu là LPC10) và có cải tiến, bổ xung ́ thêm năm đặc trưng nữa để khắc phục các nhược điểm của mã LPC; đó là Bộ trộn kích thích, chuỗi xung ngẫu nhiên, bộ lọc phổ thích nghi tăng cường, trải phổ xung và mô hình năng lượng Fourier, Một khung dữ liệu MELP được tạo thành từ đoạn dữ liệu âm thanh trong khoảng thời gian 22.5ms, trong đó gồm 180 mẫu với tốc độ lấy mẫu là 8,000 mẫu/giây. Sau khi qua quá trình phân tích, tính toán ra các đ ặc tr ưng, đoạn dữ liệu này sẽ được mã hóa bằng 54 bit rồi truyền đi, vậy tốc đ ộ dữ liệu (54 bit/22,5ms tương đương 2400 bit/ 1giây). Các yêu cầu về đặc tính tương tự và các tham số mã hóa cụ thể như sau: Yêu cầu về tín hiệu tương tự: Băng thông tín hiệu tương tự từ 100Hz đ ến 3800Hz; Bộ biến đổi A/D lớn nhất là 16 bit (tức là có giá trị sau biến đổi nằm trong khoảng -32768 đến 32767); Độ lợi xử lý mã phải đồng đều trên cả băng thông đ ể đảm bảo mức của tín hiệu tiếng nói đầu ra phù hợp với mức của tín hiệu ti ếng nói đầu vào. Yêu cầu các tham số mã hóa và lượng tử: Các tham số của mã MELP sau khi lượng tử hóa và được truyền đi bao gồm: chu kỳ pitch cuối cùng (P3); các giá tr ị âm thanh qua lọc băng thông (Vbpi, i = 1, 2, …, 5); giá trị 2 hệ số khuếch đại (G1, G2); các hệ số dự đoán tuyến tính (ai, i= 1, 2, …, 10); giá trị năng lượng Fourier và c ờ ngẫu nhiên. Phạm vi, giá trị cụ thể của các tham số được cho trong bảng 1. Bảng 1: Bảng cấp phát số bit dùng cho các tham số MELP Tên tham số Âm hữu thanh (bit) Âm vô thanh (bit) Hệ số LPC10 (LSF) 25 25 Năng lượng Fuorier 8 - Hệ số khuếch đại (G1,G2) 8 8 Chu kỳ Pitch, Chồng âm 7 7 3 Nghiên cứu mô hình mã hóa tiếng nói MELP Bộ lọc ...