Дельта-кодек

 

Изобретение относится к технике телефонной связи. Цель изобретения - повышение разборчивости речи. Дельта-кодек содержит вычитающий блок 1, квантователи 2, 14, 16, 18 и 21, дискретизатор 3, фильтры 4 и 5 речи, перемножители 6, 8, 9, 10, 15 и 20, фильтры 7 и 11 низких частот, фильтр 12 шума, сумматор 13, блоки 17 и 19 возведения в квадрат, цифровой канал 22 связи, тракт 25 речи передающей части и тракт 26 речи приемной части. Цель достигается путем обеспечения компенсации акустического шума на передающей стороне. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)g Н 04,7 l3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4433107/24-09 (22) 30.05.88 (46) 23.03.90. Бюл. № 11 (72) А.И.Величкин, В.А.Глинский и В.Н. Яковлев (53) 621.395.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1021004, кл. Н 04 Х 13/00, 1981. (54) ДЕЛЬТА-КОДЕК (57) Изобретение относится к технике телефонной связи. Цель изобретения— повышение разборчивости речи. Дель„„80„„552389 А 1

2 та-кодек содержит: вычитающий блок 1, квантователи 2, 14, 16, 18 и 21, дискретизатор 3, фильтры 4 и 5 речи, перемножители 6, 8, 9, 10, 15 и 20, фильтры 7 и 11 низких частот, фильтр

12 шума, сумматор 13, блоки 17 и 19 возведения в квадрат, цифровой канал

22 связи, тракт 25 речи передающей части и тракт 26 речи приемной части. Цель достигается путем обеспечения компенсации акустического шума на передающей стороне. 2 ил.

1552389

Изобретение относится к технике телефонной связи и может быть использовано в системах с дельта-модуляцией для передачи и приема речевых сообщений в цифровой форме.

Цель изобретения — повьппение разборчивости речи путем компенсации акустического шума на передающей стороне. 10

На фиг. 1 показана структурная схема дельта-кодека; на фиг. 2 — временные диаграммы работы дельта — кодека.

Дельта-кодек содержит вычитающий блок 1, первый квантователь 2, дискритизатор 3, первый фильтр 4 речи, второй фильтр 5 речи, первьаi перемно— житель 6, первый фильтр 7 низких частот, второй перемножитель 8, третий перемножитель 9, четвертьп перемножи- 20 тель 10, второй фильтр 11 низких частот, фильтр 12 шума, сумматор 13, второй квантователь 14, пятьп перем— ножитель 15,. третий квантователь 16, первый блок 17 возведения в квадрат, 25 четвертьп квантователь 18, второй блок 19 возведения в квадрат, шестой перемножитель 20, пятый квантователь

21, цифровой канал 22 связи, первый

23 и второй 24 входы вычитающего бло- 30 ка 1, тракт 25 речи передающей части, тракт 26 речи приемной части, вход 27 дискретизатора 3, вход 28 дискретизатора 3, первый вход 29 сумматора 13, второй вход 30 перемножителя 8, второй вход 31 сумматора 13, первый вход

32 перемножителя 8, первый вход 33 перемножителя 15, второй вход 34 перемножителя 15, первый вход 35 перемножителя 9,.второй вход 36 перемножи- 40 теля 9.

Дельта-кодек работает следующим образом.

Сигнал смеси речи и шума поступает на вход 23 вычитающего блока 1. На . 45 вход 24 этого блока подается экстраполированное (предсказанное)значение сигнала и шума. Напряжение, равное разности этих значений, поступает на вход квантователя 2 на два уровня с нулевым порогом срабатывания. С выхода квантователя 2 напряжение поступает на вход 27 дискретизатора 3.

На вход 28 дискретизатора 3 поступают короткие (1 — 5 мкЕ) стробирующие

55 импульсы от внешнего тактового генератора передающей станции (не показан) . Дискретизатор 3 работает аналогично схеме 2И. Однако, с цепью получения на выходе дискретизатора 3 двуполярных импульсов, к однополярным импульсам схемы И прибавляются импульсы тактового генератора половинной амплитудш и противоположной полярности. Например, если импульсы схемы И имеют амплитуду 0 или +2В, то к ним прибавляются периодические импульсы с амплитудой — 1В, а в результате на выходе дискретизатора 3 образуются двуполярные импульсы амплитудой — 1В или +1В.

Таким образом, сформированный цифровой сигнал с выхода дискретизатора

3 поступает в цифровой канал 22 связи, а также в цепи обратной связи, образованные трактом 25 речи и фильтром 12. В фильтре 12 шума формируются экстраполированные значения сигнала шума. Фильтр 12 шума имеет амплитудно-частотную характеристику, которая подобна спектральной плотности шума с полосой пропускания 0,3-3,4 кГц.

Поэтому фильтр 12 выделяет из двоичных сигналов шум и наиболее точно (по закону корреляционной функции) пред-, сказыва.ет значение шума на следующий такт. Таким образом, на выходе фильтра

12 формируется напряжение, соответствующее экстраполированному значению шума. Это напряжение поступает на вход

29 сумматора 13.

В тракте 25 речи формируются экстраполированные значения сигнала речи. Плотность вероятности огибающей речи определяется законом ХИ-квадрат.

Такую плотность вероятности имеет процесс, полученный из гауссовского с нулевым математическим ожиданием в результате возведения его,в квадрат.

В шумостойкости дельта-кодекса предсказанные значения сигнала речи формируются по следующему алгоритму. На вход фильтра 5 речи поступают двоичные сигналы с выхода дискретизатооа

3, вид которых. представлен на временной диаграмме (фиг.2а). На выходе - фильтра 5 речи формируются колебания напряжения, подобные речевым, но с искаженным законом изменения огибающей. Этот сигнал поступает на вход квантователя 14, где преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов (типа меандра) (фиг. 2б).

Последовательность прямоугольных импульсов с выхода квантователя 14 поступает на вход 30 перемножителя 8, на вход которого поступают импульсы с выхода дискретизатора 3. В результате умножения на выходе перемножителя 8 формируется сигнал (фиг. 2в) в котором снята информация о колебаниях ре5 чи (ввиду умножения на сигнал с выхода квантователя 14) и сохранена информация об огибающей речи, искаженная шумом.

Импульсы с выхода перемножителя 8 поступают на вход. 34 перемножителя 15 на вход 33 которого подаются импульсы (фиг. Зг) с выхода квантователя

16, которые получены путем квантования колебаний (фиг. 2е), возникающих на выходе фильтра 7 низких частот. В результате на выходе перемножителя 15 образуются импульсы (фиг.2д),20 поступающие на вход фильтра 7 низких частот. На выходе последнего образуется сигнал с »"ауссовским распределением и нулевым математическим ожиданием (фиг.2е). Сигнал с. выхода фильт- 25 ра 7 поступает на вход блока 17 возведения в квадрат, на выходе которого формируется однополярный сигнал (фиг. 2ж) с плотностью вероятности

ХИ-квадрат, который поступает на вход

Зб перемножителя 9. На другой ега вход

35 поступает сигнал с выхода фильтра

5 речи. В результате перемножения на выходе перемножителя 9 образуется квазиречевой сигнал, который поступает на вход 31 сумматора 13, в котором предсказанные значения сигнала речи и шума складываются, а результат поступает на вход вычитающего блока 1.

Тракт 26 речи приемной части (де-. кодер) выполнен в виде совокупности фильтров 4, 11 перемножителей 6, 10, 20, квантователей 18, 21 и блока 19.

Построение и работа тракта 26 речи полностью аналогичны построению и работе тракта 25 речи передающей части.

С учетом того, что при возведении в квадрат ширина спектра сигнала пример«50 но удваивается, полоса пропускания фильтра 7 (фильтр 11) выбирается равной от 0 до 12,5 Гц.

1552389 6

Формула изобретения

Дельта-кодек, содержащий последо,вательно соединенные вычитающий блок, первый квантователь, дискретизатор, цифровой канал связи, первьп» фильтр речи и первый перемножитель, вьход которого является выходом дельта-кодека, входом которого является первый вход вычитающего блока, первьп» и второй фильтры низких частот, вто— рой перемнажитель, первый вход которого подключен к входу цифрового канала связи и входу второго фильтра речи, выход которого подключен к первому входу третьего перемножителя, первый вход четвертого перемножитепя подключен к выходу цифрового канала свив ,зи, отличающийся тем, что, с целью повышения разборчивости речи путем компенсации акустического шума на передающей стороне, введены последовательно соединенные фильтр шума и сумматор, выход которого подключен к второму входу вычитающего блока, а второй вход — к выходу третьего перемножителя, первый и второй входы кото"рого подключены соответственно к входу второго квантователя и выходу первого блока возведения в квадрат, вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот и входу третьего квантователя, выход которого подключен к первому входу пятого перемножителя, выход и второй вход которого подключены соответственно к входу первого фильтра низких частот и выходу второго перемножителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к входу фильтра шума и выходу второго квантователя, выход четвертого перемножителя через последовательно соединенные шестой перемножитель, второй фильтр низких частот и второй блок возведения в квадрат подключен к второму входу первого перемножителя, первьп» вход которого через четвертый квантователь подключен к второму входу четвертого перемножителя, а вход и выход пятого квантователя подключены соответственно к выходу второго фильтра низких частот и второму входу шестого перемножителя.

1552389

Составитель Г.Корсаков

Редактор А.Мотыль Техред JI.Сердюкова Корректор Т.Малец

Заказ 341 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. "àãàðèíà, 101