Цифровой кодек речевого сигнала

 

Изобретение относится к вычислительной технике и связи. Его использование при передаче речевых сигналов по дискретным каналам связи емкостью 9,6-32 кбит/с по зволяет повысить точность передачи реч вых сигналов при заданной пропускной способности канала связи. Кодек содержит анализатор 11, включающий в себя вычитатель 2, квантователь 3 и фильтр-предсказатель 8, синтезатор 12, включающий в себя сумматоры 4, 5 и фильтры-предсказатели 9, 10, канал связи 13. Положительный эффект достигается благодаря последовательному включению в синтезаторе 12 фильтров-предсказателей 9, 10. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ч

1Я Щрру

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

p(c) (21) 4811163/24 (22) 06.04.90 (46) 07.08.92. Бюл, М 29 (71) Московский научно-исследовательский институт радиосвязи (72) С.П,Баронин и Г,В.Крюков (56) Беллами Дж. Цифровая телефония, — M.:

Радио и связь, 1986, с, 153 — 156.

Патент США

N- 4317208, кл, H 04 L 25/16, опублик, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ КОДЕК РЕЧЕВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и связи, Его использование при (s1)s Н 03 M 3/00, Н 04 В 14/00 передаче речевых сигналов по дискретным каналам связи емкостью 9,6 — 32 кбит/с по зволяет повысить точность передачи речевых сигналов при заданной пропускной способности канала связи. Кодек содержит анализатор 11, включающий в себя.вычитатель 2, квантователь 3 и фильтр-предсказатель 8, синтезатор 12, включающий в себя сумматоры 4, 5 и фильтры-предсказатели

9, 10, канал связи 13. Положительный эффект достигается благодаря последовательному включению в синтезаторе 12 фильтров-предсказателей 9, 10. 1

1753597

15

25

40

50

Изобретение относится к вычислительной технике и связи и может быть использовано при передаче речевых сигналов по дискретным каналам связи емкостью 9,6-32 кбит/с.

Известны устройства для передачи речевых сигналов методом адаптивной дельта-модуля ции.

Йедостаток их в невысоком качестве передачи речевых сигналов, Наиболее близкой к предлагаемому является система передачи речевого сигнала, состоящая из анализатора и синтезатора, соединенных через канал связи, анализатор содержит вычитатель, квантователь и фильтр-предсказатель, синтезатор содержит два сумматора и два фильтра-предсказателя, Недостатком этой системы является невысокая точность передачи речевых сигналов при малых скоростях передачи (менее

32 кбит/с).

Целью изобретения является повышение точности пеоедачи речевых Сигналов при заданной пропускной способности канала связи, На чертеже изобра>кена функциональная схема цифрового кодека речевых сигналов.

Цифровой кодек речевых сигналов содержит умножитель 1, вычитатель 2, квантователь 3, сумматоры 4 и 5, умножитель 6, выделитель 7 амплитуды речевого сигнала, фил ьтры-и редсказа тел и 8 — 10. В ычитател ь !

2, квантователь 3 и фильтр-предсказатель 8 входят в анализатор 11 речевого кодека, а сумматоры 4 и 5 и фильтры-предсказатели 9 и 10 — в синтезатор 12 речевого кодека. При этом вход цифрового кодека речевых сигналов соединен с одним из входов умножителя

1 и входом выделителя 7 амплитуды, Выход выделителя 7 амплитуды соединен с каналом связи и с другим входом умножителя 1, образуя цепь регулировки усиления анализатора, Выход умножителя 1 соединен с суммирующим входом вычитателя 2, выход которого соединен с входом квантователя 3.

Выход квантователя 3 соединен с каналом

13 связи и с входом фильтра-предсказателя

8, а выход фильтра — предсказателя 8 — с вычитающим входом вычитателя 2, образуя цепь обратной связи. Выход канала 13 связи соединен с одним из входов сумматора 4, с информационным и управляющим входами фильтра-предсказателя 9 и с одним из вхо- 5 дов умножителя 6. Выход фильтра-предсказателя 9 соединен с другим входом сумматора 4, образуя первую цепь обратной связи синтезатора 12 цифрового кодека.

Выход сумматора 4 соединен с одним из входов сумматора 5 и с информационным входом фильтра-предсказателя 1 0, имеющего ту же структуру и управляемого теми же коэффициентами, что и фильтр-предсказатель 9 синтезатора 12, Выход фильтра-предсказателя 10 соединен с другим входом сумматора 5, образуя вторую цепь обратной связи синтезатора 12. Выход сумматора 5 соединен с другим входом умножителя 6, выход которого соединен с выходом цифрового кодека.

Блоки 1, 6 и 7 приведены для иллюстрации работы кодека, Цифровой кодек речевого сигнала работает следующим образбм

Оцифрованный передаваемый речевой сигнал $(т) поступает на вход речевого кодека. С помощью выделителя 7 амплитуды речевого сигнала и умножителя 1 производится нормировка речевого сигнала, после чего он (F) подается в анализатор 11 на вычитатель 2, где из речевого сигнала вычитается его предсказанное значение Q, формируемое на выходе фильтра-предсказателя 8, Ошибка предсказания Е выделяется на выходе вычитателя 2, квантуется квантователем 3 и сигнал-остаток Х поступает на вход канала 13 связи, Туда >«е поступают усредненные значения амплитуды речевого сигнала с блока 7, С выхода канала

13 связи сигнал-остаток X поступает в синтезаторе 12 на один из входов сумматора 4 и на вход фильтра-предсказателя 9, выход которого соединен с другим входом сумматора 4. Таким образом, на выходе сумматора

4 формируется из сигнала-остатка XD u предсказанного сигнала QO синтезированный речевой сигнал ED, подаваемый далее на один из входов сумматора 5 и на вход фильтра-предсказателя 10, имеющего такую же структуру и управляемого теми же коэффициентами, что и фильтр-предсказатель 9, Сигнал с выхода фильтра-предсказателя 10 поступает на другой вход сумматора 5, на выходе которого формируется скорректированный синтезированный речевой сигнал

FO 1, который далее подается на один из входов умно>кителя 6, На другой вход умножителя 6 подаются из канала 13 связи усредненные значения амплитуды речевого сигнала, производя таким образом нормировку выходного сигнала синтезатора 12 цифрового речевого кодека, Моделирование предлагаемого речевого кодека показало, что после 100 циклов адаптации, прошедших за время около 20 мс, соотношение сигнал/шум на синусоидальном сигнале составило около

16 д6. Проверка на реальном речевом сигнале показала относительно высокое каче1753597

Составитель О, Ревинский

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор И, Шулла

Редактор С, Пекарь

Заказ 2775 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ство переданного и синтезированного речевого сигнала. По сравнению с прототипом предлагаемый цифровой кодек речевого сигнала обеспечивает большую точность передачи речевых сигналов за счет того, что 5 второй фильтр-предсказатель синтезатора, включенный последовательно в выходную цепь, обеспечивает коррекцию синтезированного речевого сигнала, 10

Формула изобретения

Цифровой кодек речевого сигнала, состоящий из анализатора и синтезатора, соединенных через канал связи, анализатор содержит вычитатель, суммирующий вход 15 которого является входом кодека, выход вычитателя соединен с входом квантователя, выход которого подключен к информационному и управляющему входам фильтрапредсказателя и является выходом 20 анализатора, синтезатор содержит первый сумматор, первый вход которого объединен с информационным и управляющим входами первого фильтра-предсказателя и управляющим входом второго фильтра-предсказателя и является входом синтезатора, выход первого сумматора соединен с информационным входом второго фильтра-предсказателя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности передачи речевых сигналов при заданной пропускной способности канала связи, в анализаторе выход фильтра-предсказателя подключен к вычитающему входу вычитателя, в синтезаторе выход первого фильтра-предсказателя соединен с вторым входом первого сумматора, второй вход второго сумматора подключен к выходу первого сумматора, выход второго сумматора является выходом кодека.