Способ сжатия и восстановления речевых сообщений

 

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к области, связанной с сокращением избыточности передаваемой информации. Предлагаемый способ может быть использован для передачи речевых сообщений по цифровым каналам связи со скоростью до 2,4 кбит/с и может быть отнесен к классу способов кодирования параметров речевого сигнала. Способ сжатия и восстановления речевых сообщений, заключающийся в том, что дискретизируют непрерывный речевой сигнал, квантуют дискретные отсчеты, формируют вектор квантованных отсчетов речевого сигнала, производят над ним операцию дискретного косинусного преобразования, выделяют спектральные коэффициенты, формируют матрицу выбранных спектральных коэффициентов, формируют множество единичных и нулевых элементов в виде прямоугольных матриц, передают множество единичных и нулевых элементов по каналу связи, принимают его из канала связи, формируют матрицу выбранных спектральных коэффициентов, восстанавливают вектор спектральных коэффициентов речевого сигнала, производят операцию обратного дискретного косинусного преобразования, формируют вектор восстановленных отсчетов речевого сигнала и преобразуют вектор восстановленных отсчетов речевого сигнала в непрерывный речевой сигнал, причем кодируют не все спектральные коэффициенты, а только обладающие максимальной энергией и имеющие упорядоченную структуру. Технический результат, достигаемый при реализации способа, состоит в снижении требуемой пропускной способности цифрового канала связи, при которой возможно ведение телефонных переговоров по низкоскоростным цифровым каналам связи. 8 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)е

Формула изобретения

Способ сжатия и восстановления речевых сообщений, заключающийся в том, что предварительно на передающей и приемной сторонах идентично генерируют случайную квадратную матрицу размером m•m элементов, каждый элемент которой принадлежит диапазону -1÷1, дискретизируют непрерывный речевой сигнал, квантуют дискретные отсчеты, формируют матрицу квантованных отсчетов речевого сигнала, преобразуют матрицу размером N•N элементов к цифровому виду путем формирования множества единичных и нулевых элементов в виде прямоугольных матриц размером N•m и m•N элементов, для чего генерируют случайные матрицы размером •m и m•N элементов, преобразуют матрицы размером N•m и m•N элементов путем деления элементов каждой строки матрицы размером N•m элементов на сумму единиц соответствующей строки и деления элементов каждого столбца матрицы размером m•N элементов на сумму единиц соответствующего столбца, вычисляют матрицу размером N•N элементов, затем вычисляют среднеквадратическую ошибку между элементами полученной в результате перемножения матрицы размером N•N элементов и элементами матрицы квантованных отсчетов речевого сигнала размером N•N элементов, инвертируют последовательно i-е элементы матриц m•N и N•m элементов, i= 1÷mN, вычисляют матрицу размером N•N элементов с инвертированным элементом, после чего повторно вычисляют среднеквадратическую ошибку между элементами матрицы размером N•N элементов с инвертированным элементом и элементами матрицы квантованных отсчетов речевого сигнала размером N•N элементов, вычитают из повторно рассчитанной ранее вычисленную среднеквадратическую ошибку и, если полученная разность меньше нуля, то инвертируют повторно i-й элемент матриц m•N и N•m элементов, а затем передают множество единичных и нулевых элементов по каналу связи, принимают его из канала связи и из принятого множества единичных и нулевых элементов восстанавливают матрицу квантованных отсчетов речевого сигнала и преобразуют ее в непрерывный речевой сигнал, отличающийся тем, что по результатам квантования дискретных отсчетов речевого сигнала формируют вектор квантованных отсчетов речевого сигнала размером Р элементов, причем его размеры Р выбирают больше N², после чего вектор квантованных отсчетов речевого сигнала размером Р элементов преобразуют в вектор спектральных коэффициентов размером Р элементов, для каждого спектрального коэффициента этого вектора с номерами k₀= 2,3,4, . . . , 0,25Р последовательно выделяют по N² спектральных коэффициентов с номерами k_ij, определяемыми по формуле k_ij= k₀+ij, где i изменяется в интервале от 1 до 0,75P/N² номеров, a j изменяется в интервале от 0 до (N²-1), затем вычисляют для каждой выбранной совокупности N²спектральных коэффициентов их суммарную энергию Е², причем окончательно выбирают такую совокупность N² спектральных коэффициентов, суммарная энергия Е² которых имеет наибольшее значение и из этой совокупности N²спектральных коэффициентов формируют матрицу выбранных спектральных коэффициентов размером N•N элементов, причем дополнительно передают по каналу связи и принимают из канала связи квантованные значения k₀ и i, соответствующие выбранной совокупности N² спектральных коэффициентов, а после приема множества единичных и нулевых элементов матриц m•N и N•m элементов и квантованных значений k₀ и i дополнительно формируют матрицу восстановленных выбранных спектральных коэффициентов размером N•N элементов, формируют вектор восстановленных спектральных коэффициентов длинной Р, преобразуют вектор восстановленных спектральных коэффициентов размером Р элементов в вектор восстановленных квантованных отсчетов речевого сигнала размером Р элементов и осуществляют преобразование на приемной стороне вектора восстановленных квантованных отсчетов речевого сигнала размером Р элементов в непрерывный речевой сигнал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26