Цифровой предсказывающий вокодер Советский патент 1984 года по МПК G10L15/02 G10L19/08 

Изобретение относится к технике вокодерной телефонии, в частности к передаче по цифровому каналу связи речевых сообщений, сжатых с использованием предсказания речи. Известен прогнозирукяций вокодер с предсказанием очередных символов сигнала по реконструкции изменений площади сечения модели речевого тракта tl Этот вокодер сложен, он использует только линейные корреляционнью связи отсчетов сигнала и отс 1етов функции сечения модели голосового тракта, для сжатия речевой информации с использова нием этих связей необходимы быстродействующие арифметические и логические решающие устройства. Известен также цифровой предстказывающий вокодер, содержащий на передающей и на приемной сторонах, соединенны ЦИФРОВЫЕ каналом связи, регистр сдвига, соединенный с формирователем предсказываемсяо символа, и сумматор по модулю два, вход которого соединен с формирователем предсказываемого символа, причем на передающей части вокодера вход регистра сдвига соединен с выходом преобразователя аналогового речевого сигнала в двоичный дельтамодул ированный сигнал, а в приемной части вход регистра сдвига соединен с входом преобразователя цифровой дельт|1последовательности в аналоговый сигнал и с выходом сумматора по модулю два С2 . Это устройство значительно упрощено по сравнению с вокодерами с линейным предсказанием, однако эффективност кодирования речи с помощью этого устройства невысока, так как в нем не используются нестационарные статистические свойства речевого сигнала. Целью изобретения является повьвиение эф(3юктивности кодирования. Эта цель достигается тем, что в цифровой предсказывающий вокодер введены на приемной и на передающей стороне реверсивный счетчик, содержащий шины плс юрмационных входов, шины инфоркюциоинььх выходов и счетный вход, и оперативное запоминающее устройство, соцержащее адресные шины и шины ин(jopNiauHonnbix входов и выходов, при -1ТОМ счетный вход реверсивного счетчик на лс1Хдающей стороне соединен с выхопом сумматора по модулю два, а на приoMHoii соединен с входом суммаTO|vi по юцупю сшп, адресные входи опе tH-iTuuuoio а.-пюмииаюшего устройства 1 61 соединены с соответствующими выходами регистров сдвига, информационные выходы оперативного запоминающего устройства соединены с шинами информационных входов реверсивньис счетчиков, а шины информационных выходов реверсивных счетчиков соединены с информационными входами оперативного запоминающего устройства, кроме того, знаковые разряды шин информационных въкодов реверсивных счетчиков соединены с информационньши входами формирователей предсказьшаемых символов. Введенные оперативные запоминающие устройства и реверсивные счетчики позволяют быстро адаптировать формирователь предсказываемого символа к текущим статистическим свойствам речевого сигнала и использовать нестационарные свойства речи для повышения эффективности кодирования с предсказанием. На чертеже представлена схема цифрового предсказывающего вокодера. . Вокодер содержит преобразователь 1 аналогового речевого сигнала в двоичный дельта-модулированный сигнал, регистр 2 сдвига, сумматор 3 по модулю два, формирователь 4 предсказываемого символа, оперативное запоминающее устройство 5, реверсивный счетчик 6, цифровой канал 7 связи, реверсивный счетчик 8, формирователь 9 предсказываемого символа, сумматор 10 по модулю два, регистр 11 сдвига, оперативное запоминающее устройство, 12, преобразователь 13 цифровой дельта-последовательности в аналоговый сигнал. Элементы блок-схемы с 1 по 6 расположены на передающей стороне, а элементы с 8 по 13 - на приемной стороне цифрового предсказываквдего вокодера. Входом вокодера является вход преобразователя 1 аналогового речевого сигнала в двоичный дельта-модулированный сигнал, к выходу которого присоединены вход регистра 2 сдвига и вход cyм Jfaтoра 3 по модулю два. Второй вход этого сумматора соединен с выходом формирователя 4 предсказьшаемого символа, входы которого соединены с выходами регистра сдвига как непосредственно, так и через последовательно соединенные оперативное запоминающее устройство 5 и реверсивный счетчик 6, счетный вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два, который соединен также с цифровым каналом 7 свяи. На приемной стороне к выход цифрового канала связи присоединены последовт-ельно соециненные реверсивный счетчик 8 и (юрмирователь 9 прецска- зьпааемого сигнала, с выходом которого и с выходом цифрового капала связи соединены первый и второй входы сумматора 10 по модулю цва. Выход этого сумматора соединен через регистр 11 сдвига с оперативным запоминающим устройством 12 и с входом преобразователя 13 цифровой дельта-последовательности в аналоговый сигнал, вьосод которого является выходом вокодера.

Цифровой предсказывающий вокодер работает следующим образом.

Речевой сигнал, преобразованный в дельта-последовательность двоичных символов, и символы, формируемые формирователем предсказываемого символа, поступают на вход сумматора по модулю два. Когда эти символы не совпадают, это указьтает на ошибку предсказания. Каждый такой сигнал ошибки передается по каналу и используется для формирования дельта-последовательности на приемной стороне для

формирования новых предсказьтаемых символов и для адаптации управления этим формированием, что особенно необходимо в связи с нестационарным характером речевого сигнала. Адаптация происходит при изменении свойств сигнала, когда повышается копичествоь ошибок предсказания и реверсивный счетчик через оперативное запоминающее устройство изменяет полярность формируемого предсказываем«ич символа на противоположную и обеспечивает в дальнейшем правиль гуто реконструкцию сигнала без передачи символа ошибки предсказания. Так адаптируется передатчик, а так как цифровой канал связи обеспечивает надежную передачу двоичных сигналов, то такая же адаптация формирования предсказьшаемых символов происходит

и при восстановлении аналогового сигнала на приемной стороне.

Цифровой предсказывающий вокодер обеспечивает эффективную передачу речи по цифровым каналам связи.

Влод

ЦИФРО1ЮЙ ПРЕДСКАЗЫВАЮЩИЙ ВОКОДЕР, содержащий ла передающей и приемной- сторонах, соединенных цифровым каналом связи, регистр сдвига, соединенный с формирователем предска- ; зываемого символа, и сумматор по модулю два, вход которого соединен с формирователем предсказываемого символа, причем на передающей части вокодера вход регистра сдвига соединен с выходом преобразователя аналогового речевого сигнала в двоичный дельта-модулированный сигнал, а в приемной части вход регистра сдвига соед1шен с входом преобразователя цифровой дельтапоследовательности в аналоговый сигнал и с выходом сумматора по модулю два, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности кодирования, в него введены на приемной и передающей сторонах реверсивный счетчик, содержащий щины информационных входов, шины информационных выходов и 9четный вход, и оперативное запоминающее устройство, содержащее адресные щины и щины информационных входов и выходов, при этом счетный вход реверсивного счетчика на передающей стороне соединен с выходом сумматора по модулю два, а на приемной стороне соединен с входом сумматора по модулю два, адресные входы оперативного запоминающего устройства соединены с соответствующими выходами регистров сдвига, информационные вькоды оперативного за(Л поминающего устройства соединены с щинами информацисжных входов реверсивных счетчиков, а щины информационных выходов реверсивных счетчиков соединены с информационными входами оперативного запоминающего устройства и, кроме того, знаковые разрящл щин информационных выходов реверсивных счетчиков 00 СХ) соединены с информационными входами формирователей предсказьгоаемых символов.

f

I

.

8ь/ход

13