Цифровой кодек речевого сигнала Советский патент 1992 года по МПК H03M3/00 H04B14/00 

сл

Ь

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-модуляции.

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 передачи речевых сигналов при заданной пропускной способности канала связи.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового кодека речевых сигналов.

Цифровой кодек речевых сигналов содержит умножитель 1, вычитатель2,квантователь 3, сумматоры 4 и 5, умножитель 6, выделитель 7 амплитуды речевого сигнала, фильтры-предсказатели 8-10. Вычитатель 2, квантователь 3 и фильтр-предсказатель 8 входят в анализатор 11 речевого кодека, а сумматоры А 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 цепьобратной связи. Выход канала 13 связи соединен с одним из входов сумматора 4, с информационным и управляющим входами фильтра-предсказателя 9 и с одним из входов умнохштеля 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 10, 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,

0 выход которого соединен с выходом цифрового кодека.

Блоки 1, 6 и 7 приведены для иллюстрации работы кодека.

Цифровой кодек речевого сигнала рабо5 тает следующим образом.

Оцифрованный передаваемый речевой сигнал S(t) поступает на вход речевого кодека. С помощью выделителя 7 амплитуды речевого сигнала и умножителя 1 произво0 дится 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-предска5 зателя 8. Ошибка предсказания Е выделяется на выходе вычитателя 2, квантуется квантователем 3 и сигнал-остаток X поступает на вход канала 13 связи. Туда же поступают усредненные значения амплитуды

0 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 сумма5 тора 4. Таким образом, на выходе сумматора 4 формируется из сигнала-остатка XD и предсказанного сигнала QD синтезированный речевой сигнал ED, подаваемый далее на один из входов сумматора 5 и на вход

0 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

5 выходе которого формируется скорректированный синтезированный речевой сигнал FD 1, который далее подается на один из входов умножителя 6. На другой вход умножителя 6 подаются из канала 13 связи ус0 редненные значения амплитуды речевого сигнала, производя таким образом нормировку выходного сигнала синтезатора 12 цифрового речевого кодека.

Моделирование предлагаемого рече5 вого кодека показало, что после 100 циклов адаптации, прошедших за время около 20 мс, соотношение сигнал/шум на синусоидальном сигнале составило около 16 дБ. Проверка на реальном речевом сигнале показала относительно высокое качество переданного и синтезированного речевого сигнала. По сравнению с прототипом предлагаемый цифровой кодек речевого сигнала обеспечивает большую точность передачи речевых сигналов за счет того, что второй фильтр-предсказатель синтезатора, включенный последовательно в выходную цепь, обеспечивает коррекцию синтезированного речевого сигнала,

Формула изобретения Цифровой кодек речевого сигнала, состоящий из анализатора и синтезатора, соединенных через канал связи, анализатор содержит вычитатель, суммирующий вход которого является входом кодека, выход вы- читателя соединен с входом квантователя, выход которого подключен к информационному и управляющему входам фильтра- предсказателя и является выходом анализатора, синтезатор содержит первый

сумматор, первый вход которого объединен с информационным и управляющим входами первого фильтра-предсказателя и управ- ляющимвходомвторого

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.

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 вычи- татель 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.