: Способы преобразования информации в вокодерах с линейным предсказанием, Преобразование коэффициентов - Вокодеры с линейным предсказанием

Преобразование коэффициентов

Основным набором передаваемых параметров в вокодере с линейным предсказанием являются М коэффициентов фильтра с характеристикой A(z) для каждого анализируемого сегмента. Эти коэффициенты действительно были использованы учеными Итакура и Саито в вокодерной системе, построенной на основе метода максимального правдоподобия, где каждый параметр кодировался с помощью 9 бит. Исследователи Атал и Ханауэр обсуждали использование коэффициентов фильтра для передачи и отметили, что требуется не только относительно высокая точность (8--10 бит на коэффициент), но, кроме того, при линейной интерполяции параметров в приемнике не гарантируется устойчивость синтезатора. Вычисляя корни A(z) и передавая их, можно восстановить информацию о спектре сигнала, заключенную в A(z), используя в среднем 5 бит на параметр. Кроме того, поскольку корни соответствуют устойчивым синтезирующим фильтрам, при их линейной интерполяции гарантируется устойчивость.

Было исследовано и много других преобразований коэффициентов фильтра. Наиболее важным преобразованием является расчет коэффициентов частной корреляции или коэффициентов отражения {km}. Они вычисляются непосредственно в автокорреляционном методе и могут быть получены рекурсивно с помощью процедуры пошагового понижения порядка, если используется ковариационный метод. Необходимым и достаточным условием устойчивости при этом является ограничение этих параметров единицей по модулю. Более того линейная интерполяция параметров устойчивых фильтров приводит в результате к устойчивым фильтрам.

Параметры {km} связаны с площадями сечений неоднородной акустической трубы {Aт}.. В качестве параметров, удобных для передачи, используются как логарифм отношения функций площадей {ln(Aт / Aт -1}, так и сами функции площадей А{m}. Линейная интерполяция этих параметров приводит к устойчивым фильтрам.

Одним из преобразований, гарантирующих устойчивость синтезирующего фильтра после интерполяции, основано на коэффициентах автокорреляции. При корреляционном методе анализ может быть разделен на вычисление коэффициентов автокорреляции в передатчике и решение автокорреляционных уравнений в приемнике. В ковариационном методе могут быть использованы процедуры пошагового понижения и повышения порядка, включая применение уравнения в процедуре пошагового повышения порядка получения коэффициентов автокорреляции {r(т)}. В приемнике решаются автокорреляционные уравнения, как если бы процедура была идентична автокорреляционному методу. Устойчивость синтезирующего фильтра, полученного с помощью интерполяции автокорреляционных коэффициентов, следует из того факта, что линейная интерполяция элементов двух положительно определенных теплицевых матриц дает положительно определенную теплицеву матрицу. Такая гарантия устойчивости предлагает безошибочность вычислений, поскольку ошибки при вычислениях могут исказить свойство положительной определенности матриц.

К параметрам, гарантирующим устойчивость при их интерполяции между устойчивыми сегментами, относятся корни функции А(z), параметры {km}, функции площади, отношения площадей, логарифм отношения площадей и автокорреляционные коэффициенты. Параметрами, для которых неустойчивость, обусловленная ошибками вычислений, может быть легко обнаружена, являются корни полинома (для обеспечения устойчивости их модули должны быть меньше единицы), параметры {km} (для устойчивости их модули также должны быть меньше единицы), функции площади и отношения площадей (для устойчивости их значения должны быть положительными). Ошибки вычисления логарифма отношения площадей не могут привести к неустойчивости, поскольку экспоненциальность всегда обеспечивает положительные отношения площадей.

Похожие статьи




: Способы преобразования информации в вокодерах с линейным предсказанием, Преобразование коэффициентов - Вокодеры с линейным предсказанием

Предыдущая | Следующая