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Codificación profética linear

Codificación profética linear (LPC) es una herramienta usada sobre todo adentro proceso de la audioseñal y proceso del discurso para representar sobre espectral de a digital señal de discurso en comprimido forme, con la información de a profético linear modelo. Es una de las técnicas más de gran alcance del análisis del discurso, y uno de los métodos más útiles para codificar discurso de la buena calidad en un índice binario bajo y proporciona estimaciones extremadamente exactas de los parámetros del discurso.

Descripción

Artículo principal: modelo del fuente-filtro de la producción del discurso

El LPC comienza con la asunción que una señal de discurso es producida por un zumbador en el extremo de un tubo (los sonidos expresados), con silbar agregado ocasional y el hacer estallar suena (sibilants y plosive sonidos). Aunque al parecer es crudo, este modelo es realmente una aproximación cercana a la realidad de la producción del discurso. glotis (el espacio entre los dobleces vocales) produce el zumbido, que es caracterizado por su intensidad (intensidad) y la frecuencia (echada). La zona vocal (la garganta y la boca) forma el tubo, que es caracterizado por sus resonancias, que dan lugar formants, o bandas de frecuencia realzadas en el sonido producido. Los silbidos y los estallidos son generados por la acción de la lengüeta, de los labios y de la garganta durante sibilants y plosives.

El LPC analiza la señal de discurso estimando los formants, quitando sus efectos de la señal de discurso, y estimando la intensidad y la frecuencia del zumbido restante. El proceso de quitar los formants se llama filtración inversa, y la señal restante después de la substracción de la señal modelada filtrada se llama el residuo.

Los números que describen la intensidad y la frecuencia del zumbido, de los formants, y de la señal del residuo, se pueden almacenar o transmitir en alguna parte. El LPC sintetiza la señal de discurso invirtiendo el proceso: utilice los parámetros del zumbido y el residuo para crear una señal de la fuente, utilice los formants para crear un filtro (que represente el tubo), y funciona la fuente a través del filtro, dando por resultado discurso.

Porque las señales de discurso varían con tiempo, este proceso se hace en los pedazos cortos de la señal de discurso, que se llaman los marcos; generalmente 30 a 50 marcos por segundo dan discurso inteligible con la buena compresión.

Historia temprana del LPC

Según Roberto M. Gris de Universidad de Stanford, las primeras ideas que conducían al LPC comenzaron en 1966 en que S. Saito y F. Itakura de NTT describió un acercamiento a la discriminación automática del fonema que implicó la primera toda probabilidad acercamiento a la codificación del discurso. En 1967, Juan Burg contorneó entropía máxima acercamiento. En 1969 Itakura y Saito introdujeron correlación parcial, La cañada Culler de mayo propuso la codificación en tiempo real del discurso, y el B. S. Atal presentó a codificador del discurso del LPC en la reunión anual del Sociedad acústica de América. En 1971 el tiempo real LPC que usaba el hardware del LPC de 16 pedacitos fue demostrado cerca Philco-Ford; cuatro unidades fueron vendidas.

En 1972 Bob Kahn de ARPA, con Jim Forgie (Laboratorio de Lincoln, LL) y Dave Walden (Tecnologías del BBN), comenzado los primeros progresos adentro packetized el discurso, a el cual conduciría eventual IP excesivo de la voz tecnología. En 1973, según historia informal del laboratorio de Lincoln, el primer tiempo real 2400 bit/s LPC fueron puestos en ejecución por Ed Hofstetter. En 1974 la primera comunicación de discurso de dos vías en tiempo real del paquete del LPC fue lograda sobre el ARPANET en 3500 bit/s entre Culler-Harrison y los laboratorios de Lincoln. En 1976 la primera conferencia del LPC ocurrió sobre usar de ARPANET Protocolo de la voz de la red, entre Culler-Harrison, ISI, SRI, y LL en 3500 bit/s. Y finalmente en 1978, Vishwanath y otros. del BBN desarrollado el primer variable-tarifa Algoritmo del LPC.

Representaciones del coeficiente del LPC

El LPC se utiliza con frecuencia para transmitir la información espectral del sobre, y mientras que tal él tiene que ser tolerante para los errores de la transmisión. Transmisión de los coeficientes del filtro directamente (véase predicción linear para la definición de coeficientes) es indeseable, puesto que son muy sensibles a los errores. Es decir un error muy pequeño puede torcer el espectro entero, o peor, un error pequeño pudo hacer el filtro de la predicción inestable.

Hay más representaciones avanzadas por ejemplo Cocientes del área del registro (LAR), línea pares espectrales Descomposición (LSP) y coeficientes de reflexión. De éstos, especialmente la descomposición de LSP ha ganado renombre, puesto que asegura la estabilidad del predictor, y los errores espectrales son locales para las desviaciones pequeñas del coeficiente.

Usos

El LPC se utiliza generalmente para el análisis y el resynthesis del discurso. Es utilizado como forma de compresión de la voz por las compañías del teléfono, por ejemplo en G/M estándar. También se utiliza para seguro radio, donde la voz debe estar convertido a digital, cifrado y enviado sobre un canal estrecho de la voz, un ejemplo temprano de esto es el gobierno de los E.E.U.U. Navajo I.

La síntesis del LPC se puede utilizar para construir vocoders cuando sea musical los instrumentos se utilizan como señal de la excitación al filtro tiempo-que varía estimado del discurso de un cantante. Esto es algo popular adentro música electrónica. Paul Lansky hizo el pedazo bien conocido de la música de la computadora notjustmoreidlechatter usar la codificación profética linear.[1] Un 10th-order LPC fue utilizado en los años 80 populares Hable y deletree juguete educativo.

Forma de onda ROM en digital muestra-basado sintetizadores de la música hecho cerca Yamaha Corporation se comprime usando algoritmo del LPC.

utilizan a los predictors de 0 de to-32nd LPC de la orden adentro FLAC codec audio.

Referencias

• Roberto M. Gris, sociedad del proceso de señal de IEEE, programa distinguido del conferenciante

Vea también

• Codificación profética linear combada
• Criterio de la información de Akaike
• Compresión audio
• Valoración de la echada
• FS-1015
• FS-1016

Acoplamientos externos

• análisis en tiempo real del LPC/software que aprende de la síntesis
• Software del LPC de la abrir-fuente de HawkVoice y API
• Codificación del discurso con la codificación profética linear (LPC) DSP experts.com
• Una buena introducción al LPC El Dr. Universidad-Kingsville Cantar-ganada de Tejas A&M del parque