Hem › Flersprålkigt arkiv Index › Kodifiera den upphetsada linjära förutsägelsen

Kodifiera den upphetsada linjära förutsägelsen

Kodifiera den upphetsada linjära förutsägelsen (CELP) är a kodifiera för anförande algoritm som ursprungligen är föreslagen vid M.R. Schroeder och B.S. Atal i 1985. På tiden g det markant bättre kvalitets- än existerande låga bit-rate algoritmer, liksom RELP och LPC vocoders (e.g. FS-1015). Tillsammans med dess variants liksom ACELP, RCELP, LD-CELP och VSELP, är det för närvarande det bredast använda anförandet som kodifierar algoritm. CELP används nu som ett generiskt benämner för en klassificera av algoritmer och inte för en särskild codec.

Inledning

CELP-algoritmen baseras på fyra huvudsakliga idéer:

• Använda källa-filtrera modellerar av anförandeproduktion till och med linjär förutsägelse (LP);
• Genom att använda en lämplig och fixad codebook som mata in (magnetisering) av LPEN modellera;
• Utföra ett sökande i closed-loop i ”vägde perceptuellt område”.
• Applicera vektorquantization (VQ)

Den original- algoritmen som simulerad i 1983 av Schroeder och Atal krävde 150 understöder för att koda 1 understöder av anförande, när den körs på a Cray I supercomputer. Sedan dess har den effektivare vägen av att genomföra codebooksna och förbättringarna i beräknande kapaciteter gjort det möjlighet för att köra algoritmen i inbäddade apparater, liksom mobil ringer.

CELP-avkodare

Innan vi undersöker den komplexa encodingen som är processaa av CELP, introducerar vi avkodaren här. Figurera 1 beskriver en generisk CELP-avkodare. Magnetiseringen produceras, vid summing av bidragen från en lämplig codebook (för akagrad) och en fixad (akainnovation eller stochastic) codebook:

e[n] = e_a[n] + e_f[n]

var e_a[n] är det lämpligt (grad) codebookbidrag och e_f[n] är det fixade codebookbidraget (för innovation). Den fixade codebooken är a vektorquantization ordbok som är (implicitly eller tydligt) hard-coded in i codecen. Denna codebook kan vara algebraisk (ACELP) eller lagras tydligt (e.g. Speex). Tillträdena i den lämpliga codebooken består av försenade versioner av magnetiseringen. Detta gör det möjlighet effektivt för att kodifiera periodiskt signalerar, liksom uttryckt låter.

Filtrera, som formar magnetiseringen, har enpol att modellera av bilda 1 / A(z), var A(z) kallas förutsägelsen filtrerar och erhålls genom att använda linjär förutsägelse (Levinson-Durbin algoritm). Enpol filtrerar används, därför att det är en bra framställning av det röst- området för människan, och därför att det är lätt att beräkna.

CELP-kodare

Den huvudsakliga principen bak CELP kallas Analys-vid-Syntes (AbS), och hjälpmedlet, att encodingen (analys) utförs genom perceptuellt att optimera avkoda (syntes) signalerar i ett stängt kretsar. I teori strömmer de bäst CELPNA skulle produceras av pröva all möjlighet bet kombinationer, och välja den, som producerar avkodt bäst-låta, signalera. Denna är självfallet inte möjligheten för två resonerar i praktiken: den krävda komplexiteten är det okända någon för närvarande tillgänglig maskinvara, och ”det bäst låta” valkriteriet antyder en människalyssnare.

För att uppnå real-time som kodar genom att använda begränsade beräkningsresurser, är CELP-sökandet, brutet besegrar in i mindre, mer medgörlig mer sekventiell sökanden som använder enkelt perceptuellt väga, fungerar. Typisk utförs encodingen i efter beställa:

• Lpc-koefficienter är beräknade och quantized, vanligt som LSPs
• Den lämpliga codebooken (för graden) söks, och dess bidrag tas bort
• Den fixade codebooken (för innovation) söks

Stoja att väga

Mest (om inte alla) modernt ljudsignalcodecsförsök till forma kodifiera stojar så att det visas mestadels i frekvensregionerna var gå i ax kan inte avkänna det. Till exempel är gå i ax mer tolerant att stoja i delar av spectrumen som är mer hög och omvänt. Det är varför, i stället för att minimera det enkla quadratic felet, CELP minimerar felet för perceptuellt ensidigt område. Väga filtrerar W (z) härledas typisk från LPCEN filtrerar vid bruket av bandbreddutvidgning:

var γ₁ > γ₂.

Utsidan anknyter

• Detta baseras på a pappers- framlagt på Linux.Conf.Au
• Några delar som baseras på Speex codec manuellt
• hänvisa till genomföranden av CELP 1016A och LPC 10e.

Hänvisar till

B.S. Atal ”historien av den linjära förutsägelsen,” IEEE signalerar bearbeta tidskriften, vol. 23 nr. 2 mars 2006, pp. 154-161.

M. R. Schroeder och B. S. Atal ”Kodifiera-upphetsad linjär förutsägelse (CELP): högkvalitativt anförande på bet mycket low klassar, ”i förfaranden av den IEEE landskampkonferensen på akustiken, anförande och signalerar att bearbeta (ICASSP), vol. 10 pp. 937-940 1985.