Compresia vorbirii prin modulatia diferentiala a impulsurilor in cod

Compresia vorbirii prin modulatia diferentiala a impulsurilor in cod

Obiectivul lucrarii este studiul comprsiei surselor audio, in particular a vorbirii, prin codarea diferentiala pe 1 bit.

1. Modulatia diferentiala uniforma

La acest tip de modulatie, prin canal se transmite un singur bit care poarta informatia despre semnul diferentei, deci despre tendinta pe care o are semnalul supus transmisiei. La receptie se va adauga sau se va scade o cuanta din esantionul anterior reconstituit, dupa cum bitul receptionat este 1 respectiv 0.

Figura 1: Schema bloc pentru modulatia diferentiala uniforma.

Cuantizorul genereaza un semnal binar b_k in functie de diferenta dintre esantionul curent si esantionul anterior reconstruit: . Esantionul actual reconstituit , se obtine printr-o sumare: .

In figura 2, sint ilustrate doua tipuri de erori de cuantizare ce apar la modulatia delta liniara:

eroare de neurmarire pe portiunile rapid variabile ale semnalului s(t):

eroare de palier sau zgomot granular, sau de pauza, pe portiunile lent variabile ale semnalului. Viteza de variatie a semnalului de intrare s(t) este ds(t)/dt, iar viteza de variatie a semnalului este D f_s

Figura 2: Distorsiunea de neurmarire si de palier

2. Modulatia diferentiala adaptiva

2.1. Algoritmul SONG

Daca D_o este cuanta minima, algoritmul Song de calcul a cuantei D la pasul k se formalizeaza astfel:

(1)

Figura 3: Exemplu pentru algoritmul Song

Algoritmul de modulatie delta adaptiva Jayant

Algoritmul de adaptare a cuantei este:

(2)

I

n algoritmul Jayant, variatia cuantei este dictata - in principal - de factorul P. Din consideratii statistice, se impune, pentru o larga clasa de semnale analogice si pentru a realiza o aproximatie buna a semnalului de intrare, ca factorul P sa fie ales astfel:

1 P (3)

Observatie: In cazul p=1.5, relatia de calcul a cuantei este:

(4)

In figura 6 se prezinta un exemplu pentru algoritmul Jayant.

Figura 4: Exemplu pentru algoritmul Jayant

3. Desfasurarea lucrarii

1). Se parcurge codul sursa Matlab pentru identificarea operatiilor si transformarilor urmarite.

2). Se ruleaza programul pentru toate combinatiile din setul de parametri: compression (3 valori) si ver (2 valori). Rezulta un numar de 6 rezultate.

3). Se interpreteaza rezultatele obtinute cu evidentierea portiunilor in care algoritmii lucreaza corect.

4). Se asculta fisierele necomprimate si cele obtinute dupa decomprimare. Se cauta explicatii pentru diferentele calitative si cantitative observate.

4. Tema pentru acasa

Sa se scrie codul Matlab pentru decompresie prin prelucrarea fisierului 'compressed.bin'. Tema trebuie prezentata sub forma duala, deci programul trebuie sa faca atat compresia cat si decompresia.