Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică

3.1.2. Metode şi standarde de compresie a semnalului vocal
23
Cap. 3. Procesarea digitală a semnalului vocal
Codarea predictivă DPCM şi cea adaptivă ADPCM descrise anterior, din cauza faptului
că ele reduc debitul de date prin codare, se folosesc de asemeni şi în procesul de compresie a
semnalului vocal. Bazată pe tehnica ADPCM, mai există o metodă de compresie pe subbenzi
numită SB-ADPCM. Lărgimea de bandă disponibilă este împărţită pe mai multe subbenzi
separate, pe care apoi este aplicat algoritmul adaptiv de modulare diferenţială a impulsurilor în
cod, crescând astfel acurateţea codării precum şi lărgimea de bandă care poate fi transmisă. Rata
de date la aceste metode variază între 64kbps şi 48kbps [Vla97].
O altă metodă de compresie este numită compresia prin transformări, în care se
urmăreşte împărţirea semnalului de la intrare în segmente sau blocuri şi obţinerea unei
transformări digitale pentru fiecare segment sau bloc de date considerat. Pentru fiecare segment
se calculează anumiţi coeficienţi de transformare, care vor condensa energia semnalului şi vor fi
transmişi pe canalul de comunicaţie.
Principiul compresiei prin transformări, ilustrat în figura 3.4, este următorul :
Dacă la intrare avem un vector N-dimensional U(1..N), cu valoare medie nulă, printr-o
transformare liniară A obţinem un vector complex V(1..N) cu componente care sunt necorelate
mutual. Componentele din vectorul V se cuantizează independent şi se transmit pe canal. La
receptor, vectorului Vc obţinut din cuantizarea lui V i se aplică o transformare inversă B pentru a
recompune aproximarea vectorului iniţial U, care este Ur.
U
u(1)
u(2)
.
.
u(N)
Figura 3.4. Algoritmul de compresie prin transformări
Problema care se pune în continuare este de a obţine matricile A şi B precum şi a
cuantizorului optimal Q, astfel încât valoarea medie pătratică a distorsiunii între vectorii U şi Ur
să fie minimă. Algoritmul optimal a fost găsit de către Karhunen şi Loeve, numindu-se
transformarea KL.
Tr A
V
v(1)
v(2)
.
.
v(N)
Algoritmul KL nefiind o transformare rapidă, se înlocuieşte în multe abordări prin alte
transformări unitare, cum ar fi transformările de tip sinus, cosinus, DFT, Hadamard sau Slant.
Vc
Q
vc(1)
vc(2)
.
.
vc(N)
Tr B
Ur
ur(1)
ur(2)
.
.
ur(N)