Векторне квантування параметрів сигналу при ущільненні мовлення в комп'ютерних системах

Abstract

Дисертацію присвячено розробленню комп'ютерної системи ущільнення мовленнєвих сигналів на основі векторного квантування параметрів сигналу. У роботі розв'язано науково-технічну задачу підвищення продуктивності комп’ютерних систем оброблення мовленнєвих сигналів за рахунок розробки програмно-апаратних засобів ущільнення даних, які необхідні для подальшого передавання або відтворення мовленнєвого сигналу без втрати прийнятної якості декодованого мовлення. Вдосконалено метод структуризації векторних кодових книг, який, на відміну від існуючих, базується на принципі мажорування векторів, що дозволило скоротити час квантування набору параметрів. Запропоновано метод дельта-ущільнення з прогнозуванням параметрів мовленнєвого сигналу, що дозволило зменшити обсяги даних, що передаються. Вдосконалено метод визначення голосової активності для зменшення скла-дності обчислень та підвищення точності за умов значної зашумленості сигналу. Розроблено методику та програмні засоби для дослідження методів ущільнення мовлення на основі век-торного квантування. Експериментально показано, що застосування розроблених методів, дозволяє зменшити обчислювальну складність та обсяги даних, що передаються в системах ущільнення мовлення.

Диссертация посвящена разработке компьютерной системы сжатия речевых сигналов на основе векторного квантования параметров сигнала. В работе решена научно-техническая задача повышения производительности компьютерных систем обработки речевых сигналов за счет разработки программно-аппаратных средств сжатия данных, необходимых для дальнейшей передачи или воспроизведения речевого сигнала без потери приемлемого качества декодированной речи. Усовершенствован метод определения голосовой активности для уменьшения сложности вычислений и повышения точности в условиях значительной зашумленности сигнала. Разработаны теоретические основы для построения средств векторного квантования параметров речевых сигналов на основе мажорирования векторов. Усовершенствован метод структуризации векторных кодовых книг, который, в отличие от существующих, базируется на принципе мажорирования векторов, что позволило сократить время квантования набора параметров. На основе разработаного метода структуризации кодовых книг предложен ускоренный метод квантизации переметров речевого сигнала. Разработана методика и программные средства для исследования методов сжатия ечи на основе векторного квантования. Экспериментально показано, что применение разработанных методов, позволяет уменьшить вычислительную сложность и объемы передаваемых данных в системах сжатия речи.

The thesis is devoted to development of computer system ащк speech signals compression based on vector quantization of signal parameters. In this research the important scientific and tech-nical problem of computer speech signals processing systems productivity is solved by developing software and hardware means for data compression. These means allows to reduce amount of data necessary for further transmission or speech signal reproduction without loss of acceptable quality of decoded speech. Method for vector code books structurization is improved, which, unlike the ex-isting ones, based on the vectors majorization principle and allows to reduce the time necessary for parameters quantization. The method of speech parameters delta-compression with prediction is proposed, which al-lows to reduce the amount of data transmitted. Voice activity detection method is improved by re-ducing its complexity and increasing accuracy under high signal to noise ratios. The methodology and software for speech compression methods investigation is developed. Experimentally shown that the use of the developed methods can reduce computational complexity and amount of trans-mitted data in speech compression systems.