Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция

Начнем наше обсуждение с обработки телефонной речи. Один из стандартов этой об­ласти — адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (adaptive differential pulse-code modulation — АDРСМ) G.726 от МККТТ. Этот стандарт кодирует выборку за выборкой, предсказывая значение каждой выборки из восстановленной речи предшест­вующих выборок, с использованием адаптивного предсказателя с обратной связью. Он принимает качественную речь, преобразованную посредством 8-битового линейного пре­образования с использованием А- или µ-закона со скоростью 64 Кбит/с, и выдает сжатую речь со скоростью 16, 24, 32 и 40 Кбит/с. Кодер применяет декодер в контуре обратной связи для анализа и модификации параметров алгоритма с целью минимизации ошибки восстановления. Предсказатель использует фильтр шестого порядка для моделирования нулей и фильтр второго порядка — для моделирования полюсов источника входного сиг­нала. Блочная диаграмма кодера изображена на рис. 13.36.

Рис. 15.36. Речевой кодек АDРСМ (G.726)

Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция с разделением на подполосы.

Стандарт МККТТ G.722 является стандартом кодирования широкополосной речи. Широкополосное сжатие приводит к значительному улучшению качества телефонной речи, которое приближается к качеству речи при радиовещании и в музыкальных сиг-налах. Данный кодер использует дополнительные фильтры нижних и верхних частот для отделения входной полосы частот в 7 кГц, после чего речь дискретизуется с частотой 16 кГц в более высокую и более низкую подполосы, каждая из которых вы­бирается с частотой 8 кГц. Функции обоих фильтров и операция повторной дискрети­зации реализованы в цифровом фильтре, известном как квадратурный зеркальный фильтр (quadrature mirror filter). Независимые кодеры АDРСМ обрабатывают времен­ные ряды сокращенных полос частот от двух фильтров и выдают скорости в 48 Кбит/с и 16 Кбит/с, соответственно, на выходе низкой и высокой полос. Эти кодеры пред­ставляют собой модифицированную версию речевых кодеров АDРСМ МККТТ В.721, которые используют фильтры с обратным предсказанием, основанные на закодиро­ванном разностном сигнале. Отбрасывание младшего бита коэффициентов предска­зывающего фильтра позволяет этому кодеру работать со скоростью 56 и 48 Кбит/с, как и с номинальной скоростью 64 Кбит/с. При сниженной скорости передачи битов система связи может присваивать неиспользованные биты вспомогательному потоку данных, который передается со скоростью 8 и 16 Кбит/с, если канал поддерживает фиксированную выходную скорость в 64 Кбит/с. Предсказатель использует структуру с 6 нулями и 2 полюсами. Блочная диаграмма широкополосного аудиокодера, рабо­тающего со скоростью 64 Кбит/с, изображена на рис. 13.37.

Рис. 15.37. Широкополосный кодек QMF-ADPCM (64 Кбит/с) (G.722)