Векторное квантование речевого сигнала.

Известны следующие способы дискретного описания параметров речевых сигналов для их высококачественного среднескоростного (8-16 Кбит/с) и низкоскоростного (2400 Кбит/с и менее) кодирования.

1. Скалярное квантование (способ независимого квантования каждого значения отсчета сигнала или параметра) - сравнительно простая процедура, при ее использовании удовлетворительное качество синтезированной речи достигается только при скоростях более 2400 бит/с.

2. Векторное или блочное квантование (способ совместного квантования блока параметров (или отсчетов)) позволяет снизить скорость передачи речевого сигнала не ниже 800 бит/с.

3. Сегментное кодирование (способ, охватывающий большой сегмент речи) является обобщением векторного квантования. В этом случае производится векторное квантование большого вектора , где - вектор i -го кадра дискретного речевого сигнала, Т- символ операции транспонирования, содержащего в качестве М элементов следующих друг за другом кадровых векторов. Таким образом, зависимости между последовательными кадрами косвенно включается в векторы большой размерности. Длительность сегмента М может быть либо фиксированной, либо переменной. При фиксированном М задача квантования упрощается, а использование сегментов переменной длительности приводит к лучшему качеству речи. Таким образом, сегментное квантование – это просто векторное квантование, применимое к вектору большей размерности, содержащему больший сегмент речи. Такой подход позволяет снизить скорость передачи речевого сигнала до 300 бит/с.

Основной целью введения векторного квантование при кодировании речи было сокращение скорости работы вокодеров с 2400 бит/сдо значительно меньших значений при сохранении приемной разборчивости и качества речи.

На рис. 2.16 представлена структурная схема L- уровневого векторного квантователя. При векторном квантовании исходный дискретный сигнал разбивается на блоки, каждый их которых представляется в виде N -мерного вектора , где N – число квантуемых отсчетов сигнала в блоке, и отображается в N- мерный действительный вектор с квантованными значениями амплитуд:

, (2.37)

где q(x) – оператор векторного квантования.

Рис.2.16. L- уровневый векторный квантователь