Глава 1. Сжатие речевых сигналов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Тверской государственный университет»
Направление 02.03.02 - «Фундаментальная информатика и информационные технологии»
Профиль «Инженерия программного обеспечения»
ВЫПУСКНАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА
Методы и алгоритмы цифровой обработки речевых сигналов
Задание на выполнение ВКР
Оглавление
Введение4
Глава 1. Сжатие речевых сигналов7
1.1. Общие сведения о вокодерных системах 7
1.2. Векторное квантование и кодовые книги 8
Глава 2. Построение метода сжатия речевых сигналов10
2.1. Описание алгоритмов сжатия речевых сигналов 10
2.1.1. Алгоритм LPC (линейное предсказание) 10
2.1.2. Алгоритм CELP (линейное предсказание с мультикодовым управлением) 16
2.2. Алгоритм сжатия данных RLE(кодирование длин серий) 22
2.3. Описание алгоритма распознавания участков пауз 24
2.4. Описание исследуемого метода 26
Глава 3. Реализация метода и анализ полученных результатов30
3.1. Реализация метода в программной средеMatlab 30
3.2. Проведение вычислительных экспериментов и анализ результатов 31
Заключение56
Список литературы59
Приложение61
Введение
Актуальность
Цифровая обработка сигналов –это способы обработки сигналов на основе численных методов с использованием цифровой вычислительной техники. Данный термин охватывает совокупность вопросов применения математического аппарата к решению задач, связанных с решением различных проблем, касающихся обработки сигналов.
|
|
|
Нам трудно себе представить жизнь в современном мире без ежедневного использования достижений научно-технического прогресса, особенно когда речь идёт о необходимости применения различных способов связи. Именно задача обработки сигналов лежит во всей её основе.
Стоит также отметить и тот факт, что цифровая обработка сигналов используется далеко не только для обеспечения связи между людьми. Также она нашла широкое применение в различных областях технической сферы, где необходимо обработатьсигналы, посылаемые от одного устройства или прибора к другому.
Однако в информационном обществе с каждым годом возрастает роль использования технологий связи между людьми, поскольку именно обработка и передача информации играет здесь одну из наиболее значимых ролей.При этом происходит повышение интенсивности информационного обмена на основе речевых сообщений. Это обусловлено тем, что речевые сообщения являются наиболее естественной и удобной формой информационного обмена между людьми.
Цифровая обработка речевых сигналов – это область науки, в которой осуществляются фильтрация, усиление и извлечение информации, кодирование, сжатие и восстановление речи. И здесь особую роль играет применение различных алгоритмов сжатия речевых сигналов.
|
|
|
Это необходимо в целях эффективного описания исходной информации, как следствие – снижения требований к памяти и полосе частот, связанных с хранением и передачей дискретных реализаций исходных данных.Таким образом, в целях совершенствования цифровых средств связи разработка эффективных алгоритмов сжатия речевых сигналов безусловно является актуальной научно-исследовательской задачей.
Речь в голосовой связи может быть охарактеризована как прерывистый носитель информации из-за пауз, которые являются характерными особенностями данного вида сигналов по сравнению с другими мультимедийными сигналами, такими как видео, аудиои данные [1, 2]. Интервалы, где голосовая информацияприсутствует, называют участками активной речи, апаузы между речевыми «всплесками» – участками пауз.
В настоящее время большинство вокодеров работают на фиксированной скорости вне зависимости от характеристик входного сигнала [3]. А это по сути означает фиксированную степень сжатия речевого сигнала. Иными словами, скорость передачи остаётся постоянной, если весь речевой сигнал был сжат одним алгоритмом.Однако проанализировав структуру обрабатываемого речевого сигнала можно сделать вывод о том, что если нам необходимо добиться повышения эффективности обработки и передачи сигнала, то придётся искать методы разработки вокодеров с переменной скоростью.
|
|
|
Ключом к решению данной проблемы может стать использование подхода, основанного на раздельном сжатии участков активной речи и участков пауз.Авторами статьи [3] был отмечено, что способ выполнения сжатия пауз здесь играет важную роль. Применение различных алгоритмов сжатия для данных типов участков и исследование эффекта от такого подхода как раз и обеспечит достижение поставленной задачи.Также не менее актуальной задачей является исследование влияния применения различных алгоритмов сжатия участков пауз, используемых в данном подходе.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является исследованиеметода сжатия речевых сигналов, основанного на разделении сжатия активной речи и пауз.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
· Реализация метода сжатия речевых сигналов, основанного на разделении сжатия активной речи и пауз;
|
|
|
· Проведение вычислительных экспериментов;
· Исследование эффекта от применения данного подхода;
· Сравнительный анализ алгоритмов сжатия речевых сигналов;
· Анализ использования различных алгоритмов обработки речевых сигналов в данном методе;
· Исследование потенциального эффекта от дополнительного сжатия файла, полученного в результате работы метода, алгоритмом сжатия данных без потерь.
Содержание работы
Первая глава «Сжатие речевых сигналов» содержит общиесведения об алгоритмах сжатия речевых сигналов, используемых в настоящее время.
Вторая глава «Построение метода сжатия речевого сигнала»содержит подробное описание каждого из алгоритмов, используемых для построения метода, а также построение самого метода сжатия речевых сигналов, основанного на разделении сжатия активной речи и пауз.
Третья глава «Реализация метода и анализ полученных результатов» содержит в себе информацию о реализации метода, описание проведённых вычислительных экспериментов, анализ полученных результатов и рекомендации по применению метода.
В заключении подводятся итоги проделанной работы.
Глава 1. Сжатие речевых сигналов
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1079; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!