Разработка метода и технических средств компандирования спектров речевых сигналов

• Автор: Маркин, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМА СЖАТИЯ СПЕКТРА РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ, ПОСВЯЩЕННЫХ СЖАТИЮ СПЕКТРА РЕЧИ НА ОСНОВЕ МОДУЛЯЦИОННОЙ ТЕОРИИ

1.1.0 необходимости продолжения проведения исследований в

рамках модуляционной теории звуковых сигналов

1.2. Необходимость решения задачи сжатия спектра речевых сигналов

1.3. Методы сжатия спектра речи с устранением информационной

и статистической избыточности

1.4. О проблеме сжатия спектра речи с позиций теории информации

1.5. Обзор исследований, посвященных решению задачи сжатия спектра речевых сигналов на основе модуляционных представлений
1.5.1. Первые идеи о сжатии спектра речи на базе теории модуляции
1.5.2. Методы сжатия спектра речи при делении мгновенной частоты и передаче косинуса фазы сигнала, а также при передаче мгновенной частоты и огибающей сигнала
1.5.3. Современное состояние проблемы сжатия спектра речевых сигналов на базе модуляционной теории
1.6. Сжатие спектра речевых сигналов с общих позиций теории модуляции
Заключение к главе
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОГИБАЮЩИХ И КОСИНУСОВ ФАЗЫ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Экспериментальное исследование спектров огибающих и косинусов фазы речевых сигналов
2.1.1. Определение верхних граничных частот спектров огибающей и косинуса фазы речевых сигналов
2.1.2. Исследование соотношений между спектрами речевых сигналов их огибающих и косинусов фазы
2.2. Исследование информационных свойств огибающей
и косинуса фазы речевых сигналов
2.2.1. Исследование зависимости разборчивости речи от ограничения сверху спектров огибающей и косинуса фазы речевого сигнала
2.2.2. Исследование возможности компенсации недостающих высокочастотных составляющих спектра речевого сигнала при ограничении сверху спектра косинуса фазы и подъеме уровня высоких частот в спектре огибающей
Заключение к главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДВУХСТУПЕННОГО МОДУЛЯЦИОННОГО РАЗЛОЖЕНИЯ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ
3.1. Математическая основа двухступенного модуляционного разложения речевых сигналов
3.1.1. Основные определения модуляционной теории звуковых сигналов
3.1.2. Математическое обоснование модуляционной теории звуковых сигналов
3.1.2.1. О применении преобразования Гильберта к звуковым сигналам
3.1.2.2. О применении математической модели модуляционной теории для описания звуковых сигналов

3.1.3. Многоступенное модуляционное разложение
речевых сигналов
3.1.4. Математическая модель огибающей речевого сигнала
в рамках двухступенного модуляционного разложения
3.1.4.1. Чистая модуляционная модель огибающей
речевого сигнала
3.1.4.2. Спектрально-модуляционная модель огибающей
речевого сигнала
3.2. Структурная схема устройства для реализации двух
ступеней модуляционного разложения речевых сигналов
Заключение к главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВТОРОЙ СТУПЕНИ МОДУЛЯЦИОННОГО РАЗЛОЖЕНИЯ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОБРАТИМОГО СЖАТИЯ СПЕКТРА РЕЧЕВОГО СИГНАЛА
4.1. Экспериментальное определение условий выполнения второй ступени модуляционного разложения
речевых сигналов
4.2. Экспериментальное исследование свойств функций второй ступени модуляционного разложения речевых сигналов
4.2.1. Исследование соотношений между спектром огибающей речевого сигнала и спектрами функций второй ступени его модуляционного разложения
4.2.2. Измерение характеристик мгновенной частоты огибающей речевых сигналов
4.2.3. Исследование зависимости разборчивости речи от верхних граничных частот спектров огибающей и косинуса фазы второй ступени модуляционного разложения речевого сигнала
4.2.4. Исследование зависимости разборчивости речи от верхней граничной частоты спектра косинуса фазы огибающей с

теории информации, П. Марку (Магсои Р.) и Ж. Даге (Оа§ие1 J.) представили доклад [66, 73], в котором был предложен новый способ передачи речевых сигналов [67]. В основу предлагаемого способа были положены результаты практических экспериментов [69 - 71, 91, 92], согласно которым косинус фазы речевого сигнала с информационной точки зрения близок к исходному речевому сигналу. Разборчивость косинуса фазы речевого сигнала мало отличается от разборчивости исходного речевого сигнала [70], хоть качество воспринимаемой при этом речи существенно ниже качества исходного речевого сигнала, вызвано это в основном тем, что шум, которым заполнены паузы между звуками речи, становится одного уровня с речевым сигналом (субсигнал косинуса фазы речевого сигнала в специализированной литературе иногда называется речью постоянного уровня), поэтому для качественной трансляции речи необходимо в достаточной сте- -пени передавать обе функции.
Согласно предложенному способу сначала при помощи однополосной модуляции спектр исходного речевого сигнала должен быть перенесен вверх на некоторую несущую частоту Юо, которая значительно превышает верхнюю частоту в спектре речевого сигнала, тем самым формируется од-нополосномодулированный сигнал
После чего при помощи предельного амплитудного ограничения и фильтрации получается сигнал косинуса фазы, перенесенного вверх по спектру на значение несущей частоты
Далее мгновенная частота сигнала (1.6) должна быть поделена в к раз, тем самым получается сигнал
Сигнал (1.7) с выхода делителя мгновенной частоты предлагалось пропустить через узкополосный полосовой фильтр и передавать по каналу
в (1) = 8(1;)со8[а)01 + <р(1;)].

(1.5)
х(1:) = со8[о>01 + (р(і)|.
(1.6)
(1.7)