Исследование и разработка методов анализа и обработки сигнала звукового вещания с использованием комплексного представления

• Автор: Донцова, Галина Александровна
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Системы и устройства адаптивной обработки сигналов звукового вещания и
средства их метрологического контроля
1.1. Системы и устройства обработки сигналов вещания
1.1.1. Способы и устройства преобразования динамического диапазона
1.1.2. Способы и устройства снижения шума и нелинейных искажений
1.1.3. Методы и устройства регулирования громкости и уровня звукового сигнала
1.1.4. Методы и устройства преобразования спектра сигнала вещания
1.1.5. Методы и устройства адаптации СЗВ к акустическим условиям прослушивания и формирование звуковых эффектов
1.1.6. Методы компактного представления сигналов вещания
1.2. Измерение параметров звуковых вещательных сигналов в каналах передачи
1.2.1. Существующие методы измерения параметров звуковых вещательных сигналов в вещательных системах с адаптацией параметров передачи
1.2.2. Особенности метрологии каналов с эффективным кодированием СЗВ
1.3. Модуляционное представление в задачах обработки и анализа звуковых сигналов
2. Методы и алгоритмы анализа сигнала звукового вещания на основе комплексного представления
2.1. Преобразование Гильберта, определение модулирующих функций, точность преобразования
2.1.1. Определение допустимых погрешностей синтеза ортогонального сигнала
2.1.2. Исследование точности формирования ортогонального сигнала
на основе БПФ
2.2. Алгоритмы сегментации СЗВ
2.2.1. Сегментация на звуковые объекты

2.2.2. Сегментация на интервалах нестационарности
2.3. Метод управляемой фильтрации в частотной области
2.4. Способ представления СЗВ частными модулирующими функциями
3. Методики оценивания качества передачи СЗВ и его информационно
значимых параметров
3.1. Системный подход к тестированию качества передачи СЗВ
3.1.1. Критерии субъективного восприятия СЗВ
3.1.2. Восприятие ритмических структур
3.1.3. Группы наиболее информативных характеристик
3.2. Методика измерений изменений вещательного сигнала, возникающих при его передаче по каналам и трактам с адаптивно изменяющимися характеристиками
3.2.1. Подбор звукового материала и предварительная обработка
СЗВ перед проведением анализа
3.2.2. Метод объективного оценивания СЗВ по субъективным критериям
3.2.3. Метод статистического оценивания параметров СЗВ
3.2.3.1. Энергетические характеристики СЗВ
3.2.3.2. Характеристики формы СЗВ
3.2.3.3. Спектральные характеристики СЗВ
3.2.2.4. Ритмические характеристики
4. Повышение эффективности устройств обработки СЗВ на основе комплексного представления
4.1. Алгоритм автоматического регулирования уровня СЗВ
4.2. Алгоритм неискажающего компандирования СЗВ
5. Экспериментальное подтверждение эффективности предлагаемых алгоритма
и методик
5.1. Сравнительные испытания АРУР
5.2. Исследование деградации качества СЗВ при эффективном устранении избыточности
Заключение
Литература
Список использованных сокращений
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Эффективность систем вещания и связи, их конкурентоспособность и техникоэкономические показатели во многом определяются степенью согласования параметров канала передачи, как со свойствами сигнала, так и с особенностями восприятия звукового сигнала абонентами - слушателями. Все более широкое распространение получают адаптивные способы обработки вещательного сигнала. В аналоговых системах регулируется динамический диапазон сигнала звукового вещания (СЗВ), осуществляются меры по снижению влияния шумов и нелинейных искажений канала передачи, производится регулирование уровня и громкости сигнала, его спектра, осуществляется адаптация к условиям прослушивания, формируется заданная акустическая обстановка в месте прослушивания. Быстрое развитие цифровых методов обработки сигнала и производства сигнальных процессоров для их реализации привело к тому, что большинство перечисленных выше преобразований СЗВ осуществляется в системах вещания автоматически, адаптивно, в соответствии со свойствами сигнала и условиями приема. В цифровых системах передачи, при компактном представлении СЗВ, используются алгоритмы устранения статистической и психофизической избыточности, также резко изменяющие свойства сигнала. Все это привело к необходимости разработки методов анализа их эффективности и оценки качества передачи на выходе трактов и устройств, не предполагающих сохранения формы сигнала.
Существующие системы вещания, как правило, в полной мере обеспечивают передачу звукового сигнала, при которой сохраняются параметры, связанные с семантической информацией, поэтому современные требования к качеству, по существу, направлены на сохранение его эстетических свойств. Тем не менее, определение параметров СЗВ, связанных с его эстетической (или эмоциональной) информативностью, а также выявление связи субъективного восприятия сигналов звукового вещания с их объективными характеристиками, продолжают оставаться актуальными в задачах анализа, обработки, представления и синтеза сигналов.
Исследования и практические разработки, повышающие эффективность систем вещания и связи, являются традиционными. Однако в настоящее время интерес к ним увеличился. Это вызвано, быстрой окупаемостью вложений в такую наукоемкую отрасль, как связь, острой конкуренцией на новом рынке услуг, открывшейся с

= Н{]со) = -^п(м) (2.2).
Это означает, что ПГ сдвигает все составляющие спектра по фазе на величину - п /2 на положительной полуоси частот и на п12 на отрицательной полуоси.
Так как импульсная характеристика ПГ в (2.1) не ограничена во времени, то идеальное ПГ физически нереализуемо. В связи с этим возникает задача приближенного описания ПГ и определения погрешностей такого приближения. Практическая реализация преобразования требует ограничения по длительности импульсной характеристики [65]. При конечной длительности Т импульсной характеристики значения сопряженной функции fj.it) определятся значениями /(г) на конечном отрезке времени, в отличие от идеального случая, когда значения /(г) зависят от значений /(?) на всей временной оси. В [58] вводится идеальное ПГ с конечной памятью, определяемого сверткой
Л(') = /(')*^’(2-3)-
Импульсная характеристика такого преобразователя Гильберта
МО = 4040 (2-4)>
где у(4) - функция окна прямоугольной формы. В частотной области кт(ї) будет соответствовать свертка
Нт(д) = Я(»* Г(д) (2.4 а),
зю|(«•%)
где №(]а>)= (2.4 6).
Из-за разрыва второго рода импульсной характеристики в начале координат идеальное ПГ с конечной памятью также физически нереализуемо, поскольку такой преобразователь должен иметь бесконечную полосу пропускания и неограниченную пропускную способность [58]. Физически реализуемую форму ПГ с конечной памятью можно получить в виде свертки сигнала с импульсной характеристикой вида [58]