Nén và xử lý số tín hiệu thoại

Lời nói đầu Hiện nay, việc số hoá hệ thống thông tin liên lạc đợc thực mạnh mẽ giới nh Việt nam Chính mà xử lý tín hiệu lọc số trở thành lĩnh vực khoa học quan trọng Nó đợc phát triển nhanh chóng đời vi mạch điện tử cỡ lớn VLSI làm tảng cho phát triển phần cứng số chuyên dụng giá thành rẻ, kích thớc nhỏ gọn, tốc độ tính toán cao, mềm dẻo linh hoạt, đáng ý chip chuyên cho xử lý số tín hiệu ứng dụng lĩnh vực khoa học to lớn, nh xử lý tiếng nói, xử lý ảnh, Từ lâu, lĩnh vực nén tín hiệu tiếng nói đợc nhà khoa học quan tâm nghiên cứu để ứng dụng cho mục đích quân sự, sau phát triển cho mục đích chung khác Những kiến thức xử tín hiệu lọc số cần thiết để tiếp cận với ngành khoa học Nội dung luận văn đề cập đến vấn đề nén tín hiệu tiếng nói ứng dụng xử lý số để nén tín hiệu tiếng nói, bao gồm phần sau: Chơng 1: Cơ sở lý thuyết nén tín hiệu Chơng trình bày lý thuyết chung nén liệu Chơng 2: Nén xử lý số tín hiệu tiếng nói Chơng trình bày tổng quát phơng pháp nén tín hiệu tiếng nói xử lý số tín hiệu tiếng nói, xây dựng mô hình số tạo tín hiệu tiếng nói dựa mô hình lý tởng, từ dự đoán tham số tín hiệu tiếng nói, phân tích theo phơng pháp tự tơng quan Chơng 3: Nén tín hiệu tiếng nói phơng pháp mã hoá băng Chơng tìm hiểu trình bày phơng pháp mã hoá băng để nén tín hiệu tiếng nói, nh lọc băng kèm Chơng 4: Thiết kế, chế tạo thiết bị ngoại vi nén phổ tín hiệu thoại http://www.ebook.edu.vn Mục lục: chơng trình sơ đồ thiết kế Phần cuối kết luận tài liệu tham khảo http://www.ebook.edu.vn Mục lục Lời nói đầu Chơng 1: Cơ sở lý thuyết nén tín hiệu 1.1 Giới thiệu 1.2 Các kỹ thuật nén 1.3 Đánh giá khả thực 1.4 Kết luận Chơng Nén xử lý số tín hiệu tiếng nói 2.1 Nén tín hiệu tiếng nói 2.2 Một số phơng pháp 10 2.3 Xử lý số tín hiệu tiếng nói 27 2.4 Phơng pháp dự đoán tuyến tính xử lí số tín hiệu tiếng nói 36 2.5 Chơng Kết luận 39 Nén tín hiệu tiếng nói phơngpháp mã hoá băng 40 3.1 Giới thiệu chung 40 3.2 Cơ sở kỹ thuật mã hoá băng 40 3.3 Các lọc 43 3.4 Thuật toán mã băng 45 3.5 Thiết kế nhánh lọc 48 3.6 Khôi phục hoàn thiện sử dụng nhánh lọc hai kênh 53 3.7 Cấp phát bit 54 3.8 ứng dụng mã tiếng nói G722 56 Chơng Thiết kế ngoại vi nén phổ tín hiệu thoại 58 Phục lục 72 http://www.ebook.edu.vn Chơng Cơ sở lý thuyết nén tín hiệu 1.1/ Giới thiệu: Trong vài thập kỷ qua phát triển khoa học kỹ thuật truyền tin thực cách mạng phơng tiện truyền thông Đáng kể mạng internet, mạng viễn thông di động, truyền thông video Trong thực tế không mô tả đợc hình ảnh, cha nói đến audio video hay website thuật toán nén liệu Các mạng điện thoại tế bào không nén số lợng đầu cuối tăng, tín hiệu truyền hính số thiếu trình nén, thực liên lạc đờng dài cần nén, dịch vụ tuyền hình vệ tinh, cần nén Trong thời gian dài kỹ thuật nén liệu nhận đợc quan tâm nhóm nhỏ nhà khoa học kỹ s, ngày lĩnh vực quan trọng đợc đông đảo ngời quan tâm [1,2] Nh vậy, nén liệu ? lại thực cần thiết ? Ta quen nghe JPEG ( Joint Photographic Expert Group) MPEG ( Moving Picture Expert Group ), chuẩn nén ảnh tĩnh ( picture ) ảnh động ( video ) Các thuật toán nén liệu đợc sử dụng chuẩn giảm số bít yêu cầu ảnh hay chuỗi ảnh Tóm lại, nén liệu nghệ thuật hay khoa học đa dạng thông tin cô đọng Chúng ta tạo dạng cô đọng cách nhận dạng sử dụng cấu trúc tồn liệu Dữ liệu ký tự file text, dãy số mẫu tín hiệu tiếng nói hay tín hiệu dạng sóng ảnh, chuỗi số đợc sinh từ nguồn khác Lý cần nén liệu nhiều nhiều thông tin sinh dạng số theo byte liệu Số byte yêu cầu liệu xử lý lớn Ví dụ, để có đợc số giây tín hiệu video mà nén, cần 20Mbyte ( hay 160Mbit ) Nếu xét thời gian xử lý vài giây ta hiểu cần nén http://www.ebook.edu.vn Sự phát triển bùng nổ liệu đòi hỏi phải đợc truyền đợc lu giữ, không tập trung phát triển kỹ thuật truyền lu giữ ? Điều xảy ra, nhng cha đủ Đã có nhiều tiến quan trọng cho phép truyền thông tin đợc truyền lu giữ với dung lợng lớn nén nh CD-ROM, hệ thống cáp quang, ADSL (Đờng thuê bao số không đối xứng), modem Với công nghệ mới, hai nội dung lu giữ truyền có khả tăng lên đáng kể, dù trình truyền liệu chịu nhiều tác động không mong muốn, khả cải tiến chậm so với lu liệu Tuy nhảy vọt công nghệ lu giữ liệu mặt vấn đề Thực tế cho thấy đầu t công nghệ cho sở vật chất tốn gia công nén tín hiệu để dùng sở hạ tầng cũ [3] 1.2 Các kỹ thuật nén: Kỹ thuật nén thuật toán nén Trên thực tế thuộc hai thuật toán Đó thuật toán nén đầu vào X đa X yêu cầu số bít đó, thuật toán khôi phuc lại, hoạt động sở tín hiệu đợc nén X để khôi phục lại Y Ta qui ớc gọi hai thuật toán thuật toán nén Dựa yêu cầu khôi phục liệu Các sơ đồ nén chia làm hai loại, sơ đồ nén không tiêu hao, theo Y giống hệt X sơ đồ nén tiêu hao, mức nén cao nhiều so với nén không tiêu hao (lossless) nhng Y khác X 1.2.1 Kỹ thuật nén không tiêu hao: Các kỹ thuật nén không tiêu hao, có hàm ý không thông tin Nếu nh liệu đợc nén, phía thu khôi phục xác liệu gốc Các kỹ thuật nén sử dụng cho ứng dụng cần khôi phục xác so với tín hiệu gốc ban đầu Nén văn bản, thí dụ điển hình nén không tiêu hao Sau khôi phục văn thu đợc phải giống hệt văn gốc, nh cần khác http://www.ebook.edu.vn biệt nhỏ dẫn đến kết sai hẳn ý nghĩa câu Nhiều loại liệu đòi hỏi khắt khe liệu khôi phục liệu gốc Có nhiều ứng dụng yêu cầu nén khôi phục xác nguyên gốc Song có số ứng dụng có yêu cầu đơn giản nén đợc nhiều liệu Đó kỹ thuật nén có tiêu hao 1.2.2 Kỹ thuật nén có tiêu hao: Các kỹ thuật nén có tiêu hao đòi hỏi số thông tin, liệu đợc nén kỹ thuật tiêu hao khôi phục hay xây dựng lại đợc xác Sự sai lệch coi nh phải chấp nhận khôi phục lại Nén có tiêu hao đạt đợc tỷ lệ nén cao nhiều so với nén không tiêu hao Trong nhiều ứng dụng, sai lệch liệu gốc liệu khôi phục không phải quan tâm Ví dụ lu truyền tiếng nói, giá trị xác frame tín hiệu tiếng nói không cần thiết Giả sử có lợng tín hiệu thông tin đáng kể mẫu tín hiệu tiếng nói chất lợng tiếng nói sau khôi phục chấp nhận đợc nhạy cảm đặc biệt tai ngời Nếu nh chất lợng tiếng nói sau khôi phục nghe đợc nh điện thoại, việc tín hiệu thông tin bỏ qua Tuy nhiên yêu cầu chất lợng tiếng nói sau khôi phục hoàn hảo, lợng thông tin bị phải thấp Khi xem lại đoạn Video nhận đợc, thực tế khác với gốc, nhng không quan trọng lắm, miễn khác không gây cảm giác khó chịu Do video đợc sử dụng kỹ thuật nén có tiêu hao Nếu xây dựng đợc lu đồ nén, cần đánh giá khả thực Vì phạm vi ứng dụng khác [2] 1.3 Đánh giá khả thực hiện: Một thuật toán nén đợc đánh giá theo nhiều phơng pháp khác Có thể đánh giá độ phức tạp thuật toán nén, yêu cầu nhớ để http://www.ebook.edu.vn thực thuật toán, chu kỳ máy để thực thuật toán, tỷ lệ nén, liệu sau khôi phục so với liệu gốc Một cách logic đánh giá thuật toán nén xét tỷ lệ bit yêu cầu liệu trớc sau nén Tỷ lệ đợc gọi tỷ lệ nén Một cách khác để mô tả khả nén đa số bít yêu cầu trung bình cho mẫu Tham số mô tả gọi tốc độ, ví dụ tín hiệu tiếng nói đợc lấy mẫu tần số 8khz, mẫu cần dùng bit để mã, tốc độ 32kbps Trên tính u việt kỹ thuật nén liệu nói chung Trong hai xu hớng nén thấy qua cách đánh giá khả thực thuật toán nén Trong chơng sau đề cập đến phơng pháp nén tiếng nói nói chung phơng pháp mã hoá tiếng nói 1.3 Kết luận: Trong chơng luận văn khái quát tầm quan trọng nén liệu, kỹ thuật nén cách đánh giá khả thực lu đồ nén Trong chơng hai, luận văn giới thiệu kỹ thuật nén tín hiệu tiếng nói tổng quát, sơ đồ khối hệ thống nén giải nén tín hiệu tiếng nói số phơng pháp nén tiếng nói Trong chơng giới thiệu phơng pháp xử lý số tín hiệu tiếng nói dựa mô hình tín hiệu số để tạo tín hiệu tiếng nói trình bày tham số dự đoán tiếng nói qua phơng pháp tự tơng quan http://www.ebook.edu.vn Chơng nén v xử lý số tín hiệu tiếng nói 2.1 nén tín hiệu tiếng nói 2.1.1 Giới thiệu chung Trong hệ thống liên lạc ( analog digital ) vấn đề hạn chế phổ tần tín hiệu đáng quan tâm Nó hiệu xử lý, lu trữ truyền dẫn tín hiệu Sự phát triển công nghệ tích hợp IC cho đời vi mạch cỡ lớn VLSI xử lý tín hiệu số DSP làm xu hớng phát triển hệ thống thông tin số hoá, chúng thực trình biến đổi tín hiệu từ nguồn tin liên tục ( nh tiếng nói, hình ảnh, âm nhạc, ) thành chuỗi tín hiệu số, chuỗi tín hiệu số dễ xử lý theo thuật toán khác nhau, góp phần nâng cao chất lợng tín hiệu hiệu sử dụng phổ tần truyền dẫn Sau xử lý, lọc, truyền dẫn, hệ thống thông tin số chuyển đổi ngợc tín hiệu sang tơng tự để phù hợp với tín hiệu tự nhiên Hình 2.1 minh hoạ hệ thống mã hoá tiếng nói Lọc A/D Phân tích lợng tử mã hoá lu giữ hay truyền Lọc D/A tổng hợp lợng tử Hinh 2.1 Sơ đồ khối hệ thống mã hoá tiếng nói http://www.ebook.edu.vn giải mã Các nén phổ tín hiệu tiếng nói bao gồm đầy đủ bớc Cơ nén tín hiệu tiếng nói tỷ lệ tốc độ bit đợc truyền chất lợng tiếng nói đạt đợc Tuỳ theo ứng dụng cụ thể mà điều chỉnh tốc độ bít thấp nhng tiếng nói phải đạt chất lợng theo yêu cầu ( Hình 2.2 minh hoạ mối quan hệ này) Chất lợng tiếng nói Rất tốt Mã hóa lai Mã hoá dạng sóng Tốt Cha đạt Vocoder Thấp Xấu Hình Tốc độ bit 16 32 64 Hình 2.2 Sự phụ chất lợng tiếng nói vào tốc độ bit Ta biết giới hạn phổ tần tín hiệu tiếng nói 200 3400Hz, theo tiêu chuẩn Nyquist tần số lấy mẫu 8KHz nh số hoá tín hiệu phổ tần mở rộng ( Theo CCITT dùng mã PCM bit, tốc độ 64000bps) Khi nén tín hiệu tiếng nói mẫu đợc thể số bít Khi khôi phục lại chất lợng tiếng nói tơng tự nh không mã gần nh [3,4] Để đơn giản kỹ thuật nén tín hiệu tiếng nói chia làm ba loại http://www.ebook.edu.vn (Hình 2.3) là: mã hoá dạng sóng ( Waveform Codes ), mã nguồn ( source codes ) mã hoá lai ( hybrid codes ) Các phơng pháp nén tín hiệu tiếng nói mã hoá nguồn âm Dạng sóng Waveform Miền thời gian: PCM, DPCM, ADPCM, Miền tần số: Mã hoá băng Mã hoá thích nghi Mã hóa biến đổi Mã dự đoán tuyến tính LPC Mã hoá lai Hyberid codes Vocoder Hình 2.3 Phân loại phơng pháp mã hoá tiếng nói Trong chơng luận văn tổng hợp số phơng pháp kỹ thuật nén mã hoá tiếng nói Các mã dạng sóng đợc dùng Khi cần chất lợng tiếng nói tốt không cần tốc độ bít thấp Các mã nguồn ( source codes ) đạt đợc tốc độ bít thấp, tiếng nói đạt đợc cách tổng hợp âm ( hữu vô thanh) Các mã hoá lai kết hợp hai kỹ thuật mã hoá dạng sóng mã hóa nguồn, chất lợng tiếng nói tốt tốc độ bít trung bình Trong kỹ thuật nén lại có nhiều phơng pháp khác để thực hiện, chẳng hạn kỹ thuật mã hoá dạng sóng có phơng pháp nh : PCM_ điều chế xung mã, DM_ điều chế delta, DPCM_ điều chế xung mã vi phân, ADPCM_ điều chế xung mã vi phân thích nghi, Kỹ thuật mã nguồn có phơng pháp Vocoder, mã dự đoán tuyến tính, Chơng giới thiệu phơng pháp cụ thể mà hiệu nén chất lợng tiếng nói chấp nhận đợc nh Vocoder, mã dự đoán tuyến tính, lợng tử hoá vector, 2.2 Một số phơng pháp nén bản: 2.2.1 Các phơng pháp mã hoá dạng sóng: http://www.ebook.edu.vn 10 jb p2.5,$ inc r3 djnz r7,lap2 setb es setb tr1 setb ti setb tf1 jmp main1 thuphat: jb ri,thu mov a,r4 mov r1,a phat: cjne r1,#40h,l2 l2: thu: clr ti jmp endi mov sbuf,@r1 inc r4 clr ti jmp endi mov r5,a mov r0,a clr ri jnb dongbo,bdb thutiep: mov @r0,sbuf inc r5 jmp endi http://www.ebook.edu.vn 77 bdb: mov a,sbuf cjne a,#0,endi setb dongbo endi: reti end http://www.ebook.edu.vn 78 **************************************************** * * * Chơng trình nén phổ * * * *********************************************************** doc ra1 ra2 catx equ catx1 catx2 catx3 catx4 catx5 cata equ nhap equ n6 ma mad mah equ gio gio1 cho th1 th2 tgcd equ equ equ equ equ $2000 $8000 $c000 $4000 $20 equ equ equ equ equ $22 $24 $26 $28 $2a $2c $70 equ equ equ equ $f2 $ef00 $ee00 $ee00 $40 equ equ equ equ equ $50 $60 $30 $a0 $9a $9b Org $e700 ; kIEM TRA RAM NOP NOP LDS #$1F8 LDAA #$7E CMPA N6 BNE XX1 ; STAA N6 DAU COM NGAY+4 LDAA NGAY+4 http://www.ebook.edu.vn 79 F78 XX1 X1 X3 X2 FAT FF2 F1 L13 L10 ; F33 BEQ JMP JMP STAA LDX LDAA 0,X COMA COM CMPA 0,X BEQ LDAA $C000 BRA CLR DEX CPX BNE LDAA #$1 STAA LDX STX JMP JSR JSR JDAA BNE LDX LDAA #$0 STAA CLRA STAA STAA JSR BEQ JSR JSR BEQ CMPA #1 BEQ BRA LDAA D0C1 COMA ANDA #$3 RTS LDX INX STX LDX INX STX F78 CHAY1 F7 N6 #$F0 0,X X2 X3 0,X #1 X1 GIO+1 #$0100 GIO1+4 F7 GC40 HNGAY CHO F1 CATX3 0,X RA1 RA2 L10 FAT GC40 L10 FAT F33 F4 CATX CATX CATX3 CATX3 http://www.ebook.edu.vn 80 F7 F77 KTR P102 F4 G4 G44 GCF ; GCC GG4 CPX BNE LDX STX JSR STX CLR JMP LDAA DOC1 ANDA #$4 BEQ LDX RTS LDX RTS LDX LDAA 0,X LDX CPX BEQ CPX BEQ CPX BEQ CPX BEQ INCA CMPA #10 BCS CLRA LDX STAA LDAA #$FF STAA LDX JSR JMP LDAA N6 TST DEX CPX BNE RTS LDX LDAB 1,X CMPB #3 BCS LDAB #$2 STAB #RA+6 F77 #RA CATX3 KTR CATX CHO GCF P102 #GIO #GIO1 CATX CATX3 #RA G1 #RA+1 G2 #RA+2 G3 #RA+4 G3 G44 CATX 0,X CHO #16000 GCC FAT N6 #0 GCC CATX G4 1,X http://www.ebook.edu.vn 81 BRA ; G1 ; G2 G3 P100 ; HNGAY P101 ; HGIO HH10 G4 CMPA #0 BEQ GG4 LDAA #$FF JMP G4 CMPA #2 BCS G4 LDX CATX DEX LDAB 0,X CMPB #0 BEQ G4 LDAA #$FF BRA G4 CMPA #5 BCS G4 LDAA #$FF JMP G4 LDAA #GIO1 ADDA CATX3+1 STAA CATX+1 LDX #GIO1 BRA P101 LDAA #49 JSR GC LDAA DOC1 ANDA #$4 BEQ P100 NOP NOP LDAA #GIO ADDA CATX3+1 STAA CATX+1 LDX #GIO LDAA N6 STX LDX STX LDX LDAA 0,X JSR INX STX LDX COMA STAA CATX1 #RA CATX2 CATX1 DOIMA CATX1 CATX2 O,X http://www.ebook.edu.vn 82 INX STX CPX BNE RTS ; DOIMA ; DOI DOI1 CC6 STX LDX STX STAA LDX LDAA 0,X LDX RTS CATX2 #RA+6 HH10 CATX5 #MA CATX4 CATX4+1 CATX4 CATX5 LDAA 0,X LDAB 1,X ASLA ASLA ASLA ASLA ANDB #$F ABA ADDA #1 DAA STAA NHAP+19 TAB ANDA #$F STAA 1,X LSRB LSRB LSRB LSRB STAB 0,X LDAA NHAP+19 RTS LDAA 0,X LDAB 1,X ASLA ASLA ASLA ASLA ANDB #$F ABA RTS LDAA GIO1+5 BNE CC7 LDAA #1 STAA GIO1+4 BRA CC8 http://www.ebook.edu.vn 83 CHAY1 CC8 CC7 ; SANG CC3 CHIEU CC10 CC4 LDAA GIO1+4 BEQ CC6 LDAA #1 STAA GIO1+4 LDAA #10 ADDA GIO1+5 CMPA #11 BCS CC7 LDAA #0 STAA GIO1+5 LDAA #10 STAA TGCD LDX #GIO JSR DOI1 CMPA #6 BCS CHIEU LDX #GIO1 JSR DOI1 CMPA #0 BEQ CC3 STAA TH2 CMPA #5 BCS CC3 BRA CC1 LDX #$603 STX GIO1+1 CLR GIO1+3 CRL GIO1 LDX #$630 STX TH2 BRA CC2 CMPA #5 BNE CC10 LDAA GIO+2 CMPA #3 BCC SANG LDX #GIO1 JSR DOI1 CMPA #0 BEQ CC4 STAA TH2 CMPA #5 BCC CC4 BRA CC1 LDX #$200 STX GIO1+1 STX TH2 CLR GIO1+3 CLR GIO1 http://www.ebook.edu.vn 84 CC1 CS2 KB BRA LDX JSR STAA JSR JMP LDX STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA CC2 #GIO1+2 DOI1 TH2+1 KB CHAY TH2 TH1 TGCD TH1+2 #$45 CONG TH1+3 #5 TH1+5 LDAA JSR STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA #5 CONG TH1+6 #5 TH1+8 #$45 CONG TH1+9 TGCD TH1+11 LDAA JSR STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA #$10 CONG TH1+12 TGCD TH1+14 #$45 CONG TH1+15 #5 TH1+17 LDAA JSR STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA #5 CONG TH1+18 #5 TH1+20 #$45 CONG TH1+21 TGCD TH1+23 ; ; ; ; http://www.ebook.edu.vn 85 LDAA JSR STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA #$10 CONG TH1+24 TGCD TH1+26 #$45 CONG TH1+27 #5 TH1+29 LDAA JSR STX LDAA STAA LDAA JSR STX LDAA STAA RTS #5 CONG TH1+30 #5 TH1+32 #$45 CONG TH1+33 TGCD TH1+35 ADDA DAA BCS CMPA BCS SUBA STAA LDAA ADDA DAA STAA LDX RTS ADDA DAA JMP STAA LDX RTS TH2+1 ; ; CONG CONG3 CONG1 CONG2 ; CHAY CONG1 #$60 CONG2 #$60 TH2+1 TH2 #1 TH2 TH2 #$40 CONG3 TH2+1 TH2 JSR JSR HNGAY RASL LDAA JSR LDAA #37 GC NHAP ; ; http://www.ebook.edu.vn 86 CH2 LDAA CMPA NOP NOP LDX INX STX CPX BEQ NHAP+3 #$F LDAA JSR NOP JMP #95 GC LDAA LSR CLR CLR JSR LDAA JSR BRA #70 GC NHAP+7 NHAP+8 DEM #113 GC CHAY LDAA BEQ LDX JSR JMP STAA STAA LDX CPX BEQ LDX JSR CMPA CMPA RTS LDX JSR STAA LDX JSR STAA LDX STX LDX LDX CPX NGAY H1 #922 GCC CHUONG RA1 RA2 GIO+4 #0 H2 #922 GCC 0,X 0,X NHAP+7 NHAP+7 #978 CH22 ; CH22 CH2 ; RASL H1 H2 H22 #GIO DOI1 TH2 #GIO+2 DOI1 TH2+1 #TH1 TH2+2 TH2+2 0,X TH2 http://www.ebook.edu.vn 87 H24 H23 CHUONG H21 BEQ TST LDX LDX INX INX INX CPX BNE LDX JSR TXT TXT NOP LDAA BNE TXT TXT TXT CMPA NOP RTS CMPA LDAA STAA LDAA STAA LDAA DECA STAA RTS LDX LDAA STAA JMP H21 N6 TH2+2 TH2+2 #TH1+36 H22 #878 GCC 0,X 0,X NGAY CHUONG 0,X 0,X 0,X 0,X 0,X #$FF RA1 #$C0 RA2 NGAY NGAY TH2+2 2,X NGAY H24 H8 LDX JSR CMPA CMPA CMPA RTS #908 GCC 0,X 0,X 0,X DEM LDX JSR CMPA BCC LDAA JSR TST #GIO+4 DOI #$60 C1 #69 GC NHAP http://www.ebook.edu.vn 88 C1 C2 C4 GC GC40 GC41 LDAA RTS CLR CLR LDX JSR CMPA BCC LDAA JSR LDAA NOP RTS CLR CLR LDX JSR CMPA BCC LDAA JSR TST LDAA NOP RTS CLR LDAA STAA LDX STX STX CLR CLR JSR RTS LDAA JSR TST TST NOP NOP DECA BNE RTS JSR TST TST RTS LDAB LDAA NHAP 0,X 1,X #GIO+2 DOI #$60 C2 #60 GC NHAP 0,X 1,X #GIO DOI #$13 GC #50 GC NHAP NHAP 0,X #1 1,X #$200 GIO1+1 TH2 GIO1+3 GIO1 CC2 #49 GC NHAP NHAP GC GC NHAP NHAP #20 #100 http://www.ebook.edu.vn 89 GC42 GC43 NOP NOP DECA BNE DCEB BNE LDAA INCA STAA CMPA BNE CLR COM RTS GC42 GC41 CHO+2 CHO+2 #15 GC43 CHO2 CHO http://www.ebook.edu.vn 90 Tài liệu tham khảo [1] A Simple Approach to Digtal Signal Processing Craig Marven & Gillian Ewers 1996 [2] Discrete-Time Processing of Speech Signals John G Proakis & john R Deller [3] Speech Coding Thomas P Barnwell & Craig H Richardson [4] Kỹ Thuật Truyền Dẫn Số Nguyễn Quốc Bình HVKTQS 2001 [5] Bản dịch, viết tay mã hoá tiếng nói - Nguyễn Quốc Bình HVKTQS http://www.ebook.edu.vn 91 [...]... để xử lý và nh vậy đợc gọi là xử lý tín hiệu số hay DSP (Digital Signal Processing) Bộ xử lý số ở đây thờng đợc thiết kế đặc biệt chuyên cho các thuật toán xử lý tín hiệu số 2.3.1.2 Lợi ích của xử lý tín hiệu số: có rất nhiều thuận lợi khi dùng xử lý tín hiệu số nói chung Các thuận lợi của xử lý tín hiệu số nh sau: - Dễ chơng trình hoá - Độ ổn định cao - Tính lặp lại cao - Dễ dàng thực hiện các thuật... tín hiệu có trong thực tế là các tín hiệu biến thiên liên tục, các tín hiệu kiểu này gọi chung là tín hiệu Analog Cũng theo cách của con ngời, nhng chúng ta dùng các sensor để chuyển thành các tín hiệu điện, nhng phải đổi chúng thành các số, quá trình này gọi là chuyển từ tơng tự ( analog ) sang số ( digital) hay A/D Sau đó đầu ra đợc đa qua bộ tính toán số để xử lý và nh vậy đợc gọi là xử lý tín hiệu. .. dẻo +/ Một số tính năng đặc biệt mà chỉ có thể thực hiện trên kỹ thuật số, nh các bộ lọc pha tuyến tính, nén tín hiệu, http://www.ebook.edu.vn 29 2.3.1.3 Các thuật toán cho DSP: Các phép toán cơ bản cho xử lý tín hiệu liên tục là dựa trên các phép biến đổi Fourier và Laplace Chuỗi Fourier là công cụ cơ bản để phân tích tín hiệu có tính chu kỳ ( tính lặp lại ) và Biến đổi Fourier cho các tín hiệu không... khỏi tính chất tuyến âm và tán xạ Sự ảnh hởng tuyến âm và tán xạ đợc tính chung vào hệ thống tuyến tính thay đổi theo thời gian, nhằm mô hình hoá sự cộng hởng Nguồn kích thích sẽ tạo nên tín hiệu là chuỗi xung trong khe thanh môn , hoặc là tín hiệu ngẫu nhiên (nhiễu tạp) Các tham số của nguồn kích thích và hệ thống tuyến tính thay đổi theo thời gian đợc chọn sao cho tín hiệu ra mang tính chất nh tín hiệu. .. tuyến tính (LPC): Giả sử có tín hiệu liên tục theo thời gian s(t), để áp dụng phơng pháp xử lý số tín hiệu, s(t) cần phải rời rạc với tần số lấy mẫu là Fs thoả mãn định lý lấy mẫu của Shannon Nh vậy tín hiệu s(t) chỉ lấy các giá trị rời rạc tại các điểm theo thời gian có chu kỳ T= 1/Fs Kết quả của phép rời rạc này là chuỗi tín hiệu {s(nT)}, trong đó n= 1, 2, Để đơn giản hoá ta đặt s(nT) = s(n) Tín hiệu. .. thuộc vào kiểu tín hiệu tiếng nói), chu kỳ cao độ (pitch) cho âm http://www.ebook.edu.vn 34 hữu thanh, hệ số khuyếch đại G và các hệ số {ai}của bộ lọc số Tất nhiên những tham số này thay đổi chậm theo thời gian 2.3.2.2 Mô hình dự đoán tuyến tính: Nh trong phần mã dự đoán tuyến tính LPC của muc 2.2.2 ta đã biết tín hiệu rời rạc s(n) có thể dự đoán từ một tổ hợp tuyến tính giá trị các mẫu tín hiệu vào... tiếng nói 2.3.1 Các đặc trng của xử lý tín hiệu số: 2.3.1.1 Xử lý tín hiệu số ( DSP ) là gì: Trong môi trờng quanh ta có rất nhiều tín hiệu mà ta có thể cảm nhận đợc, nh âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, Trong trờng hợp âm thanh, chúng ta sẽ dùng tai của mình để chuyển chúng thành các xung điện rồi chuyển đến não Khi đó ta phân tích chúng thành các đặc tính nh biên độ, tần số và pha để phân loại âm thanh giúp... kỹ thuật số tiếng nói vào lọc giải thông bộ tách tín hiệu lọc tần thấp lọc giải thông bộ tách tín hiệu lọc tần thấp ADC ADC M U X tách Pitch Output tách âm hữu thanh Hình 2.6 Bộ lọc băng chia kênh để phân tích tín hiệu tiếng nói ở phần nhận, tín hiệu tiếng nói đợc tổng hợp ( nh hình 2.7 ) Các mẫu tín hiệu cho qua bộ chuyển đổi DAC, khi đó các đầu ra sẽ đợc dồn lại theo các tín hiệu voice và unvoice... đợc coi là tín hiệu ra của một hệ thống nào đó mà tín hiệu vào là chuỗi u(n), các tín hiệu này thoả mãn phơng trình sai phân hệ số hằng có dạng: p q s(n) = - is(n-i) + G iu(n-j) i=1 ( 2.7 ) j=0 trong đó : {i} i=1, 2, p ; {i} j = 0, 1, , q; và G là các tham số của hệ thống tuyến tính đang đề cập đến Nh vậy s(n) có thể đợc dự đoán từ một tổ hợp tuyến tính các giá trị của các mẫu tín hiệu vào xảy ra... khác nhau thấp hơn các mẫu tín hiệu nguyên thuỷ Do đó thay vì mã hoá các giá trị mẫu của tín hiệu tiếng nói vào ta chỉ cần mã sai lệch giữa các mẫu với một số ít bit hơn tín hiệu tiếng nói nguyên thuỷ Đây chính là nguyên tắc cơ bản của điều chế xung mã vi sai DPCM_ Differential Pulse Code Modulation Sơ đồ khối cách điều chế DPCM với bộ dự đoán nh hình vẽ 2.4 hiệu tínvào vào hiệu tín sai lệch sai lệch ++ ... Bộ xử lý số thờng đợc thiết kế đặc biệt chuyên cho thuật toán xử lý tín hiệu số 2.3.1.2 Lợi ích xử lý tín hiệu số: có nhiều thuận lợi dùng xử lý tín hiệu số nói chung Các thuận lợi xử lý tín hiệu. .. toán phơng pháp CELP 2.3 Xử lý số tín hiệu tiếng nói 2.3.1 Các đặc trng xử lý tín hiệu số: 2.3.1.1 Xử lý tín hiệu số ( DSP ) gì: Trong môi trờng quanh ta có nhiều tín hiệu mà ta cảm nhận đợc,... thuật toán nén tín hiệu tiếng, đánh giá đợc u điểm tín hiệu số nh hệ thống xử lý tín hiệu số, đa mô hình lý tởng mô hình số tạo tín hiệu tiếng nói Từ phân tích dự đoán tham số tín hiệu tiếng nói