DE3335419A1 - Umsetzer zur schnittstellenanpassung zwischen lpc-und kanalvocodern fuer die uebertragung digitalisierter sprachsignale ueber digitale schmalband-kommunikationssysteme - Google Patents
Umsetzer zur schnittstellenanpassung zwischen lpc-und kanalvocodern fuer die uebertragung digitalisierter sprachsignale ueber digitale schmalband-kommunikationssystemeInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGSELLSCHAFT b' Unser Zeichen
Berlin und München VPA
$3 P f 7 7 6
Umsetzer zur Schnittstellenanpassung zwischen LPC- und
Kanalvocodern für die Übertragung digitalisierter Sprachsiqnale über digitale Schmalband-Kommunikationssysteme.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Umsetzer zur
Schnittstellenanpassung zwischen LPC- und Kanalvocodern für die Übertragung digitalisierter Sprachsignale über digitale
Schmalband-Kommunikationssysteme, bei dem das Prinzip der Vektorquantisierung benutzt wird.
Derzeit werden digitale Schmalband-Kommunikationsnetze mit niedrigen Datenübertragungsraten (1-2 kbit/s) geplant.
Die hierbei angewandten Codierungsverfahren bauen entwe-• der auf dem Prinzip des Kanalvocoders oder der linearen
Prädiktion (LPC) auf. Eine Kommunikation zwischen den Codern ist nur möglich, falls an ihrer Schnittstelle eine
geeignete Datemumcodierung erfolgt (vergl. Fig.1).
Der hierzu benötigte Umsetzer soll möglichst aufwandsgünstig
gestaltet sein und die Sprachqualität möglichst nicht verschlechtern.
Eine Möglichkeit, einen Umsetzer aufzubauen, besteht in der
Rücktransformation der Sprachdaten in das Sprachsignal und dessen Neucodierung (vergl. Fig.2).
Dieses Verfahren ist sehr aufwendig, da zwei Analyseeinheiten und zwei Syntheseeinheiten benötigt werden. Durch Analysefehler
verschlechtert sich außerdem die Sprachqualität. Die Verschlechterung der Sprachqualität läßt sich durch
direkte Umcodierung der Daten der verschiedenen Coder umge-
Pap 1 BIa / 26.9.1983
hen. Diese Möglichkeit ergibt sich aus dem sehr ähnlichen
Syntheseprinzip, das bei dem Kanalvocoder und dem linearen prädiktiven Coder angewandt wird (vergl. Fig.3).
Das Sprachsignal wird hierbei durch ein Anregungssignal, welches durch ein variables Filter gefiltert wird, erzeugt.
Das Anregungssignal besteht bei stimmhaften Lauten aus
einer Pulsfolge und bei stimmlosen Lauten aus weißem Rauschen. Mit den Anregungsparametern wird die Pulsfrequenz
und der Anregungsmodus - stimmhaft oder stimmlos - festgelegt. Das variable Übertragungsverhalten des Filters entspricht
dem variablen Resonanzverhalten des menschlichen Vokaltraktes. Dieses ändert sich langsam und wird durch
Filterparameter alle 10 bis 20 ms neu eingestellt. Aufgäbe der Sprachsignal-Analyse eines Codiersystems ist es,
aus einem Sprachsignal die Anregungsparameter und die Filterparameter zu gewinnen. Der lineare prädiktive Coder
und der Kanalvocoder unterscheiden sich im wesentlichen in der Struktur des Filters. LPC geht von einem Allpolfilter
und der Kanalvocoder von einer Filterbank aus. Damit unterscheiden sich die Analyseverfahren zur Bestimmung der
entsprechenden Filterparameter und es ergeben sich andere Filterparameter, die in den verschiedenen Netzen übertragen
werden. Dagegen sind die Anregungsparameter im Prinzip die gleichen.
Es wird also ein Umcodierverfahren gesucht, welches die Filterparameter
einer Filterbank in die Filterbankparameter eines Allpolfilters und umgekehrt umwandelt (vergl. Fig.4).
Die direkte Transformation ist mit hohem technischen Aufwand
verbunden. Es werden leistungsfähige Real-time-Prozessoren
zur Berechnung von Spektren und Korrelationsfunktionen
benötigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Umsetzer der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen verhältnismäößig niedrigen Aufwand benötigt.
einen Umsetzer der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen verhältnismäößig niedrigen Aufwand benötigt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch
einen Umsetzer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelost, der durch die in dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die
in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren im einzelenen beschrieben.
Fig.1 zeigt eine prinzipielle Anordnung für eine Schnittstelle zwischen einem LPC- und einem Kanalvocoder.
Fig.2 zeigt das Blockschaltbild eines Transformers nach
dem Stand der Technik.
dem Stand der Technik.
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung des Syntheseprinzips
bei der Codierung nach dem Stand der Technik.
Fig.4 zeigt schematisch das Prinzip einer direkten Transformation
der Filterparameter.
Fig.5 zeigt schematisch das Prinzip der Vektorquantisierung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig.6 zeigt einen erfindungsgemäßen Umsetzer, der auf
der Basis der Vektorquantisierung arbeitet.
35
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- * · 83 P 1 7 7 δ DE
Fig.7 zeigt schematisch eine Hardware-Struktur für einen
erfindungsgemäßen Umsetzer.
Für die Sprachcodierung hat sich das Verfahren der Vektorquantisierung
als sehr erfolgreich erwiesen. Hierdurch lassen sich niedrigere Datenraten bei· gleichbleibender
Sprachqualität erreichen. Das Prinzip der Vektorquantisierung wurde für die LPC-Codierung angewandt. Hierbei erfolgt
eine besondere Codierung der Filterparameter (vergl.
Fig.5).
Die analysierten Filterparameter werden mit einem ausgewählten Satz von M Filterparametern verglichen und die Nummer
derjenigen Parameter festgestellt, die den analysierten am
ähnlichsten sind. Zur Datenübertragung wird nur die Nummer der Parameter herangezogen. Auf der Syntheseseite sind
durch die Nummern die zugehörigen Filterparameter festgelegt. Da das Prinzip der Vektorquantisierung für beide
Codearten möglich ist, ergibt sich ein einfaches Umcodierverfahren (vergl. Fig.6).
LPC-Filterparameter werden einer Vektorquantisierung unterzogen
und die Nummern der zugehörigen Parameter festgestellt. Diese Nummern entsprechen Parametern eines Kanalvocoders,
die in einem Kanalvocoder-Code Book abgespeichert sind. Die Berechnung der Parameter des Code Books erfolgt
einmal 'off line' an einer DVA. Die Umwandlung der Kanalvocoder-Daten
zu den LPC-Daten erfolgt entsprechend über ein LPC-Code Book. Nach Fig.7 wird zur Hardware-Realisierung
ein Prozessor zur Durchführung der Vektorquantisierung und ein Speicher für die Code Books benötigt.
3 Patentansprüche
7 Figuren
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7 Figuren
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- Leerseite -
Claims (2)
- Patentansprüche:n\ Umsetzer zur Schnittstellenanpassung zwischen LPC- und Kanalvocodern für die Übertragung digitalisierter Sprachsignale über digitale Schmalband-Kommunikationssysteme, wobei der Umsetzer aus zwei parallel zueinander angeordneten Teilschnittstellen besteht, wobei eine der Teilschnittstellen zu übertragende, LPC-codierte Sprachsignalabschnitte in die Codierung für den Kanal vocoder umsetzt, während die andere der Teilschnittstellen die Codierung für den Kanalvocoder in die Codierung für das LPC- Verfahren umsetzt, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Eingangsseite, nämlich der Analyseseite der einen Schnittstelle, die LPC-codierten Parameter eines zu übertragenden Sprachsignalabschnittes vektorquantisiert werden, wobei die LPC-codierten Parameter mit einem ausgewählten Satz von N Filterparametern verglichen und die Nummer desjenigen Parametersatzes festgestellt wird, die den LPC-codierten Parametern weitestgehend entspricht, daß die festgestellte Nummer herangezogen wird, um auf der Ausgangsseite, nämlich der Syntheseseite, die Codierung für den Kanalvocoder aus einem Kanalvocoder-Code Book auszuwählen, daß auf der Eingangsseite der anderen Teilschnittstellen die Codierung für den Kanalvocoder vektorquantisiert wird, wobei die codierten Parameter des Kanalvocoders mit einem ausgewählten Satz von N Filterparametern verglichen werden und die Nummer desjenigen Parametersatzes festgestellt wird, die den Parametern des Kanalvocoders weitestgehend entspricht, und daß die festgestellte Nummer herangezogen wird, um auf der Ausgangsseite die Codierung für die LPC-Parameter aus einem LPC-Code Book auszuwählen.
- 2. Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Berechnung der Parameter des Code books einmal und im sogenannten 'off line'-Betrieb durchgeführt wird.3· Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Hardware-Realisierung ein Prozessor, vorzugsweise ein Signalprozessor, zur Durchführung der Vektorquantisierung sowie ein Speicher, vorzugsweise ein ROM oder EPROM, für die Code Books vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833335419 DE3335419A1 (de) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Umsetzer zur schnittstellenanpassung zwischen lpc-und kanalvocodern fuer die uebertragung digitalisierter sprachsignale ueber digitale schmalband-kommunikationssysteme |
| EP84110967A EP0138073A1 (de) | 1983-09-29 | 1984-09-13 | Umsetzer zur Schnittstellenanpassung zwischen LPC- und Kanalvocodern für die Übertragung digitalisierter Sprachsignale über digitale Schmalband-Kommunikationssysteme |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19833335419 DE3335419A1 (de) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Umsetzer zur schnittstellenanpassung zwischen lpc-und kanalvocodern fuer die uebertragung digitalisierter sprachsignale ueber digitale schmalband-kommunikationssysteme |
Publications (1)
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Family
ID=6210491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833335419 Withdrawn DE3335419A1 (de) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Umsetzer zur schnittstellenanpassung zwischen lpc-und kanalvocodern fuer die uebertragung digitalisierter sprachsignale ueber digitale schmalband-kommunikationssysteme |
Country Status (2)
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| DE (1) | DE3335419A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3732047A1 (de) * | 1987-09-23 | 1989-04-06 | Siemens Ag | Verfahren zur umcodierung von kanalvocoder-parameter in lpc-vocoder-parameter |
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1983
- 1983-09-29 DE DE19833335419 patent/DE3335419A1/de not_active Withdrawn
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1984
- 1984-09-13 EP EP84110967A patent/EP0138073A1/de not_active Withdrawn
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| EP0138073A1 (de) | 1985-04-24 |
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