Параметрические вокодеры

Полосовые вокодеры

Полосовой вокодер синтезирует речь используя определенные ичистые тона.

Рассмотрим некоторые реализацию полосового вокодера. Это например метод синтеза речи с помощью ряда Фурье - в виде суммы элементарных спектральных составляющих, в музыкальной акустике получивших название "чистые тона". Имеется Банк "чистых тонов" со 144 чистыми тонами. Как происходил синтез звука показано на рис. 2.

Рис. 2. Функционально-оптическая схема синтезатора АНС. Свет от источника (1) пропускался через вращающийся диск фотооптического генератора (2) и модулировался по интенсивности звуковыми дорожками (банком чистых тонов). Между диском и читающим фотоэлементом (4) устанавливалась маска (информация о синтезе)(3) с отверстиями для отбора лучей только от нужных дорожек. После фотоэлемента следовал обычный для кинопроектора тракт звукоусиления (5).

Первой электрической и одновременно последней аналоговой моделью речевого тракта стал прибор водер (на рис. 4 подробно описано его устройство), разработанный Дадли, Ришем и Уоткинсом. Рис. 4. Структурная схема водера. Водер управлялся от ручной клавиатуры и синтезировал сигналы с заданным спектром. Десять параллельно соединенных полосовых фильтров составляли блок управления резонансами. Переключение источника возбуждения - шумового или импульсного генератора - осуществлялось браслетом на запястье оператора, а управление частотой импульсов - ножной педалью. На выходе фильтров стояли потенциометры, управлявшиеся десятью пальцами и изменявшие напряжение сигнала каждого фильтра.

Формантные вокодеры

Вокодеры с линейным предсказанием ( липредеры )

Вокодеры с линейным предсказанием – липредеры (linear prediction) создают отсчеты звукового сигнала на основе предыдущего отсчета сигнала и вычисленных в передающей части коэффициентов линейного предсказания (КЛП).Если мы правильно вычислим КЛП то сохраним у восстановленной речи ее индивидуальные особенности,что очень важно например в криминалистике да нелишне и при телефонных переговорах.

Для прогноза текущего отсчета речевого сигнала можно использовать линейно взвешенную сумму предшествующих отсчетов, то есть предсказываемый отсчет

где ak - коэффициенты предсказания (k = 1, 2, ., P). Ошибка предсказания e (n) = s (n) - s (n). Kоэффициенты предсказания должны быть такими, чтобы для временного окна длиной N отсчетов сумма

была минимальна. Задача минимизации приводит к системе линейных уравнений относительно ak . Коэффициенты уравнения оказываются равными значениям автокорреляционной функции отрезка речи. В липредерах сначала для каждого кадра длиной 10 - 20 мс вычисляются коэффициенты корреляции, а по ним находят коэффициенты предсказания (или коэффициенты частной корреляции, или коэффициенты отражения), которые передаются на приемную сторону вместе с информацией о функции возбуждения. Коэффициенты линейного предсказания (КЛП) обретают простой смысл. Передаточная функция фильтра, который имеет только полюсы

где p - порядок фильтра.

Алгоритмы, которые используют коэффициенты частной корреляции (PARtial CORrelation), называются PARCOR.