부호여기된 선형예측(CELP) 음성부호화기는 4.8 kbps 이하의 낮은 전송 비율에서도 좋은 성능을 갖는다. CELP형 부호기의 단점은 많은 계산량을 필요로 한다는 것이다. 본 논문에서, 우리는 복잡성을 줄이면서 CELP 보코더의 음질을 유지하는 새로운 피치 검색법을 제안하였다. 그 기본 개념을 피치를 검색하고자하는 신호에 대해 음소 성분 분리를 통해 예비피치주기를 사전에 파악하고 이를 예비피치에 대해서만 본격적인 피치 검색을 수행하는 것이다. 제안한 방법을 CELP 보코더에 적용하므로써, 피침검색에서 기존의 방법에 대해 약 90%의 복잡성이 감소되었다.
부호여기된 선형예측(CELP) 음성부호화기는 4.8 kbps 이하의 낮은 전송 비율에서도 좋은 성능을 갖는다. CELP형 부호기의 단점은 많은 계산량을 필요로 한다는 것이다. 본 논문에서, 우리는 복잡성을 줄이면서 CELP 보코더의 음질을 유지하는 새로운 피치 검색법을 제안하였다. 이것은 음성 파형의 자기상관계를 간단한 전처리관계식에 의해 사전에 파악하여 필요한 구간에 대해서만 피치검색을 수행하는 방법이다. 제안한 방법은 피치검색에서 기존의 방법에 비해 약 $77\%$의 복잡성이 감소되었다.
Kim, Daesik;Bae, Myungjin;Kim, Jongjae;Byun, Kyungjin;Han, Kichun;Yoo, Hahyoung
한국음향학회:학술대회논문집
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한국음향학회 1994년도 FIFTH WESTERN PACIFIC REGIONAL ACOUSTICS CONFERENCE SEOUL KOREA
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pp.904-911
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1994
Code Excited Linear Prediction (CELP) speech coders exhibit good performance at data rates below 4.8 kbps. The major drawback to CELP type coders is their many computation. In this paper, we propose a new pitch search method that preserves the quality of the CELP vocoder with reducing complexity. The basic idea is to apply the preprocessing technique beforehand grasping the autocorrelation property of speech waveform. By using the proposed method, we can get approximately 77% complexity reduction in the pitch search.
Finite wordlength effects of the FS-1016 CELP(Code Excite Linear Prediction) vocoder algorithm) is analyzed, and a block floating-Point implementation method is employed to improve the fixed-point performance. An efficient run-time integer wordlength estimation algorithm is developed, and the overall system performance. An efficient run-time integer wordlength estimation algorithm is developed, and the overall system performance is verified in real-time using a TMS320C50 emulation board. Autoscaler software that conducts simulation-based automatic scaling to provide a floating-point like programming environment is used for this application development.
In general, speech coding methods are classified into the following three categories: the waveform coding, the source coding and the hybrid coding. Fast speaking is possible to encode with a few information compared with slow speaking rate. In case of speaking rate, low frequency band is more important than high frequency band while listening. Speech vocoding technique is developing to way with low bit rate and complexity and high sound quality. the CELP type of vocoder support very good sound quality with low bit rate but these vocoders don't consider about the speaking rate. When we consider speaking rate and encode the frame depending on the speaking rate, the bit rate is able to reduce the bit rate than the conventional vocoder. We propose the technique to estimate the speaking rate and applied PSOLA technique in case of the frame of slow speaking rate. As a result of simulation bit rate can be reduced about 300 bps.
부호 여기된 선형예측 음성보코더들은 4800bps의 낮은 전송율에서도 좋은 음질을 제공한다. CELP 형 보코더의 피치검색법의 문제점중에 하나는 피치 검출시의 조오류에 의해 예측이득이 저하된다는 점이다. 본 논문에서 우리는 CELP 보코더의 피치 예측이득을 개선하는 한 새로운 피치검색법을 제안하였다. 제안한 방법은 예비피치들을 검출하여 이들중 피치 예측이득이 최대인 값을 선정하는 방법을 적용하였다. 이 방법을 여러 화자의 발성에 대해 적용한 결과 피치 예측이득율 6.1% 정도 개선할 수 있었다.
인터넷이 일상생활에 다양하게 활용되면서 인터넷 채널을 통한 정보의 형태는 문자와 이미지 외에 음성, 오디오 신호 및 동영상 부분까지 확대되고 있다. 본 논문에서는 MPEG4-CELP를 인터넷 화상 통신의 음성 코덱용으로 사용하기 위한 최적화 기법 및 알고리듬의 개선을, DSP칩이 내장된 보드가 아닌 인터넷의 터미널로 사용되고 있는 펜티엄 프로세서를 장착한 PC에 초점을 맞추어 수행하였다. MPEG4-CELP VM C소스를 분석 및 프로파일(Profile)한 결과를 토대로 패라미터 추출을 위해 많은 연산을 수행하는 부호화기에 대해서 CPU상에 부하를 많이 주는 함수들을 제 1차 최적화 대상 함수들로 선정하고, CPU에 부하를 많이 주지는 않으나 호출되는 회수가 많은 함수를 2차 최적화 대상 함수로 선정해, C소스 레벨의 소프트웨어 파이프 라이닝(Software Pipelinging) 기법들을 적용하여 최적화를 수행하였다. 또한 1차 최적화 대상 함수의 경우에는 소프트웨어 파이프라이닝의 적용과 함께 연산량 감소를 위한 알고리듬 변형까지 수행하였다. 위의 과정을 거쳐 최적화 된 MPEG4-CELP는 펜티엄Ⅲ 450㎒ PC에서 음성을 부호화 하는데 원 VM소스에 비해 약 2배정도의 시간이 단축되는 것을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권2호
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pp.962-977
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2019
The human voice is a convenient method of information transfer between different objects such as between men, men and machine, between machines. The development of information and communication technology, the voice has been able to transfer farther than before. The way to communicate, it is to convert the voice to another form, transmit it, and then reconvert it back to sound. In such a communication process, a vocoder is a method of converting and re-converting a voice and sound. The CELP (Code-Excited Linear Prediction) type vocoder, one of the voice codecs, is adapted as a standard codec since it provides high quality sound even though its transmission speed is relatively low. The EVRC (Enhanced Variable Rate CODEC) and QCELP (Qualcomm Code-Excited Linear Prediction), variable bit rate vocoders, are used for mobile phones in 3G environment. For the real-time implementation of a vocoder, the reduction of sound quality is a typical problem. To improve the sound quality, that is important to know the size and shape of noise. In the existing sound quality improvement method, the voice activated is detected or used, or statistical methods are used by the large mount of data. However, there is a disadvantage in that no noise can be detected, when there is a continuous signal or when a change in noise is large.This paper focused on finding a better way to decrease the reduction of sound quality in lower bit transmission environments. Based on simulation results, this study proposed a preprocessor application that estimates the SNR (Signal to Noise Ratio) using the spectral SNR estimation method. The SNR estimation method adopted the IMBE (Improved Multi-Band Excitation) instead of using the SNR, which is a continuous speech signal. Finally, this application improves the quality of the vocoder by enhancing sound quality adaptively.
본 논문에서는 CELP (Code Excited Linear Prediction) 부호화기의 장구간 예측단에 MBE(Multi-Band Excitation) 방법을 도입하여 4.8kbps 이하의 낮은 전송률에서 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 기존의 CELP 방법으로 장구간 예측을 한 후에도 여전히 남아 있는 주기적 성분들을 다시 한번 다중대역(multiband)으로 장구간 예측을 한다. 이때 전 스펙트럼을 기본 주파수의 하모닉 간격으로 대역 분할하고, 주기적 다중대역 여기 신호는 각 대역 내의 하모닉들에서 여기 신호 스펙트럼과 근사한 크기를 갖는 정현파 (sine wave)의 합으로 표현함으로써 실제 여기 신호의 특성을 잘 반영하도록 한다. 제안된 방법의 성능 평가를 위해서 4.8 kbps의 전송률에서 컴퓨터 모의 실험을 하였다. 음질 평가의 비교 기준 대상으로 4.8 kbps DoD CELP와 4.4 kbps IMBE를 선정하여 주관적인 음질 평가를 실시한 결과 4.8 kbps DoD CELP보다 우수하였고, 4.4 kbps IMBE와는 비슷하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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