Mã hóa nguồn

Nhóm 1

Định nghĩa

• Mã hóa nguồn là phương thức mã hóa tín hiệu thành các bít thông tin, nhằm giảm số kí tự trung bình để có thể truyền đi, đồng thời cũng để làm tối đa dung lượng kênh truyền.

• Ví dụ: Để truyền tín hiệu là nguồn âm thanh, trong hệ thống thông tin số ở đầu ra phải được chuyển thành dạng thích hợp để có thể truyền đi bằng kĩ thuật số, tức là mã hóa thành các bit 0-1

Vai trò

• Nâng cao chất lượng liên lạc• Nâng cao hiệu quả phổ tần của hệ thống truyền

dẫn• => có vai trò cực kỳ quan trọng

Phân loại

• Mã hóa nguồn tín hiệu liên tục(âm thanh,video)

• Mã hóa nguồn rời rạc( các dữ liệu máy tính)

I. Mã hóa nguồn tín hiệu rời rạc

II. Mã hóa nguồn tín hiệu liên tục

• Tín hiệu nguồn là các tín hiệu liên tục như tiếng nói,âm thanh,tín hiệu truyền hình

• Mã hóa nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu liên tục này thành các chuỗi bit hiệu quả về mặt tốc độ

Phân loại

• Mã hóa nguồn tín hiệu liên tục được xét trong dạng tín hiệu cơ bản nhất đó là tín hiệu tiếng nói.

• Chia làm 3 loại:-Bộ mã hóa dạng sóng (waveform coder)

-Bộ mã hóa nguồn phát thanh (vocoder)

-Bộ mã hóa lai 2 dạng trên ( hybrid coder)

hình

1. Bộ mã hóa dạng sóng

• Trong miền thời gian:- Điều biến xung mã PCM- Điều biến xung mã sai lệch DPCM - Điều biến xung mã sai lệch thích nghi ADPCM• Trong miền tần số:- Mã hóa băng con SBC- Mã hóa biến đổi thích nghi ATC

a.Trong miền thời gianDPCM

• Bộ DCPM cấp 1(1 mặt trễ) với tốc độ 56kbs có chất lượng ngang với pcm có tốc độ 64kbs

• Với DCPM bậc 3 thì chỉ cần tốc độ 48kbs là có chất lượng tương đương

• Gồm:- Điều chế delta DM- Điều chế delta thích nghi ADM

DPCM

ADPCM

b. Trong miền tần sốmã hóa băng con SBC

• Tần số âm thanh tai người có thể nghe từ 20-20000Hz chia làm 25 dải tới hạn

• ¾ số dải tới hạn nằm ở vùng tần số thấp < 5khz

=> SBC phân cấp các từ mã vào các vùng tần số thích hợp dựa vào tần suất xuất hiện của từ mã đó

Mã hóa biến đổi thích nghi ATC

2. Bộ mã hóa nguồn phát thanh

• Mã hóa vocoder sử dụng mô hình tạo tín hiệu thoại và khai thác các thông số của mô hình này để mã hóa tín hiệu

• Các vocoder hoạt động dựa trên mô hình cơ quan phát âm

• Thông tin được gửi tới bộ giải mã gồm: tham số của bộ lọc,tín hiệu kích thích V/UV,chu kỳ pitch…..

=> Xét mô hình LPC (tiêu biểu nhất của vocoder)

LPC

Mối tương quan giữa LPC và cơ quan phát âm

3. Bộ mã hóa lai hybrid

• Sử dụng cả 2 công nghệ mã hoá sóng và mã hoá Vocoder

• Có thể đạt được chất lượng thoại tốt tại các tốc độ bít 2-16kbps

• Mã hóa lai phổ biến nhất là mã hóa phân tích bằng cách tổng hợp AbS (Analysis-by-Synthesis), RPE-LTP, CELP, ACELP, CS-CELP…

Sơ đồ bộ mã hóa lai

CELP

CELP

• CELP Dự đoán tuyến tính kích thích mã Code-Excited Linear Prediction.

• Nguyên tắc giống LPC Vocoder chỉ có một số điểm khác : – Kích thước Frame là 30 msec (240 mẫu ) – Mã hóa trực tiếp – Cần nhiều bít mã hóa hơn– Tính toán phức tạp hơn – Sử dụng thêm bộ lọc dự đoán chu kỳ pitch