Детальная информация

Цель работы: реализация методов кодирования, позволяющих устранить избыточность речевого сигнала с сохранением разборчивости и натуральности речи и повышение помехоустойчивости в условиях наличия помех различного рода и имеющихся ограничений полосы частот. Решаемые задачи: Анализ спектральных характеристик голоса, анализ и сравнение существующих аудиокодеков и помехоустойчивых кодов, реализация в MATLAB наиболее подходящих, проверка результатов по метрикам, тестирование аппаратной реализации. Работа проведена на базе ООО “АРГУС-СПЕКТР”. Были проведены анализ спектральных характеристик речи, методов кодирования речевого сигнала и конкретных аудиокодеков, использующих эти алгоритмы, методов помехоустойчивого кодирования. По результатам сравнения были выбраны наиболее подходящие для параметров системы аудиокодек – IMA-ADPCM и помехоустойчивый код – Рида-Соломона. В среде MATLAB была реализована модель IMA-ADPCM, проведена объективная и субъективная оценка качества восстановленной речи. Была выполнена оценка помехоустойчивости кода Рида-Соломона и проанализировано его влияние на дальность передачи. Для аппаратной реализации системы проведено тестирование выбранных решений в составе радиоканальной системы речевого оповещения. Использованное программное обеспечение: MATLAB, Audacity.

The goal of the work: implement coding methods that reduce the redundancy of the speech signal while preserving speech intelligibility and naturalness, as well as to improve noise immunity under various interference conditions and existing bandwidth limitations. Tasks addressed: analysis of the spectral characteristics of speech, analysis and comparison of existing audio codecs and error-correcting codes, MATLAB implementation of the most suitable solutions, verification of the results using quality metrics, and testing of the hardware implementation. The work was carried out at LLC “ARGUS-SPEKTR”. The spectral characteristics of speech, speech signal coding methods, specific audio codecs based on these algorithms, and error-correcting coding methods were analyzed. Based on the comparison results, the IMA-ADPCM audio codec and the Reed–Solomon error-correcting code were selected as the most suitable solutions for the system parameters. A MATLAB model of signal coding and decoding using IMA-ADPCM was implemented, and objective and subjective assessment of the restored speech quality was performed. The noise immunity of the Reed–Solomon code was evaluated, and its influence on the error probability and transmission range was analyzed. For the hardware implementation of the system, the selected solutions were tested as part of a radio channel voice alarm system. Software used: MATLAB, Audacity.