Адаптивный дельта-кодер

(505 Н 03 М 3/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР г) ру,)9в л 1)Д) - лй)1 сд.,. ; 31 ,) г 1,l),: Г Ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5 Й)=УЙ) и(И Ь,(21) 4410253/24(71) Рижский политехнический институт им, А. Я, Пельше(56) Авторское свидетельство СССР М 1203707, кл. Н 03 М 3/02, 1984.Авторское свидетельство СССР М, кл. Н 03 М 3/02, 1986.Авторское свидетельство СССР г 1. 1571767, кл, Н 03 М 3/04, 08.04.88,Величкин А. Н. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи, - М.; Радио и связь, 1983, с, 146, рис, 8.5. Ж 1658384 А 1(54) АДАПТИВНЫЙ ДЕЛЬТА-КОДЕР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи речевых сигналов позволяет повысить точность дельта-кодера, содержащего компаратор 1. триггер 2, фильтры 3 10, дискриминатор 6 и перемножитель 11. Благодаря введению буферных регистров 4, 9, сумматора 5, преобразователя 7 кодов. дискриминатора 8 и цифроаналогового преобразователя 12 в дельта-кодере реализуется алгоритм работы, при котором более точно учитываются статистические характеристики аналогового сигнала, что обеспечивает повышение отношения сигнал/шум восстановленных сигналов, 1 ил,1658384 5 О- предыдущая оценка процесса О(1), ачпр как гауссовский процесс определяется известной процедурой линейного предска- зания 10 чпр = Ьсч-с ,(4) 5 = ч О Чпр Опр О 35 где М - среднее значение огибающей;В - нормированный коэффициент корреляции;сЬ( ) - гиперболический косинус, 40 Задание распределения (1) намного более точно соответствует огибающей, о чем свидетельствуют экспериментальные данные, на основе которых удалось получить распределение (1). Кроме того, значение О 45 и 0 в (1) не принимают отрицательных значений и, следовательно, соответствуют физической сущности огибающей,В моменты дискретизации значения процесса 5(1) " О(т) ч(т) сравниваются с 50 некоторым порогом Ь 1, в результате чего на выходе компаратора может появиться либо +" 1", либо "-1". Обозначим выходной сигнал дельта-кодера через Х 1, Х Е - 1; + 1 . Поскольку процессы 0(т) и ч(т) независимы, то ус ловное матожидание их произведения будет соответствовать произведению их матожиданий и порог квантования определяется как ч г +ч = - тГ - +ч ОчОпр чпр Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в системах передачи речевых сигналов.Цель изобретения - повышение точности дельта-кодера,На чертеже представлена блок-схема дельта-кодера,Дельта-кодер содержит компаратор 1, триггер 2, первый фильтр 3, первый буферный регистр 4, сумматор 5, первый дискриминатор 6, преобразователь 7 кодов, второй дискриминатор 8, второй буферный регистр 9, второй фильтр 10, перемножитель 11 и цифроаналоговый преобразователь 12. На чертеже обозначены информационный и тактовый входы 13 и 14.Преобразователь 7 кодов может быть выполнен на ПЗУ.Для объяснения принципа работы дельта-кодера рассмотрим решение задачи синтеза адаптивного кодера. Представим входной сигнал Я(т) в виде произведения двух независимых сигналов ч(т) и О(с), где 0(с) меняется значительно медленнее ч(т) и характеризует собой огибающую. В данном случае огибающую представляем марковским процессом с двумерным распределением; Ь = Опр Чпр, (2)Где Опр = М + Рч(0.1 М),(3) где Ь 1 - коэффициенты линейного фильтра, определяемые исключительно корреляционными свойствами ч(1), Заметим, что уравнение (3) описывает фильтр, восстанавливающий огибающую сигнала, а уравнение (4) оценивает линейный фильтр, восстанавливающий быстроменяющийся процесс ч(1).При сравнении компаратором значения Я(т) с порогом Ь могут возникнуть две ситуации; 5(т)Ь и 5(т)Ь,Так как процессы ч(т) и 0(1) независимы, то можно записать х, ооч =2 х / чР(ч/ч 1 )бч,где О - дисперсия сигнала;бг - определить корреляционной матрицы сигнала;его( ) - интеграл вероятностей, Поскольку процесс О(с) сильно коррелирован, О = Опр и Определим оценку процесса ОРассмотрим сначала случай, когда Я(1)Ь, т.е, когда Для определения области, которой принадлежит значение О, необходимо рассмотреть знаки ч и чпр, Возможны три случая1) ч0 и чпр0:ф ООпрчпр/ч 1, 2) ч О, чпр0:ф ООпрчпр/ч, 3) чпрО, ч ОООфО = Опр (6 а) Аналогично при Я(с)1 получим1) Чпр0 Ч0 хд ООпрЧпр/Ч, 2) чпр 0 ч0 - ООпрчпр/ч, 3) чпр0 ч ОО = Опр, (66)+15 М(-Р огибающей;реляции отсчетов ополнительный ин р/чначений 01 согласно 1 ф х, Й// пр процесса ч(1)г квантован 33 д из (3) следует, чт ение (7) можно эа Онисать в Поскольку=1(Опр), то вырвиде р, Чпр),О 1 = Опр - у 1 х парам 5 наками - выи Я 19 п(ч )сои (бб). При р, чпр) наибоаться таблиДельтаобразом.Входнставляющиналов О(т)компаратозанным зн ботает слеЮ и-декоде овый сигнал Я( роизведение д тупает на перв равнивается с и = Опрчпр. Рез предух сигй вход едска- льтаты аналог собой и ч(1), пос а 1, гдес ением 1 Для определения оценок огибающей В рассмотрим оба случая 0Опрчпр/ч и ЬОпрчпр/чь Находя математическое ожидание 01, используя (1) в вышеуказанных пределах, получаем значение оценки О,ДО,-,Роф., ;=пр 4. у;егс+ где М - среднее значеЙ - коэффициент огибающей;.его(х) = 1 -егт(х) - теграл вероятностей,УЯ = 319 п (01 - Опрч определяем диапазон неравенствам (ба), (бб)Нпр чл где р - нелинейная функциров чпр и Опру - определяется тремяхоДным сигналом Хь 319 п(чпгласно соотношениям (6реализации функции у = р(лее целесообразно воспольцей, т.е. испольэовать ПЗУ,5 10 20 0 0Опр - у/(Опр, чпр) в соответствии с выражениями (ба), (бб), (7), (8), которое поступает на входы второго фильтра 10, определяемого рекуррентным соотношением (3), на выходах которого образуется предсказанное значение огибающей нд следующий такт Опр +1, которое, умножаясь в перемножителе 11 на величину чпр +1, образует в соответствии с (2) порог квантования на следующий такт. С приходом следующего тактового импульса на тактовые входы триггера 2 и первого и второго регистров 4, 10 процессы оценивания и предсказания повторяются. Значение порога с выходов перемножителя 11 преобразуется в аналоговый вид при помощи цифроаналогового преобразователя 12 и поступает на второй вход компаратора 1 для последующего сравнения,Таким образом, очевидно, что в дельта- кодере в точности реализуется синтезированный выше алгоритм, который, как было показано, более точно учитывает характеристики обрабатываемого синала, следствием чего является увеличение в сравнении с прототипом отношения сигнал/шум восстановленных сигналов,Следует отметить, что дополнительным достоинством устройства является о вие аналоговых элементов, что дела дем стабильным и технологичным,Формула изобретения Адаптивный дельта-кодер, содержащий компаратор, первый вход которого является тсутстет мосравнения с выхода компаратора 1 заносятся в триггер 2, выход которого является выходом устройства. Выходной двоичный сигнал Р(пТ) поступает на вход первого фильтра 3, на выходе которого формируется предсказанное значение процесса ч(т) на+следующий такт чпр в соответствии с соотношением (4), и на второй вход сумматора 5, где, складываясь со значением ч,рь находящимся в первом регистре 4, в соответствии с (5) образует на выходе сумматора 5 оценку ч, С выхода второго регистра 9 значение Опр поступает на четвертые входы преобразователя 7, с выходов первого регистра 4 значение чпр поступает на третьи входы преобразователя 7, с выхода второго дискриминатора 8 на второй вход преобразователя 7 поступает знак отсчета чпрь с выхода первого дискриминатора 6 на первый вход преобразователя 7 поступает знак отсчета ч пятый вход преобразователя 7 соединен с выходом устройства. На преобразователе 7 при этом образуется значение1658384 Составитель О,РевинскийРедактор В.Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец Заказ 1722 Тираж 466 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 информационным входом дельта-кодера, а выход соединен с информационным входом триггера, тактовый вход которого является тактовым входом дельта-кодера, выход триггера подключен к входу первого фильтра и является выходом дельта-модулятора, первый дискриминатор, второй фильтр, выходы которого и выходы первого фильтра соединены с первыми и вторыми входами перемножителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности дельта-кодера, в него введены цифроаналоговый преобразователь, второй дискриминатор, первый и второй буферные регистры, сумматор и преобразователь кодов, выходы которого подключены к входам второго фильтра, тактовые входы буферных регистров объединены и подключены к тактовому входу дельта-кодера, информационные входы первого и второго буферных регистров подключены к выходам одноименных фильтров, выходы первого и второго дискриминаторов соединены соответственно с 5 первым и вторым входами преобразователякодов, выходы первого буферного регистра подключены к третьим входам преобразователя кодов, входам второго дискриминатОра и первым входам сумматора, выходы кото рого соединены с входами первого дискриминатора, выходы второго буферного регистра соединены с четвертыми входами преобразователя кодов, пятый вход которого объединен с вторым входом сумматора и 15 подключен к выходу триггера, выходы перемножителя подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом компаратора.