Система передачі, термінальний пристрій, кодувальний пристрій, декодувальний пристрій і адаптивний фільтр

1 Система передачи, содержащая - по меньшей мере одно кодирующее устройство для кодирования некоторого сигнала, соединенное с по меньшей мере одним передающим устройством для передачи упомянутого кодированного сигнала на по меньшей мере одно приемное устройство, также входящее в систему передачи, - по меньшей мере одно декодирующее устройство для декодирования упомянутого кодированного сигнала, и - по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием для по меньшей мере одного кодирующего устройства, выполненный с возможностью выполнения следующих функций - вычисление коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений вспомогательного сигнала, который зависит от упомянутого сигнала или от упомянутого декодированного сигнала, а также - определение коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, использующее вычисления над Nразрядными числами с фиксированной точкой, отличающаяся тем, что введены следующие функции, предназначенные для рекурсивного определения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой a) вычисление k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, b) буферизация k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, ю c) определение k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) перерасчет к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) адаптация формата с блочно-плавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерассчитанного коэффициента предсказания, f) преобразование k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочноплавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) округление до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и п) сохранение k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания 2 Система передачи по п 1, отличающаяся тем, что дополнительно введены следующие функции - адаптация формата с блочно-плавающей точкой для уже перерассчитанных и еще не перерассчитанных к-1 коэффициентов предсказания, - продолжение перерасчета к-1 коэффициентов предсказания для коэффициента предсказания, при котором произошло переполнение, в соответствии с пунктом е) 3 Терминальное устройство, содержащее - по меньшей мере одно кодирующее устройство и передающее устройство, соединенное с ним, либо по меньшей мере одно приемное устройство и декодирующее устройство, соединенное с ним, - по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием, входящий либо в упомянутое кодирующее устройство, либо в упомянутое декодирующее устройство, выполненный с возможностью выполнения следующих функций - вычисление коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений некоторого сигнала, а также о 00 41892 - определение коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, использующее вычисления над 14разрядными числами с фиксированной точкой, отличающееся тем, что введены следующие функции, предназначенные для рекурсивного определения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой a) вычисление k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, b) буферизация k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, c) определение k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) перерасчет к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) адаптация формата с блочно-плавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерассчитанного коэффициента предсказания, f) преобразование k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочноплавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) округление до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и п) сохранение k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания 4 Терминальное устройство по п 3, отличающееся тем, что дополнительно введены следующие функции - адаптация формата с блочно-плавающей точкой для уже перерассчитанных и еще не перерассчитанных к-1 коэффициентов предсказания, - продолжение перерасчета к-1 коэффициентов предсказания для коэффициента предсказания, при котором произошло переполнение, в соответствии с пунктом е) 5 Кодирующее устройство для кодирования некоторого сигнала, содержащее по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием, выполненный с возможностью выполнения следующих функций - вычисление коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений вспомогательного сигнала, который зависит от упомянутого сигнала или от декодированного сигнала, а также - определение коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, использующее вычисления над Nразрядными числами с фиксированной точкой, отличающееся тем, что введены следующие функции, предназначенные для рекурсивного оп ределения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой a) вычисление k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, b) буферизация k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, c) определение k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) перерасчет к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) адаптация формата с блочно-плавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерассчитанного коэффициента предсказания, f) преобразование k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочноплавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) округление до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и п) сохранение k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания 6 Кодирующее устройство по п 5, отличающееся тем, что дополнительно введены следующие функции - адаптация формата с блочно-плавающей точкой для уже перерассчитанных и еще не перерассчитанных к-1 коэффициентов предсказания, - продолжение перерасчета к-1 коэффициентов предсказания для коэффициента предсказания, при котором произошло переполнение, в соответствии с пунктом е) 7 Декодирующее устройство для декодирования некоторого сигнала, содержащее по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием, выполненный с возможностью выполнения следующих функций - вычисление коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений вспомогательного сигнала, который зависит от упомянутого сигнала или от декодированного сигнала, а также - определение коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, использующее вычисления над Nразрядными числами с фиксированной точкой, отличающееся тем, что введены следующие функции, предназначенные для рекурсивного определения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой а) вычисление k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, 41892 b) буферизация к-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, c) определение k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) перерасчет к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) адаптация формата с блочно-плавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерассчитанного коэффициента предсказания, f) преобразование k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочноплавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) округление до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и п) сохранение k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания 8 Декодирующее устройство по п 7, отличающееся тем, что дополнительно введены следующие функции - адаптация формата с блочно-плавающей точкой для уже перерассчитанных и еще не перерассчитанных к-1 коэффициентов предсказания, - продолжение перерасчета к-1 коэффициентов предсказания для коэффициента предсказания, при котором произошло переполнение, в соответствии с пунктом е) 9 Адаптивный фильтр с предсказанием, выполненный с возможностью выполнения следующих функций - вычисление коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений некоторого сигнала, а также - определение коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, использующее вычисления над Nразрядными числами с фиксированной точкой, отличающийся тем, что введены следующие функции, предназначенные для рекурсивного определения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой a) вычисление k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, b) буферизация k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, c) определение k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) перерасчет к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) адаптация формата с блочно-плавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерассчитанного коэффициента предсказания, f) преобразование k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочноплавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) округление до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и п) сохранение k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания 10 Адаптивный фильтр с предсказанием по п 9, отличающийся тем, что дополнительно введены следующие функции - адаптация формата с блочно-плавающей точкой для уже перерассчитанных и еще не перерассчитанных к-1 коэффициентов предсказания, - продолжение перерасчета к-1 коэффициентов предсказания для коэффициента предсказания, при котором произошло переполнение, в соответствии с пунктом е) Изобретение касается системы передачи, включающей в себя по меньшей мере одно кодирующее устройство для кодирования некоторого сигнала, по меньшей мере одно передающее устройство для передачи упомянутого кодированного сигнала на по меньшей мере одно приемное устройство, по меньшей мере одно декодирующее устройство для декодирования упомянутого кодированного сигнала, и по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием Кроме того, изобретение касается терминального устройства, кодирующего устройства, декодирующего устройства и адаптивного фильтра с предсказанием Описание такой системы передачи можно найти в документе "Проект спецификации G 728 с фиксированной точкой", документ АН 93-D 3, Исследовательская группа XV МККТТ (Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии), Лондон, 29-30 марта 1993 г, и в Рекомендации G 728 МККТТ "Кодирование речевых сигналов со скоростью 16 кбит/с, с использованием линейного предсказания, сформированного кодом с низкой задержкой" На эти два докумен 41892 та далее будут даваться ссылки как на источники [1] и [2] Такие системы передачи всегда можно применять в случаях, когда необходимо осуществлять коллективное использование канала заданной пропускной способности Уменьшение скорости передачи битов сигнала при кодировании обеспечивает возможность, например, поддерживать четыре телефонных разговора одновременно по одному каналу передачи с пропускной способностью 64 кбит/с Коллективное использование канала заданной пропускной способности имеет очень важное значение при использовании радиоканалов, когда требуется увеличить количество абонентов системы подвижной радиосвязи Кроме того, емкость памяти любого носителя информации можно использовать значительно более эффективно, применяя кодирующие устройства, понижающие скорость передачи битов, и соответствующие декодирующие устройства, потому что для хранения информационного сигнала будет требоваться меньшая область памяти Для уменьшение скорости передачи битов известно использование линейного предсказания В источниках [1] и [2] коэффициенты предсказания вычисляются адаптивным фильтром с предсказанием Вычисления выполняются по-сегментно, с использованием дискретных значений вспомогательного сигнала В качестве этого вспомогательного сигнала можно использовать (электрический) звуковой сигнал или речевой сигнал, например, от говорящего абонента В качестве альтернативы, можно в качестве вспомогательного сигнала использовать синтезированный звуковой или речевой сигнал, создаваемый в кодирующем устройстве, которое работает по принципу "анализ через синтез" Линейная корреляция между предсказанным дискретным значением (предсказываемое значение) вспомогательного сигнала и предыдущими дискретными значениями этого сигнала определяется с использованием коэффициентов предсказания Коэффициенты предсказания определяют из условия, что сумма квадратов всех ошибок, вычисленная для некоторого сегмента дискретных значений, должна быть минимальной Под ошибкой здесь понимают разницу между данным дискретным значением и его предсказанным значением Ниже приводится более точное описание В соответствии с источниками [1] и [2] возбуждаемый сигнал с помощью синтезирующего фильтра преобразуется в синтезированный звуковой сигнал Этот синтезированный звуковой сигнал вычитается из подлежащего кодированию звукового сигнала, а разница используется для оптимизации выбора возбуждаемого сигнала Для вычисления коэффициентов предсказания необходимы коэффициенты корреляции, которые получают из дискретных значений синтезированного звукового сигнала Вычисление коэффициентов предсказания исходя из коэффициентов корреляции требуют значительного объема вычислительных средств и значительных затрат Для уменьшения требуемых объема вычислительных средств и затрат коэффициенты предсказания вычисляются рекурсивно Начинают с вы числения первого коэффициента отражения по двум первым коэффициентам корреляции Из первого коэффициента отражения получают первый коэффициент предсказания Кроме того, вычисляют также ошибку предсказания, которая является показателем качества предсказания Затем определяют следующий (второй) коэффициент отражения, исходя из следующего (второго) коэффициента корреляции, ранее вычисленных коэффициентов предсказания (на данной стадии рассматривается только первый коэффициент предсказания) и текущей ошибки предсказания Используя этот (второй) коэффициент отражения и ранее вычисленные коэффициенты предсказания, осуществляют перерасчет ранее вычисленных коэффициентов предсказания Затем вычисляются следующий (второй) коэффициент предсказания и новая ошибка предсказания Перерасчет ранее вычисленных коэффициентов предсказания и расчет следующего коэффициента предсказания повторяются, пока не будут определены все необходимые коэффициенты предсказания В источнике [2] для достижения приемлемой точности предлагается осуществлять вычисления с плавающей точкой Недостаток реализации, использующей вычисления с плавающей точкой, состоит в необходимости использования большого объема вычислительных средств Поэтому в источнике [1] предложено выполнять вычисления над 16-разрядными числами с фиксированной точкой, при которых результаты и промежуточные результаты сохраняются в так называемом формате с блочно-плавающей точкой Под этим следует понимать формат, при котором блок чисел представляют в формате с плавающей точкой, однако с тем ограничением, что для всех чисел порядок является одинаковым (с основанием 2) Общий порядок выбирают так, чтобы все мантиссы располагались в заданных пределах В источнике [1] предусматривается, что все мантиссы располагаются между -1 и +1 В формате с блочно-плаваюшей точкой, например, показаны коэффициенты предсказания, приобретающие в соответствии с предыдущим опытом значения, которые могут иметь величину порядка 10 Если, например, при перерасчете коэффициентов предсказания происходит переполнение, то есть пересчитанный коэффициент предсказания будет большим или равным 1, то мантиссы всех ранее вычисленных коэффициентов предсказания будут разделены на 2, а общий (одинаковый) порядок (с основанием 2) будет увеличен на 1 После этого снова начнется перерасчет Такое изменение формата с блочноплавающей точкой из-за переполнения здесь будет называться адаптацией формата с блочноплавающей точкой Для повторного перерасчета используются только мантиссы ранее вычисленных коэффициентов предсказания и только с разрешающей способностью 16 разрядов Понижение разрешающей способности по меньшей мере с 17 разрядов до 16, которое иногда оказывается необходимым при вычислениях, можно осуществить различными способами На примере будет приведено краткое объяснение способа выполнения 41892 такого понижения, предложенного в источнике [1] Если, например, только что вычислен третий коэффициент отражения с разрешающей способностью 17 разрядов (между третьим коэффициентом отражения и третьим коэффициентом предсказания, который будет из него определен, разница заключается только в числовом представлении), то он сокращается посредством округления до 16 разрядов, так что два первых коэффициента предсказания можно пересчитать с его использованием, производя вычисления над 16-разрядными числами с фиксированной точкой Если во время этого перерасчета происходит переполнение, то по окончании перерасчета округленный третий коэффициент отражения, например, делится на два, а результат, имеющий разрешающую способность 16 разрядов, запоминается в качестве мантиссы третьего коэффициента предсказания Деление прекращается по достижении 16 разрядов (включая знаковый разряд) Так как используется двоичная система, эта операция соответствует сдвигу разделительной точки на один разряд, с потерей самого младшего двоичного разряда Эта процедура делает погрешность, особенно в случае большого количества коэффициентов предсказания, неприемлемо большой Задачей настоящего изобретения является улучшение точности расчетов в системе передачи определенного выше типа, без увеличения затрат на вычисления Такая система передачи содержит — по меньшей мере одно кодирующее устройство для кодирования некоторого сигнала, — по меньшей мере одно передающее устройство для передачи упомянутого кодированного сигнала на приемное устройство, — по меньшей мере одно декодирующее устройство для декодирования упомянутого кодированного сигнала, и — по меньшей мере один адаптивный фильтр с предсказанием, для по меньшей мере одного кодирующего устройства, содержащий — средство вычисления коэффициентов корреляции, исходя из сегментов дискретных значений вспомогательного сигнала, который зависит от упомянутого сигнала или от упомянутого декодированного сигнала, а также — средство определения коэффициентов отражения и предсказания, исходя из упомянутых коэффициентов корреляции, используя вычисления над N-разрядными числами с фиксированной точкой, причем введены следующие средства, предназначенные для рекурсивного определения коэффициентов предсказания, представляемых в формате с блочно-плавающей точкой a) средство для вычисления k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, b) средство для буферизации k-го коэффициента отражения с минимальной разрешающей способностью N+1 двоичных разрядов, c) средство для определения k-го коэффициента отражения с разрешающей способностью N двоичных разрядов, d) средство для перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, с использованием полученного в соответствии с пунктом с) k-го коэффициента отражения, e) средство для адаптации формата с блочноплавающей точкой для к-1 коэффициентов предсказания в случае, если случается переполнение во время перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания, так что N двоичных разрядов уже недостаточны для представления некоторого перерасчитанного коэффициента предсказания, f) средство преобразования k-го коэффициента отражения, буферизованного в соответствии с пунктом Ь), в число в формате с плавающей точкой, порядок которого представлен полученным в соответствии с пунктом е) порядком формата с блочно-плавающей точкой, а мантисса которого имеет разрешающую способность по меньшей мере N+1 двоичных разрядов, д) средство для округления до N двоичных разрядов мантиссы k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом f), и h) средство для сохранения k-го коэффициента отражения, полученного в соответствии с пунктом д), в качестве k-го коэффициента предсказания Соответствующая изобретению система передачи отличается от системы передачи, описанной в источнике [1], тем, что k-й коэффициент отражения после его первого расчета буферизируется с минимальной точностью N+1 разрядов Для перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания используется значение, которое отличается от буферизированного значения понижением до N разрядов Если во время перерасчета к1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания происходит переполнение, то буферизированное значение после завершения перерасчета делится, например, на 2 и затем округляется до N разрядов Этот способ приведения k-го коэффициента предсказания в (адаптированный) формате блочно-плавающей точкой приводит к ошибке, которая в худшем случае будет равна соответствующей ошибке в источнике [1] Однако следует отметить, что в способе, соответствующем изобретению, ошибка с одинаковой вероятностью оказывается как положительной, так и отрицательной, что представляет собой отличие от источника [1] Вышеизложенное будет подтверждено на двух простых примерах Предположим, что для представления результатов выделены три (N=3) двоичных разряда, и по меньшей мере четыре — для промежуточных результатов Кроме того, предположим, что адаптация из-за переполнения требует деления на 4 Числовые примеры начинаются для k-ых коэффициентов отражения, имеющих разрешающую способность 4 разряда, представленных в формате с фиксированной точкой 41892 В первом примере к-й коэффициент отражения имеет значение +5/8 В двоичной системе этот коэффициент отражения представлен числом О 101, где первый нуль указывает на знак В соответствии с источником [1] процедура имеет следующий вид a) 0,101 (k-й коэффициент отражения +5/8 с разрешающей способностью 4 разряда) b) 0,11 (значение по пункту а), округленное до 3 разрядов для перерасчета к-1 ранее вычисленных коэффициентов предсказания) c) 0,00 (значение по пункту Ь), разделенное на 4, также с разрешающей способностью в 3 разряда Это значение представляет мантиссу k-го коэффициента отражения в формате с блочно-плавающей точкой, с порядком 2 и основанием 2) Что касается выводов в отношении ошибки, то если используется аппроксимация по пункту с) вместо пункта а), то результат по пункту с) вначале снова необходимо умножить на 4 Разница между получающимся в результате этого зна чением и выходным значением представляет ошибку F В данном случае (представление в виде дроби) F=(-5/8)=-5/8 В противоположность этому, в соответствии с настоящим изобретением получается следующее a) 0,101 (k-й коэффициент отражения +5/8 с разрешающей способностью 4 разряда) b) 0,001 (значение по пункту а), деленное на 4, также с разрешающей способностью 4 разряда) c) 0,01 (значение по пункту Ь), округленное до 3 разрядов) По аналогии с предыдущими наблюдениями, теперь мы имеем ошибку F=(1-5/8)=3/8 Если в качестве выходного значения выбрать 0,011 (+3/8), то в соответствии с той же схемой источника [1] для ошибки имеем значение F= (0-3/8)=-3/8 В соответствии с изобретением теперь имеем F= (0-3/8)=-3/8 Указанную выше последовательность средств, а также последовательность, которая будет указана ниже, не следует понимать таким образом, что эти средства во времени должны приводиться в действие также в этой последовательности Далее изобретение в его вариантах осуществления будет описано со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее Фиг 1 — специальная система передачи, в которой можно использовать настоящее изобретение Фиг 2 — схема адаптивного фильтра с предсказанием в общем виде Фиг 3 —схема кодирующего устройства для речевого сигнала в общем виде Фиг 4 — графики, поясняющие разницу между изобретением и уровнем техники На фиг 1 схематически представлена система передачи, содержащая кодирующее устройство 101 и передающее устройство 102 на передающей стороне, и приемное устройство 103 и декодирующее устройство 104 на приемной стороне Сочетание кодирующего устройства 101 с передающим устройством 102 и (или) сочетание приемного устройства 103 с декодирующим устройством 104 образуют терминальное устройство LE Кодирующее устройство 101 кодирует речевой сигнал 10а с помощью адаптивного фильтра с предсказанием 10А Этот фильтр имеет соответствующие изобретению характерные особенности, которые будут пояснены ниже Речевой сигнал 10а имеет скорость передачи битов 64 кбит/с Кодирующее устройство 101 снижает эту скорость до скорости кодированного сигнала 10Ь Скорость передачи битов кодированного сигнала 10Ь составляет 16 кбит/с Сигнал 10Ь состоит из параметров речевого сигнала 10а, и эти параметры определяются по-сегментно (для отдельных сегментов) Передающее устройство 102 передает кодированный сигнал 10Ь (перекодированный в соответствующий код передачи) по показанному на чертеже каналу передачи на приемное устройство 103, которое перекодирует переданный сигнал в сигнал 10с Этот сигнал соответствует сигналу 10Ь, за исключением искажений, обусловленных кодированием и передачей Декодирующее устройство 104 декодирует сигнал 10с также с помощью адаптивного фильтра с предсказанием 10В В результате получается сигнал 10с! Сигнал 10сі соответствует речевому сигналу 10а, за исключением искажений, обусловленных кодированием, декодированием и передачей Адаптивные фильтры 10А и 10В определяют зависящие от сигнала коэффициенты фильтров (коэффициенты предсказания) в соответствии с рекурсивным алгоритмом Левинсона-Дербина Рекурсивный алгоритм Левинсона-Дербина — алгоритм пошагового нахождения решений линейной системы уравнений, матрица коэффициентов которых представляет собой матрицу Теплитца, то есть симметричную матрицу, имеющую одинаковые элементы на данной диагонали NCOF коэффициентов предсказания (NCOF — количество этих коэффициентов) для адаптивного фильтра с предсказанием однозначно получают как следствие условия, состоящего в том, что сумма квадратов ошибок предсказаний должна была минимальной в среднем по сегменту сигнала, имеющему заданную длину Например, если на вход фильтра подавать дискретные значения s(k), то выходное значение фильтра в момент п будет представлять собой следующую линейную комбинацию 41892 NCOF (1) У(п)= 1=1 Значение у(п) считается предсказанием дискретного значения s(n) Если выразить сумму квадратов ошибок сегмента, содержащего LSEG дискретных значении, как LSEG-1 (2) i=0 и уравнение (1) подставить в выражение (2), минимизируя уравнение (2) по коэффициентам a(i), получится система уравнений с матрицей Теплитца, если дискретные значения за пределами этого Рекурсия ЛЕВИНСОНА-ДЕРБИНА (псевдокод) Входные значения NCOF г(0) r(NCOF) Выходные значения а(0) a(NCOF) а(0) = 1 О а(1) = -г(1)/г(О) alpha = r(0)+r(1)xa(1) FOR mine = 2, 3,4, NCOF { sum = 0 FOR ip = 0, 1, 2, 3, mmc-1 sum = sum + r(mmc-ip)xa(ip) re = -sum/alpha alpha = alpha + sumxrc IF (alpha