Дифференциальная ИКМ (ДИКМ).

ДИКМ является системой с предсказанием и передачей квантованного остатка предсказания. Предложены различные методы формирования предсказанного значения [15,16].

Метод определения предсказанного значения по квантованному остатку предсказания положен в основу построения системы ДИКМ, передающая и приемные части которой показаны на рис. 1.10. Эта структура является типичной для систем дифференциального кодирования. Большинство исследований ДИКМ проводилось в рамках этой структуры. Здесь обозначено: отсчет входного сигнала в момент предсказанное значение остаток предсказания: квантователь, значение квантованного остатка предсказания на входе приемника ДИКМ, возможно, отличающееся от за счет ошибок в канале связи, оценка передаваемого отсчета формируемая приемником (выход ЦСП), - предсказанное значение оценки в приемнике, которое из-за ошибок в канале

и различных методов ее формирования может отличаться от

Приведем основные соотношения для систем ДИКМ [15-17]. Как следует из принципа работы этой системы, квантованию подвергается разность между текущим отсчетом сигнала и его предсказанным значением

При надлежащем методе формирования дисперсия разности существенно меньше отсчета сигнала и, следовательно, шаг квантования можно выбрать меньше, чем для обычной ИКМ, пропорционально уменьшив при этом шумы квантования. При одинаковом шуме число уровней квантования можно уменьшить, что позволит снизить скорость передачи.

Рассмотрим определение в рамках заданной на рис. 1.10 структуры ДИКМ. Определим ошибку квантования

В качестве критерия оценки качества работы систем выберем отношение сигнал-шум (знак означает усреднение)

Второй сомножитель в (1.2) представляет собой отношение сигнал-шум при ИКМ, а первый характеризует при одинаковых параметрах квантователей выигрыш системы ДИКМ. Равенство (1.2) соответствует отсутствию предсказания т.е. обычной ИКМ. Из (1.2) видно, что желательно выбирать оценку таким образом, чтобы величина <С была максимально возможной. Если отыскивать в виде (что для системы рис. 1.10 обычно имеет место) где коэффициенты предсказания, порядок предсказателя, то можно показать [15], что оптимальные коэффициенты предсказания определяются из соотношения где . Здесь взаимно корреляционная функция двух отсчетов сигнала, разнесенных на время Соответствующее минимальное значение ошибки предсказания дается соотношением

В случае преобразования речевого сигнала, являющегося нестационарным процессом, его функция автокорреляции зависит от времени. Следовательно, для получения оптимальных характеристик коэффициенты адаптации должны

Рис. 1.11. Структурная схема адаптивной ДИКМ

изменяться, что требует адаптивного построения системы. Кроме адаптации коэффициентов предсказания в современных системах ДИКМ используется и адаптация квантователя. Система ДИКМ с адаптацией предсказателя и квантователя называется адаптивной ДИКМ (АДИКМ).

В настоящее время разработана Рекомендация G721 МККТТ, которая определяет алгоритм АДИКМ на скорость передачи Структурная схема кодера приведена на рис. 1.11. В кодере рекомендуется использовать адаптивный предсказатель порядка.