Реферат: Кодирование речи - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Кодирование речи

Банк рефератов / Программирование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 47 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Кодирование речевой информации Вступление Необходимость коди рования речевой информации возникла не так давно , но на сегодняшний момент , в связи с бурным развитием техники связи , особенн о мобильной связи , решение этой проблемы и меет большое значение при разработке систем связи. Огромн ое распространение в наше в ремя получили бытовые радиотелефоны . Они позв оляют пользователю не быть привязанным к одному месту в течении телефонного разговора , нет необходимости стремглав мчаться к те лефону , услышав звонок (если , конечно , вы во обще его зво н ок услышите ). К то му же во многих моделях существуют различ ные удобства для пользователя : связь между трубкой и базовым аппаратом , громкая связь (хороша в случае , когда “сели” аккумулято ры в трубке ). По всем вышеперечисленным пр еимуществам эти аппараты за в оевали большую популярность и получили большое ра спространение . Но поскольку аппаратов стало много , то возникла проблема определения “свой-чужой” , а поскольку обмен данными между трубкой и базовым аппаратом ведется на радиочастотах (27 МГц , 900 МГц ),разго вор по радиотелефону можно легко подслушать , появилась необходимо сть кодирования (или шифрования ) речевой инфор мации. Сразу необходимо оговориться , что речевая информация принципиально отличается от друго го вида - текстов (рукописных и в электронн ом виде ). При шифровании текста мы имеем дело с ограниченным и определенно и звестным нам набором символов . Поэтому при работе с текстом можно использовать такие шифры , как шифры перестановки , шифры заме ны , шифры взбивания и т.д . Речь же нель зя (во всяком случае на сегодняшне м уровне развития технологи распознавания реч и )представить таким набором каких-либо знаков или символов . Поэтому применяются другие методы , которые , в свою очередь , делятся на аналоговые и цифровые . В настоящее время больше распространены цифров ы е м етоды , на них - то мы и остановимся . Принцип цифрового кодирования заключается в следующем : аналоговый сигнал от микрофона подается на АЦП , на выходе которого и меем n-разрядный код (при подборе хорошей ч астоты дискретизации пользователь на другом к онце линии может и не догадаться , чт о голос его собеседника оцифровали , а пото м (на базовом аппарате ) перевели обратно в аналоговую форму ). Затем этот код шифрует ся с помощью всевозможных алгоритмов , перенос ится в диапазон радиочастот , модулируется и передаетс я в эфир . Злоумышленник в своем “шпионском” приемни ке услышит просто шум (при хорошем кодиров ании ). Правда , из опыта подслушивания (случайног о ) радиопереговоров людей , пользующихся скремблерами можно без труда определить , что этот шум имеет совсем не естес твенное происхождение , поскольку после нажатия тангетты шум исчез ал , а затем снова появлялся . Но определить , о чем говорили эти люди , было невозмо жно без серьезных знаний в области крипто логии и соответствующей аппаратуры . В телефонных переговорах этой про блемы нет , поскольку канал дуплексный , и необходимость в тангетте отпада ет , а шифрование происходит непрерывно в т ечении всего разговора. Систем шифрования , разумеется , великое мно жество , но для бытовых (а , следовательно , ма ксимально дешевых ) радиотелефоно в применимы лишь некоторые , простые , но в то же время достаточно надежные. Система кодирования речи Предлагаемая систе ма кодирования речи удовлетворяет двум основн ым требованиям : она дешева в исполнении и обладает достаточной на дежностью от взлома (взломать можно любую , даже самую с тойкую криптографическую систему ). Обоснование выбора метода кодирования В основе техники шумоподобных сигн алов лежит использование в канале связи д ля переноса информации нес кольких реализа ций этих сигналов , разделение которых на п риеме осуществляется с помощью селекции их по форме . При этом уверенное разделение сигналов может быть получено при введении частотной избыточности , т.е . при использовании для передачи сообщений пол о сы частот , существенно более широкой , чем заним ает передаваемое сообщение. Селекция сигналов по форме является в идом селекции , обобщающим амплитудную , частотную , фазовую и импульсную селекции. Преимущества : Шумоподобный сигнал позволяет применять новый вид селекции - по форм е . Это значит , что появляется новая возмож ность разделять сигналы , действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени . Принципиально можно отказаться от метода разделения ра бочих частот данного диапазона межд у работающими радиостанциями и селекцией их на приеме с помощью частотных фильт ров. Интересной особенностью системы связи с шумоподобными сигналами являются ее адаптивн ые свойства - с уменьшением числа работающих станций помехоустойчивость действующих автом атически возрастает. Недостатки : переход к более сложному носителю информации приводит , естественно , к известному усложнению систем связи. Теоретические и экспериментальные исследован ия показывают , что исключение более половины полосы частот 6 занимаемой шумоподобным сигналом , не нарушают нормальной работы систе мы . Естественно , что при этом имеет место снижение помехоустойчивости , пропорциональное ши рине полосы вырезаемого участка спектра . След овательно , рассматриваемый метод передачи позволя ет решить зад а чу нормального прие ма сигналов при наличии весьма мощных меш ающих станций в полосе пропускания . Тем са мым может быть решена задача , с которой метод частотной селекции принципиально не может справиться. Описание метода кодирования Слабое место м ногих систем кодирования - это статистическая слабость кода , то есть , анализируя статистику за некоторый период , можно составить мнен ие о том , что это за система и тог да действовать более направлено . То есть р езко сокращается время поиска ключа . Дан ная система оперирует шумоподобными сигналами , которые по своим свойствам , в том числе и статистическим , практически идентична бело му гауссовскому шуму. Немного проясним ситуаци ю . По определению сложности за кона генерации ряда чисел , если сложность последовательности g i равна m, то любые m+1 последовательные ее значения зависимы . Если же эта зависимость представима линейной , то получается реккурен тное соотношение следующего вид а : c 0 g i +c 1 g i-1 +...+c m g i-m =0 При этом c 0 c 0 обязаны быть ненулевыми . Каждый последующий член последов ательности определяется из m предыдущих . Простой их вид реализации получается , когда все составные принимают лишь значения 0 и 1, что делает их очень удобно представляемыми на ЭВМ. Поля бит можно представить как вектора , каждая компонента которых принимает значения из GF(2). Такие вект ора удобно рассматривать как многочлены : (10010101)=x 7 +x 4 +x 2 +1. Неразложимость многочлена : над полем комп лексных чисел любой м ногочлен разложим на линейные множители или , по-другому имеет столько корней , какова его степень . Однак о это не так для других полей - в п олях действительных или рациональных чисел мн огочлен x 2 +x+1 ко рней не имеет . Аналогично , в поле GF(2) многочл ен x 2 +x+1 тоже не имеет корней. Генератор п севдослучайных чисел В данном случа е можно воспользоваться относительно простым методом генерации псевдослучайной последовательности : а именно - анализом тепловых шумов стабил итрона , работающ его в режиме пробоя . Ш умы усиливаются и подаются на триггер Шми дта , а затем передавая полученные биты в регистр сдвига . Поскольку тепловые шумы и меют достаточно случайный характер , то и п оследовательность будет случайной. Формирование кода Для формирования кода используется 5-разрядный первичный ключ , получаемый из генер атора псевдослучайных чисел . Таким образом , на начальном этапе формирования ключа мы им еем количество комбинаций 2 5 -2=30 (-2 поскольку комбинация 00000 является нед опустимой ). Потом первичный ключ п одается на два генератора (два для увеличе ния количества кодов - см . ниже ), вырабатывающие по этому ключу 31-разрядные м-последовательност и . Эти последовательности перемножаются по мо дулю 2, циклически сдвигаясь , и образу я два вложенных цикла , выдают 31 2 вариантов ключа . Итого , общее число допустимых комбинаций со ставляет 30*31 2 . Эти 31 2 вариантов хранятся в ОЗУ базового аппарата . Выбор одного ключа осуществляется путем повторного обращения к генератору псевдослучайны х чис ел . Итого , получаем неплохую для данных условий криптографической защиты цифр у 30*31 3 =~900000 комбин аций , не говоря о том , что надо еще догадаться , какой метод применяется для код ирования . При этом статистические свойства да нной последовательности практиче ски не от личаются от м-последовательности . Также возможна аппаратная реализация схем ы формирования кода , но принципиального значе ния это не имеет , поскольку быстродействие здесь роли не играет - код формируется п ри положенной трубке , а это время больше ми нуты. Программа составлена для процессора i80386 и оперирует расширенными (32-разрядными ) регистрами . Можно , конечно , реализовать ее на более де шевом процессоре (из семейства SISC - это i8086, i8080, i80186 или i80286), но программа усложнится , к тому же у величится время выполнения программы , но это не главное ; самое главное , что код ирование речи также осуществляется программно , и здесь время выполнения программы критичн о . Также можно реализовать программу на RISC- процессоре . Этот способ более перспективны й. Структурная схема приема сигнала На представленной схеме приемника отражены основные , принципиальные моменты прием а сигнала. Итак , фазоманипул ированный сигнал (см . диаграмму внизу ) приходит с высокочастотной части приемника (з десь не изображена ) и попадает на полосово й фильтр , пропускающий конкретный диапазон ча стот . Таким образом устраняются помехи , имеющи е частоту вне пропускаемого диапазона . Затем сигнал ид ет на блоки ум ножения , на которые также подается с опорн ого кварцевого термостатированного генератора . Си гналов два , они сдвинуты по фазе относител ьно друг друга на 180 градусов . Это необходим о для последующего сравнения . Итак , цепь р азветвилась . После у м ножения получает ся сигнал , изображенный на диаграмме . (моделиро вание в Matlab 4.2c) После сигнал пода ется на фильтр нижних частот , сглаживающих сигнал (см . диаграмму 2 и 3 ниже ). Если фаза сигнала опорного генератора совпадает с пришедшим сигналом , мы имеем нечто похож ее на Затем сигнал подается на АЦП , причем частота дискретизации выбрана таким образом , что на каждый элемент приходится два отсчета (см . диаграмму 4 ниже ). Это необходимо дл я надежного декодирования сигнала. Декодирование выполняется путем умножения (программного ) оцифрованных отсчетов на ключ . Сигнал свертывается , и из 31-разрядного кода получается один бит полезной информации , которая затем по уровню анализируется и д елаетс я вывод о пришедшей информации : это 1 или 0. Вторая ветвь схемы служит для фазовой автоподстройки во время разговора . Сигнал умножается (программно ) на ключ и инверсное значение ключа , затем сглаживается в инте граторе . Далее формируется сигнал ошибки , кото рый , будучи поданным на опорный генера тор , подстраивает его фазу по максимальному абсолютному значению напряжения ошибки. Заключение Представленная система коди рования ре чи для бытовых радиотелефонов не претендует на какую-то особую оригинальность . Здесь использовались идеи , которые появились еще в 50-е годы с работами К . Шеннона , развивш его идею А.В.Котельникова о том , что потенц иальная помехоустойчивость систе м ы св язи при действии гауссовых помех инвариантна по отношению к ширине полосы частот . Долгое время (до 80-х годов ) эти идеи не находили применения из-за несовершенства тех нической базы , прежде всего регистров и ми кропроцессоров . Сейчас многие новые разраб о тки в области связи используют эти идеи из-за их очевидных преимуществ : простоты реализации , низкой стоимости и хор ошей устойчивости таких кодов к помехам . М ожно привести пример одной из первых сист ем , использовавшей шумоподобные сигналы - это с истема “ RA K E” . После нее началос ь широкое применение шумоподобных сигналов в наземной и космической связи. Применение помехоустойчивого и в то ж е время защищенного (в достаточной степени ) от несанкционированного прослушивания кодирования , на взгляд автора этих строк, очень хороший вариант для бытовых применений.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
У психиатра:
- На что жалуетесь?
- Родина-мать зовёт..
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по программированию "Кодирование речи", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru