연속 가변 경사 델타 변조

Continuously variable slope delta modulation

Continuous Various Slope Delta Modulation(CVSD 또는 CVSDM)은 음성 부호화 방식입니다.가변 스텝 크기를 갖는 델타 변조(즉, 적응형 델타 변조의 특수한 경우)로, Greefkes와 Riemens가 1970년에 처음 제안했다.

CVSD는 샘플당1비트로 인코딩하기 때문에 16kHz로 샘플링된 오디오는 16kbit/s로 인코딩됩니다.

인코더는 참조 샘플과 스텝사이즈를 유지합니다.각 입력 샘플은 기준 샘플과 비교됩니다.입력 샘플이 클 경우 인코더는 1비트를 방출하고 스텝사이즈를 기준 샘플에 추가합니다.입력 샘플이 작을 경우 인코더는 0비트를 방출하고 기준 샘플에서 스텝사이즈를 뺍니다.또한 인코더는 스텝 크기에 대한 조정을 결정하기 위해 출력의 이전 N비트(N = 3 또는 N = 4는 매우 일반)를 유지합니다. 이전 N비트가 모두 1 또는 0인 경우 스텝 크기가 증가합니다.그 이외의 경우 스텝사이즈는 감소합니다(통상 5밀리초 로 지수적으로 스텝 사이즈는 처리된 모든 입력 샘플에 대해 조정됩니다.

비트 오류를 페이드아웃하고 진행 중인 비트스트림에 동기화(재)할 수 있도록 출력 레지스터(기준 샘플을 보관)는 일반적으로 약 1ms의 시간 상수( ( \를 가진 누출성 인테그레이터로 인식됩니다.

디코더는 참조 샘플부터 시작하여 비트스트림에 따라 스텝사이즈를 추가 또는 감산하여 이 프로세스를 반전시킵니다.조정된 기준 샘플의 시퀀스는 재구성된 파형이며 스텝 크기는 인코더와 동일한 all-1s 또는 0s 로직에 따라 조정됩니다.

스텝 사이즈를 조정하면 슬로프 과부하를 회피할 수 있으며(신호가 급격하게 변화할 때 양자화 단계가 증가), 신호가 일정할 때(양자화 단계 감소) 입상 노이즈를 줄일 수 있다.

CVSD는 단순성, 저비트레이트 및 품질의 절충이라고 불리기도 합니다.일반적인 비트레이트는 9.6~128kbit/s입니다.

다른 델타 변조 기술과 마찬가지로 디코더의 출력은 인코더에 대한 원래 입력과 정확하게 일치하지 않습니다.

적용들

12 kbit/s CVSD는 디지털 암호화 양방향 무선 제품인 Motorola의 SECURENET 제품 라인에서 사용됩니다.

16kbit/s CVSD 및 32kbit/s CVSD는 음성 인식 품질의 오디오를 제공하기 위해 배치된 영역에서 사용하기 위해 군용 TRI-TAC 디지털 전화(DNVT, DSVT)에 의해 사용되었습니다.16kbit/s 레이트는 일반적으로 전술 링크에서 대역폭을 절약하기 위해 미군 부대에 의해 사용되었습니다.32 kbit/s 속도는 일반적으로 음성 품질을 개선하기 위해 미 공군에 의해 사용되었습니다.

64 kbit/s CVSD는 휴대 전화와 무선 헤드셋 등 텔레포니 관련 블루투스 서비스 프로파일로 음성 신호를 인코딩하는 옵션 중 하나입니다.다른 옵션은 로그 a-law 또는 μ-law 양자화를 사용하는 PCM입니다.

Sinistar나 Smash TV와 같은 수많은 아케이드 게임과 Gorgar나 Space Shuttle과 같은 핀볼 기계는 HC-55516 CVSD [1][2]디코더를 통해 미리 녹음된 음성을 재생한다.

SBS 애플리케이션 24kbit/s 델타 변조

델타 변조는 Satellite Business Systems 또는 SBS에 의해 음성 포트로 사용되어 기업 간 통신 요구가 큰 국내 대기업(IBM 등)에게 장거리 전화 서비스를 제공하고 있습니다.이 시스템은 1980년대 내내 사용되었습니다.사용되는 음성 포트는 Voice Activity Compression(VAC; 음성 액티비티 압축) 및 에코 서프레서를 사용하여 디지털로 구현된24 kbit/s 델타 변조를 사용하여 위성을 통과하는 반초 에코 패스를 제어합니다.24 kbit/s Delta Modulator가 고품질 전화 회선 또는 표준 64 kbit/s μ-law 컴포넌트 PCM과 비교하여 식별 가능한 성능 저하 없이 "풀 보이스 품질"을 달성했는지 확인하기 위해 리스닝 테스트가 수행되었습니다.이를 통해 위성 채널 용량이 8:3으로 향상되었습니다.IBM은 Satellite Communications Controller와 음성 포트 기능을 개발했습니다.

1974년 최초 제안에서는 Gain Error 복구를 위해 수정된 단일 Integrator와 Shindler Compander가 포함된 최첨단 24kbit/s 델타 변조기를 사용했습니다.이것은 완전한 전화 회선 음성 품질을 밑도는 것으로 판명되었습니다.1977년 NC의 IBM Research Triangle Park 연구소에 엔지니어 1명과 보조 2명이 배치되어 품질 향상을 도모했습니다.

최종 구현은 통합기를 장기 평균 음성 스펙트럼에 근접하도록 설계된 2극 복합 쌍 저역 통과 필터로 구현된 예측기로 대체했다.이론상으로는 적분기는 신호 스펙트럼과 일치하도록 설계된 예측 변수여야 합니다.거의 완벽한 신들러 컴파일러가 수정된 버전을 대체했습니다.수정된 컴포더는 대부분의 신호 레벨에서 완벽한 스텝사이즈가 되지 않는 것으로 확인되었으며, 고속 게인 오류 복구는 단순한 신호 대 노이즈 측정과 비교하여 실제 리스닝 테스트에 의해 결정된 노이즈를 증가시켰습니다.최종 컴포더는 12비트 산술에 의한 자연스러운 잘라내기 반올림 오류로 인해 매우 가벼운 게인 오류 복구를 달성했습니다.

6 포트의 델타 변조, VAC 및 에코 제어의 완전한 기능은 12비트 산술에 의한 단일 디지털 집적회로 칩으로 구현되었습니다.단일 DAC는 변조기에 대한 전압 비교 기능과 복조기 출력에 대한 샘플 공급 및 홀드 회로를 제공하는 6개의 모든 포트에서 공유되었습니다.단일 카드에는 칩, DAC 및 변압기를 포함한 전화 회선 인터페이스의 모든 아날로그 회로가 포함되어 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  • J. A. 그리프키스와 K.Riemens, "음성 전송을 위한 디지털 제어 압축에 의한 코드 변조", Philips Tech Rev., 335-353페이지, 1970.
  • N.S. Jayant, "음성 파형의 디지털 코딩: PCM, DPCM 및 DM 양자화기", Proc.IEEE, vol. 62, no. 5, 페이지 61 1-632, 1974년 5월
  • R. 스틸, Delta Modulation Systems, Pentech Press, 영국 런던, 1975년
  • N. S. Jayant와 P.Noll, 파형의 디지털 부호화: 음성 및 비디오의 원리와 응용, 프렌티스 홀, Englewood Cliffs, N. J., 1984.
  • 알고리즘 설명과 음성 샘플
  • 블루투스 시스템 2.0 + EDR 사양, 코어 시스템 패키지, Part B "베이스밴드 사양", 섹션 9 "오디오", 2004년 11월
  1. ^ "MAME 0.36b7 changelog". Archived from the original on 2011-10-07. Retrieved 2010-10-02.
  2. ^ 윌리엄스/미드웨이 Y-Unit 게임