Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Использование сложных кодовых конструкций для систем передачи и хранения информации становится все Солее актуальным, поскольку позволяет сувественно увеличить энергетический выигрыш по сравнению с простыми кодовыми конструкциями. Одним из путей построения сложных кодовых конструкций является каскадирование кодов, предложенное Д- Форни и В. В. Зябловым в конце 60-х начале 70-х кодов. Супествувкие сегодня системы каскадного кодирования для декодирования, внутренних кодов используют, как правило, алгоритмы с единственным ревениеи на выходе, что обуславливается (суиествоваввими до недавнего времени) техническими ограничениями и недостаточным количеством теоретических исследований в области списочного декодирования. В последнее время появились новые высокопроизводительные сигнальные и RISC процессоры, которые позволяют для систем каскадного кодирования на практике реализовать алгоритмы списочного декодирования внутренних кодов с последующим анализом и обработкой полученных списков внешним декодером. Вахнейяпм результатом применения алгоритмов декодирования каскадных кодов со списочным декодированием внутренних кодов является получение значительного энергетического выигрыва. в сравнении с традиционный .алгоритмом декодирования каскадных кодов.
Метод, аналогичный списочному декодированию каскадных кодов, применим и в задаче оценки параметров 'сложных* сигналов. К последним следует отнести Оольвинство сигналов неискусственного происхождения из-за отсутствия достаточно полных и представительных моделей пх образования.
Примером такого рода сложных сигналов служат сигналы биологического происхождения, в частности речевой.
Для оценки параметров речевого сигнала в диссертации исследуется метод, предусматривающий построение соответствующей двухэтап-ной процедуры. На переем этапе строится список из подсписков возможных значений параметра, а на втором в результате работы процедуры анализа и обработки полученных списков выносится окончательное режеяие. Применение подобного метода опенки параметров приводит к уменьшению вероятности больиих отклонений от их истинного значения.
- г -
Цель работы.
Цель работы заключается в разработке и исследовании:
характеристик декодирования каскадных кодов и кодов, представи-мых как каскадное, при списочном декодировании внутренних кодов для полунепрерывного канала; <.
помехоустойчивых алгоритмов и процедур оценки списком параметров речевого сигнала с последующим принятием окончательного решения.
Достижение поставленных.целей предполагает решение следующей совокупности задач:
декодирования в список наиболее вероятных кодовых слов блокового или сверточного кода с ограниченной длиной кодового слова;
рекурсивного списочного декодирования кодов Хэмминга с использованием ряда каскадных представлений;
оценивания периода сигнала неизвестной формы в присутствии аддитивного белого гауссовского вума;
оценивания периода основного тона речевого сигнала в пумах;
сегментации речевого сигнала на вокализованные-невокали- .'. зованные и переходные-стационарные участки.
Научная новизна . В работе получены следующие результаты:
разработан алгоритм декодирования в список фиксированной длины наиболее вероятных Кодовых слов блокового или сверточного кода, имеющий суцественно меньшую сложность, чем известная модификация алгоритма Витерби; ?
исследован рекурсивный алгоритм декодирования в список фиксированной длины на каждом шаге векторного представления Плоткина кодов Хэмминга с параметрами (2",2"-т-1.4).
разработан и исследован рекурсивный алгоритм декодирования в список фиксированной длины на каждом иаге матричного представления кодоп Хэмминга с параметрами (2", 2"-т-1,4).
разработан и исследован помехоустойчивый алгоритм предварительной оценки периода основного тона слитной речи, выходом которого является список из подсписков случайной длины значений периода ОТ;
разработан и исследован помехоустойчивый алгоритм выделения -периода основного тона речи из списка с одновременной синхронизацией речевого сигнала к периоду основного тона; "
предложен метод сегментации речевого сигнала на вокализованные п невокализованные участки речевого сигнала;
-з-,
- предложен метод сегиентации речевого сигнала на переходные и стационарные участки.
Положения, выносимые на защиту.
-
Алгоритм декодирования по кодовой решетке блоковых и сверточных кодов с ограниченной длиной кодового слова в список фиксированной длины наиболее вероятных кодовых слов.
-
Рекурсивные алгоритмы декодирования кодов Хэмминга с параметрами (2".2"-т-1,4) на основе матричного и векторного представления со списочным декодированием подходов.
-
Алгоритм предварительной оценки периода основного тона речевого сигнала.
4. - Алгоритм сегментации речевого сигнала по периодам основного то
на. '
-
Метод сегментации речевого сигнала на вокализованные и невокализованные участки.
-
Метод сегментации речевого сигнала на стационарные и переходные участки.
Практическая ценность.
Применение разработанных алгоритмов списочного декодирования позволяет:
при использовании в уже суиествуюилх системах каскадного кодирования существенно увеличить помехоустойчивость- кодирования;
при проектирования новых систем каскадного кодирования снизить кодовую избыточность при заданных вероятностных характеристиках;
: при использовании блоковых кодов, представимых как каскадные или обобяенные каскадные (Хэмминга. Галея. Рида-Наллера. БЧХ и др.), суяественно уменьяить сложность декодера по сравнение с декодером максимума правдоподобия без сувественных потерь в смысле вероятности оипбки.
Алгоритмы сегментации речевых сигналов позволяет реализовать синхронные и синфазные методы сжатия и фильтрации речового сигнала .в присутствии акустических вумов. могут быть использованы в норма-лнзугаих процедурах типа изменения временного маевтаба.
Практическая значимость работы.подтверждена актами о внедрении.
Апробация работы.
Результаты работы, касающиеся алгоритмов декодирования в список максимального правдоподобия, докладывались на международном симпозиуме по теории алгебраического и комбинаторного кодирования (Вонэита Вода, Болгария, 1992 г.). л
Результаты работы, касающиеся рекурсивных алгоритмов декодирования кодов Хэмминга, докладывались на международном симпозиуме по теории связи и ее приложениям (Лэйк Дистрикт, Великобритания, 1993 г. ).
Результаты работы, касающиеся алгоритмов помехоустойчивой сегментации речевых сигналов, докладывались на всесоюзной конференции "Современные вопросы информатики, вычислительной техники и автоматизации" (Москва, 21-23 апреля, 1985 г.)-На научных семинарах в ИППИ РАН и ВЦ РАН. Работа В. Г. Потапова и A. D. Шевердяева "Некоторые алгоритмы анализа временной структуры речи* заняла !-е место на конкурсе "Лучшая научная работа года ИППИ АН СССР" в 1985 г.
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура диссертации.
Диссертационная работа состоит из Введения, трех глав. Заключения и списка литературы.
