Reconocimiento de voz por LPC

Estudio y simulación de un codificador de voz
basado en la recomendación G.729 de la ITU-T

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería de Telecomunicaciones
Escuela Superior de Ingenieros
Universidad de Sevilla
Alberto Alonso Hernández

Tutor: Sergio Cruces Álvarez
01 de Diciembre de 2005

Resumen
En el presente documento se estudia e implementa en Matlab un codificador de
voz basado en el dela recomendación G.729 de la ITU-T, “Codificación de la voz a 8
kbit/s mediante predicción lineal con excitación por código algebraico de estructura
conjugada”, conocido como codificador CS-CELP.
El codificador implementado está diseñado para trabajar con señales digitales y
se basa en el modelo de codificación mediante predicción lineal con excitación por
código (CELP). Opera con tramasvocales de 10 ms correspondientes a 80 muestras a
una velocidad de muestreo de 8000 muestras por segundo. En cada trama de 10 ms se
analiza la señal vocal para extraer los parámetros del modelo CELP (coeficientes del
filtro de predicción lineal, ganancias e índices de las tablas de códigos adaptativos y
fijos). Estos parámetros se codifican y se transmiten. En el decodificador, se usan losdatos recibidos para recuperar los parámetros de excitación y del filtro de síntesis.
Se realiza una introducción a las señales y los codificadores de voz, analizando
sus características más importantes y una revisión de los conceptos teóricos en los que
se basará el codificador. Se analiza el codificador propuesto en la recomendación y, por
último, se detalla la estructura del codificadora implementar.
Una vez implementado el codificador, se introducen diferentes señales de voz,
masculinas y femeninas, analizando los resultados obtenidos. Como prueba final, se
estudia su comportamiento ante una señal de audio.

Estudio y simulación de un codificador de voz basado en la recomendación G.729 de la ITU-T

Índice
Página

1INTRODUCCIÓN................................................................................ 1
1.1
1.1.1

1.2

LA VOZ .............................................................................................................. 1
Propiedades de las señales de voz........................................................................... 3

LOS CODIFICADORES DE VOZ............................................................................. 6

1.2.1 Propiedades de los codificadores de voz................................................................. 8
1.2.1.1
Tasa de bit....................................................................................................... 8
1.2.1.2
Retraso ............................................................................................................ 9
1.2.1.3Complejidad.................................................................................................. 10
1.2.1.4
Calidad.......................................................................................................... 11
1.2.2 Tipos de algoritmos de codificación de voz........................................................... 12
1.2.2.1
Codificadores de forma de onda................................................................... 13
1.2.2.2
Vocoders ....................................................................................................... 14
1.2.2.3
Codificadores híbridos.................................................................................. 15
1.2.2.4
Otros codificadores....................................................................................... 16
1.2.2.5
Sistemas de codificación usados en la práctica............................................. 16
1.2.2.5.1 Red GSM.................................................................................................. 17
1.2.2.5.2 Red UMTS ............................................................................................... 17
1.2.2.5.3 Red telefónica fija...