Codec de Voz Predictivos
Entre os codec’s de voz actualmente usados em comunicações móveis, encontram-se o Adaptive Multirate codec (AMR), AMR Wideband codec (AMR-WB) e o Variable-Rate Multimode Wideband codec (VMR-WB). O princípio de funcionamento comum destes codecs baseia-se numa solução análise-e-síntese, recorrendo à síntese um novo sinal de voz tão semelhante quanto possível ao sinal de original. O esquema de Algebric Code Excited Linear Prediction (ACELP), cujo codificador genérico é apresentado na Figura 3, é a base de codificação.
O bloco essencial do ACELP, é um livro de códigos que reúne, genericamente, um conjunto de sinais usados para a produção de voz sintética. Uma vez que as previsões de curto e longo prazo da voz são próximas de distribuições Gaussianas [5], estes sinais têm distribuição Gaussiana. A sequência destes sinais de excitação é escolhida no codificador e sendo posteriormente escalada e filtrada através de dois filtros predictores, o Pitch Filter e o Reconstruction Filter, a voz sintética é então comparada com a amostra de voz inicial. A diferença (resíduo de voz) é então filtrada pelo Perceptual Filter que leva em consideração o modelo psico-acústico do ouvido humano, e é então determinado o erro final da predição obtida. Este processo de gerar a voz sintética é iterativo até chegar à sequência de excitação com um menor erro [6].
A escolha dos parâmetros dos filtros e do sinal de excitação da voz é feita com recurso ao LP Analyzer que vai estimar entre 10 e 12 coeficientes por cada trama [4]. Ficando a complexidade computacional da escolha dos parâmetros que levam ao menor erro do lado do codificador, o descodificador terá apenas de receber os parâmetros e gerar a voz sintética correspondente como mostra a Figura 4.
Figura 4 - Descodificador ACELP [7] .
Uma das características essenciais dos codecs ACELP é poderem ter taxas de codificação variáveis, conseguidas pela alteração do número de bits em cada bloco, pela inclusão de blocos de pré- e pós-processamento e principalmente pela alteração da duração das tramas, i.e., quanto maior as tramas menor será o débito necessário [6].
Assim, o esquema de codificação ACELP é a base para uma variedade de codecs de voz correntemente usados, nomeadamente dos codec’s AMR, AMR-WB e VMR-WB referidos, analisados agora em particular.