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Teaching activities:

listen to some "old" speech coding examples


Comparaison log-PCM, ADPCM et DM

Signaux extraits de « Digital Coding of Speech Waveforms : PCM, DPCM and DM quantizers », N.S.Jayant, Proceedings of the IEEE, vol 62, pages 611-632, May 1974.

Enregistrement n°1 : PCM linéaire :

Effet de la fréquence d’échantillonnage Fe (largeur spectrale du signal = 4 kHz) et du nombre de bits B de quantification par échantillon.

1.      Illustration de l’influence du nombre de bits : (Fe = 10 kHz, B = 12 bits) : parfait

2.      (Fe = 10 kHz, B = 9 bits)

3.      (Fe = 10 kHz, B = 4 bits)

4.      (Fe = 10 kHz, B = 2 bits)

5.      (Fe = 10 kHz, B = 1 bit) : 1 bit c’est seulement 2 niveaux !!!

6.      un blanc puis illustration de l’aliasing (Fe = 10 kHz, B = 12 bits)

7.      (Fe = 5 kHz, B = 12 bits) : théorème de l’échantillonnage non respecté, pourtant…

8.      (Fe = 2.5 kHz, B = 12 bits) 

9.      (Fe = 1.25 kHz, B = 12 bits) : on entend l’aliasing !

Enregistrement n°2 : DPCM

Différents DPCM avec I : nombre de kbits/s et N : ordre du prédicteur

1.      I = 38.4 kbits/s, N = 1, Fe = 9.6 kHz, B = 4 bits

2.      [biip] I = 25.6 kbits/s, N = 1, Fe = 6.4 kHz, B = 4 bits

3.      [biip] I = 19.2 kbits/s, N >> 1, Fe = 8 kHz, B = 4 bits : 2 prédicteurs, un prédicteur long-terme enlève la “pseudo-période” (le pitch), le deuxième modélise les formants (fréquences de résonnance du fond de spectre du signal de parole)

Enregistrement n°3 : DM

1.      DM linéaire Fe=40kHz, N = 1, S = 0dB

2.      [bip bip] DM linéaire Fe=40kHz, N = 1, S = -20 dB

3.      [bip bip bip] DM linéaire Fe=40kHz, N = 2, S = -20 dB

4.      [biip] DM contrôlé numériquement (adapté toutes les 5-10 ms sur les 4 derniers bits), Fe=40kHz, N = 2, S = -20 dB

5.      [biip biip biip biip bip] ADM (DM adaptatif, mémoire de 1 bit) Fe = 60 kHz, N=1

6.      ADM (DM adaptatif, mémoire de 1 bit) Fe = 40 kHz, N=1

7.      ADM (DM adaptatif, mémoire de 1 bit) Fe = 20 kHz, N=1

Enregistrement n°4 : comparaisons de codeurs, voir figure qui donne la comparaison en terme de SNR. En termes d’écoute :

1.      original, log-PCM à 48 kbits / s, ADPCM à 48 kbits /s, ADM à 48 kbits / s

2.      [biip bip bip] log-PCM à 32 kbits / s, ADPCM à 32 kbits /s, ADM à 32 kbits / s

3.      [biip bip bip bip] original, ADPCM à 16 kbits /s, ADM à 16 kbits / s, DM contrôlé numériquement à 16 kbits / s

Enregistrement n°5 : facteurs perceptuels : l’erreur de quantification est-elle blanche ?...non !

1.      erreur de quantification en ADM (56 kbits/s)

2.      erreur de quantification en ADM (40 kbits/s)

3.      erreur de quantification en ADM (24 kbits/s)

4.      erreur de quantification en ADM (8 kbits/s)

5.      un blanc et signal d’entrée de l’ADM.

Enregistrement n°6 : écouter les taux d’erreurs de bits (BER = Bit error rate)

1.      PCM linéaire, 56 kbits /s, BER = 0.001 (grésillements = erreurs)

2.      [bip bip] DM contrôlé numériquement 56 kbits /s, BER = 0.001 : les erreurs sont filtrées !

3.      [bip bip bip] PCM linéaire, 56 kbits /s, BER = 0.01

4.      [bip bip bip bip] DM contrôlé numériquement 56 kbits /s, BER = 0.01 

5.      [biip bip bip] DM contrôlé numériquement 32 kbits /s, BER = 0. 

6.      [bip] DM contrôlé numériquement 32 kbits /s, BER = 0.01

7.      [bip] DM contrôlé numériquement 32 kbits /s, BER = 0.1

8.      [biip] DM 2 voies, 7 kbits/s BER = 0.01