IMPLEMENTACION DE UN VOCODER SIMPLE EN MATLAB

IMPLEMENTACION DE UN VOCODER SIMPLE EN MATLAB

Mauricio Herrera Duran
C.C 1128453482

Jonny Uribe
Tratamiento de señales III

Universidad de Antioquia
Ingeniería de telecomunicaciones
Medellín
2012

CODIFICADOR
Señal de voz del profesor
SONIDO7
1

0.8

0.6

0.4

amplitud

0.2

0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

nSeñal de voz del alumno
vozmauro
0.15

0.1

0.05

amplitud

0

-0.05

-0.1

-0.15

-0.2

0

1

2

3
n

4

5

6

Ventanas intermedias de la señal de voz sin usar un tipo de enventanado (donde hay voz)

Aquí se puede notar un tipo de semiperiocidad en los pequeños intervalos de tiempo. Esta se
puede objetar como semipioridica en los intervalos donde hay voz graciasal principio de
aleatoriedad que tiene la voz.
Ventanas intermedias de la señal de voz con enventanado de Hamming (donde hay voz)

Entre las dos ultimas se nota mucho una semiperiodicidad, mas que todo al principio donde la
señal empieza a tener buenas amplitudes debido al recorte que hace la ventana de Hamming,
como una curva de distribución normal a los extremos de cada ventana como semuestra a
continuación:

Ventanas intermedias de la señal de voz con enventanado rectangular (donde hay voz)

Si se miden los máximos se puede notar que distancia entre picos y las semejanzas entre las 4
graficas llevarían a pensar en una semiperiodicidad. La ventana rectangular es una función
constante de amplitud unitaria, por ende la señal pasa sin ser recortada o suavizada, lo cualrepresentara cambios abruptos al analizar la señal en frecuencia. Dicha ventana se representa
así:

En las anteriores figuras en eje de abscisas representa la variable n que representa el numero
de muestras y el eje de ordenadas la amplitud de la señal.
Para que se usa el enventanado?
Las ventanas son funciones matemáticas usadas con frecuencia en el análisis y el
procesamiento de señales paraevitar las discontinuidades al principio y al final de los bloques
analizados. La utilización de una ventana (diferente a la rectangular) cambia el espectro en
frecuencia de la señal permitiéndole una gran veracidad en sus componentes a causa de las
componentes de frecuencia que se podrían perder debido a las discontinuidades.

COMPARACION ENTRE LA TRANSFORMADA DE FOURIER Y LA RESPUESTA ALLPC
FFT
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

LPC de la señal, envolvente de la FFT
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Las figuras se sacaron de una señal vocálica en tiempo discreto de 8Kmuestras/segundo.
Si montáramos la segunda figura en la primera, inmediatamente senotaria que esta es una
envolvente basada en cálculos de varianza de la primera, en la que se muestra el espectro
completo de la señal. La gran ventaja de esta evolvente, que es una respuesta de la señal al
LPC, es que su menor robustez hace que los datos que vayamos a enviar al decodificador se
mermen notablemente actuando este LPC entonces como un principio de la compresión.

4000

PITCHProfesor (pitch promedio de 75 Hz)

Alumno (pitch promedio de 128 Hz)

DECODIFICADOR
Señal generada localmente y su espectro

20
10
0
-10
-20

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

150
100
50
0
-50
-100

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Señal generada localmente filtrada y su espectro

40
20
0
-20
-40

0

0.0050.01

0.015

0.02

0.025

0.03

300
200
100
0
-100
-200

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

El filtro de atenuación esta amplificando la señal en un factor de 2. Esto en un sistema real se
haría para recuperar potencia de la señal que su puso haber perdido en la transmisión debido
a efectos que ejerce el canal sobre ella, por ejemplo...