第五章 結論與未來展望
5.2 未來展望
未來將可發展一適用於網路環境的行動裝置,提供使用者進行多
媒體傳輸服務。系統運作之流程可建立在無線的環境下提供語音的傳 輸,故對於網路狀態的監控用以調整服務品質參數是必要的工作。因 此會利用本論文提出的理論,架構在無線環境下量測封包延遲特性,
並校正儀器所造成的誤差。另外根據統計的擾動特性,發展動態調整 緩衝器長度的機制,讓系統發揮更佳的效能。
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MAR. 2001.附錄 A 接收端的錯誤隱匿
雖然傳送端對於欲傳送的封包有一定的控管方式,來抵抗傳輸
時發生的錯誤或漏失。然而有時候網路傳輸通道的不穩定性,無可避 免有較高的位元錯誤率及封包遺失率,極有可能讓這些方式無法更正 所有的錯誤。造成接收端在合成語音訊號時仍有斷續的現象,影響語 音品質,更甚無法辨識,因此接收端必須利用一些機制來隱蔽這些錯 誤,進而順暢整體音質。
錯誤隱蔽的基本原理在於產生類似原始的語音用以隱蔽漏失的 部分來順暢整體音質。分為三種,嵌入(insertion)、內插(interpolation) 以及重生(regeneration)。其中重生基本原理是利用音框經由壓縮處理 過的特徵參數來合成漏失語音封包,在此不予討論。
A.1 嵌入
利用替代(fill-in)來彌補漏失的部分,其中最簡單的方式是僅把漏 失的區間前後兩端結合起來(splicing),這樣的技術僅適用於低漏失率 以及約 4 到 16ms 的叢發性漏失,由於會干擾適應性的撥放暫存器的 效能,所以並不適合作為修復。取代方法有三個,一個是在區段內置 入靜音用以維持封包間的時序,適用於 2 %為上限的漏失率以及小於
4ms 的封包長度,另外一種方式則以較舒適的背景雜訊取代靜音,第
‧ 波形替代(Waveform substitution):分為單邊與雙邊兩種計算模式,
單邊則是利用檢索漏失前的封包,找出最類似漏失的部分而嵌 入,雙邊的計算方式類似單邊模式。缺點是極有可能產生切割雜 訊(clipping noise) 。圖 A.2 描述單邊的操作模式,在漏失前的
第一個封包裡取 L 個取樣點當作樣版(template),接著在包含 N 個 取樣點的視窗裡搜尋最匹配樣版的取樣點。兩者之間存在最小正 規絕對差(minimal normailed absolute difference)為匹配條件 。當完 成搜尋的動作後,緊接在這匹配區段後的 M 個取樣點,以樣版與 匹配區段個別的平均振幅比值予以加權,最後在嵌入至漏失的區 段。
N個取樣點(搜尋視窗) M個取樣點(封包大小) 漏失封包
L 滑動 L L個取樣點(樣版)
最匹配的區段
M個取樣點
加權
嵌入
圖 A.2 單邊波形替代
‧ 基頻週期波形複製(Pitch Waveform Replication):由於上述的方法 並沒有考慮波形的類周期性,縱然有加權的動作依然造成切割雜 訊的產生。因此這個利用聲音的類周期特性來隱匿錯誤可以有不 錯的效果,後來修改成為 ITU-T 制定 G.711、G.723 與 G.729 封包 錯誤隱蔽(Packet Error Concealment,PLC)的標準規格。它藉由檢 測漏失區段前後波形的類周期性用以判斷漏失訊號屬於有聲或是 無聲的區段,前者就計算出類週期並使用波形替代的方式掩蔽漏
失的區段﹔後者則直接複製的方式。
附錄 B 整合暫存撥放器與前向錯誤控制
第四章討論到 FEC 處理後的封包漏失機率統計模型,但若封包 延遲過長超過撥放暫存器所允許的時間,也可能造成某種程度的損 害。前人的研究在兩端點分開討論,後來卻發現兩者之間其實存在某 種關聯性,因此須建立兩者共同的封包漏失機率模型[5]。首先做一 些假設 :
[1] 延遲程序 Di : 第i個封包的網路延遲,其機率為F dD( )=P D
[
i ≤d]
[2] 封包依序抵達 : a1≤a2 ≤a3 ≤ ≤ai ai+1,也就是Pr
[
Dn+1≤Dn−T]
=0與Pr
[
Dn i+ ≤Dn −iT]
=0,其中T為兩個封包之前的時間間隔定義 ti : 第i個封包的傳送時間
ai : 第i個封包的抵達時間,為ti+Di
Pi : 第i個封包的撥放時間,為ti+D,其中D為撥放延遲,
是網路加上暫存器造成的延遲,且在一段 talkspurt 裡對所有的封包都為固定值。
[3] 通道狀態與延遲是互相獨立的
接著我們描述一些特性︰
(1) 假設第 n 個封包在抵達時超過撥放時間(Pn = +tn D),則之後所有 的封包同樣會超過Pn
P D
[
n i+ ≤ −D iT D| n >D]
=0 ,i≥0 (B.1) [說明] :t
nD
nn n n
a = t + D
t
n i+iT
D
n n
P = t + D
n i n i n
P
+= t
++ = + + D t iT D
n i n n i
a
+= + + t iT D
+根據第 2 個假設,an i+ ≥an即(iT+Dn i+)≥Dn,加上Dn >D這 個條件,所以P D
[
n i+ +iT ≤D D| n >D]
=0(2) 假設第 n 個封包在撥放時間(Pn = +tn D)前就已抵達,則之前所有 封包也會在Pn前抵達
P D
[
n i− > +D iT D| n ≤D]
=0 ,i≥0 (B.2)[說明] :
tn