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第五章 實驗模擬與結果分析

5.1 通道匹配二元置換的實驗

5.1.2 結果分析

不同的指定矩陣所對應的列索引及行索引存在明顯差異,因而反 應在解碼端的效能也有所不同。因此本實驗利用二元置換演算法持續 做運算,並記錄每次置換之後的指定矩陣。而系統效能的評量方式則 是根據每個索引在事前訓練的量化碼書所對應的碼字,和在多重描述 解碼器輸出的結果做比較,最後再總合計算其訊雜比(SNR)。實際的 運算如下式:

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5.2 兩階段索引指定的實驗

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表 5.1 位元錯誤率與訊雜比的對應關係

訊號源和第一節實驗使用的相同,第二章所介紹的量化索引值 ID1,

經過根據不同的通道環境預先設計的指定矩陣,通過錯誤通道環境之 後,在解碼端對接收訊號做解碼的動作。如果是位元錯誤通道,則會 先經過查核矩陣的檢查之後再做多重描述解碼器的解碼動作,如果是 AWGN 通道,則直接利用柵狀解碼器做解碼的動作,其平均值設定為 0,

變異數則根據上表的對照表作改變。

5.2.2 結果分析

採用訊雜比衡量三種不同的系統設計概念,第一種設計 MDC1 即 第二章所介紹的系統架構,而 MDC2、MDC3 則分別為第三章以及第四 章所介紹的系統架構。後兩種系統因為具有一定程度的錯誤更正的能 力,我們預期其系統效能會勝於 MDC1 系統,實驗結果如圖 5.2 所示。

MDC1 與 MDC2 兩個系統在錯誤率較高的環境下,其解碼效能其實非常 接近,這是因為通道錯誤超出 MDC2 的查核矩陣可以更正的能力範圍。

MDC3 系統則因為考量在軟性領域之下,所有的解碼並沒有事先做硬 性的判別,同時具備錯誤更正的能力,使得其效能在各種錯誤環境之 下都明顯優於其他兩個系統。

圖 5.2 MDC1、MDC2 及 MDC3 訊雜比比較圖

50 

n

( )

評估(Perceptual Evaluation of Speech Quality;PESQ),比較原始與解碼重

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11

52 

建的語音檔,評量分數(Mean Opinion Score,MOS)範圍從 0 到 4.5。

評分 4.5 代表重建的音質與原音檔非常接近,0 則代表重建語音品質

第六章

結論與未來展望

不同的應用服務所對應的通道模型存在明顯的差異,例如位元錯 誤通道、可加性高斯白雜訊通道、網路封包漏失通道以及雷利衰弱通 道(Rayleigh fading channel)。多重描述量化原本是針對網路封包 漏失而發展的訊源編碼技術,本論文將此技術推廣應用於行動通訊常 見的位元錯誤通道以及 AWGN 通道。在多重描述量化中指定索引的設 計扮演重要的角色,最佳化的索引指定設計有助提升解碼的效果。本 論文主要的構想是將索引指定分解為位置指定與位元對應兩階段,在 指定索引的同時預先決定好特定位置,讓對應的列索引以及行索引可 以合併成為一個碼字。此結構於解碼端可更正一定程度的位元錯誤,

進而有效提升解碼輸出的語音品質。在第五章的實驗模擬證實,我們 提出的兩階段索引指定設計,不但大幅減少二元置換演算法的運算量,

在位元錯誤或 AWGN 通道環境解碼輸出的音值也顯著改善。

目前研究是假設位元錯誤呈現隨機分佈,但這並不符合真實通道 環境的叢發性位元錯誤。此外,我們只考量兩個通道下傳輸,未來可 將此系統擴展到更多的通道傳輸,對於索引指定上的設計也更靈活。

通 道 的 擴 展 其 實 和 多 輸 入 多 輸 出 (Multiple Input Multiple Output,MIMO)的系統架構有其相同之處,而雷利衰弱通道更是無線通

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參考文獻

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