Multiple-Description-Codierung von Sprachsignalen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Thomas Sikora
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5441934

• Final Report Year: 2009

Final Report Abstract

Multiple-Description-Codiemng kann dazu beitragen, die Übertragung eines Sprachsignals robuster gegen Kanalverluste zu machen. Dazu wird das codierte Signal in zwei oder mehr Beschreibungen aufgeteilt, die unabhängig voneinander über die gleiche Anzahl verschiedener Kanäle übertragen werden. Die Qualität des decodierten Signals hängt dann von der Anzahl der empfangenen Beschreibungen ab: Wurden sämtliche Beschreibungen empfangen, so ist eine Decodierung mit voller Qualität möglich; mit fallender Anzahl der empfangenen Beschreibungen sinkt hingegen auch die Qualität. Der Entwurf einer MD-Codierung wird mit steigender Anzahl der zu erzeugenden Beschreibungen zunehmend komplizierter, da die Anzahl der Teildecodierer exponentiell steigt. Dieses Problem kann vermieden werden, wenn die Codierung basierend auf einem hierarchischen Codec in Kombination mit Fehlerschutzcodes entworfen wird. Im Rahmen des Projekts wurden zwei Sprachcodecs zu hierarchischen Codecs modifiziert und ein Verfahren zur Erzeugung mehrerer Beschreibungen mit Hilfe von Bitfehlerschutzcodes entwickelt. Dem grundsätzlichen Nachteil sehr hoher Bruttobitraten kann - bei nur relativ geringen Einbußen an Robustheit - durch Modifikation der Codestruktur begegnet werden. Hörtests zeigen gute Ergebnisse für eine hohe Anzahl von Beschreibungen. Weitere Untersuchungen erscheinen jedoch sinnvoll, da insbesondere der modifizierte CELP-Codec noch Raum für Verbesserungen bietet. Das entwickelte System ist flexibel, so dass weitere Codecs, wie z. B. auch breitbandigere Audio-Codecs, leicht integriert werden können.

Publications

• Multiple-Description Coding of Logarithmic PCM, Proc. EUSIPCO, Antalya, Sept. 2005
  Kai Clüver, Thomas Sikora
  
• Multiple-Description Coding of Speech using Forward Error Correction Codes, European Signal Processing Conference (EUSIPCO), Posen, September 2007
  Kai Clüver, Jan Weil, Thomas Sikora
  
• Real-Time Multiple-Description Coding of Speech Signals, Proc. 5th Int. Linux Audio Conf (LAC2007), Berlin, März 2007
  Jan Weil, Kai Clüver, Thomas Sikora