¿Por qué se requiere pre-énfasis (es decir, pasar la señal de voz a través de un filtro de paso alto de primer orden) en el procesamiento de voz y cómo funciona?

Answer 1

El pre-énfasis es un método de procesamiento de señal muy simple que aumenta la amplitud de las bandas de alta frecuencia y disminuye las amplitudes de las bandas más bajas. En forma simple se puede implementar como

[matemáticas] y_t = x_t – \ alpha x_ {t-1} [/ matemáticas]

El énfasis previo no es realmente necesario, se introdujo hace muchos años cuando los recursos informáticos limitados obligaron a los desarrolladores a crear métodos complicados. Se observó que las frecuencias más altas son más importantes para la desambiguación de la señal que las frecuencias más bajas. En esos días, sería más fácil aplicar un filtro de énfasis previo analógico para obtener resultados ligeramente mejores para que el pre-énfasis se vuelva popular. Otra buena propiedad del énfasis previo es que ayuda a lidiar con el desplazamiento de CC que a menudo está presente en las grabaciones y, por lo tanto, puede mejorar la detección de actividad de voz basada en energía.

El reconocimiento de voz moderno no requiere pre-énfasis. El énfasis previo se compensa en etapas posteriores con la normalización del canal como la normalización cepstral media, por lo que no debería tener ningún efecto. Es un artefacto de un diseño de sistema anterior.

Answer 2

el preacentuación y la desacentuación funcionan ya que la señal de voz es de banda limitada y una frecuencia relativamente baja (hasta 4KHz). el énfasis previo aumenta el componente de alta frecuencia.

el ruido es inherentemente mayor en amplitud a mayor frecuencia que a menor. entonces, las frecuencias altas se distorsionan más. Para evitar esto, se debe aumentar la SNR a alta frecuencia, mientras que las frecuencias más bajas pueden ser más bajas. Esto da lugar a la selección de un filtro de paso alto para pre-énfasis.

en el receptor, este proceso debe revertirse, ya que la información principal está en frecuencia más baja, el contenido de alta frecuencia ya se aumentó para que el ruido los afecte menos. Por lo tanto, el nivel de SNR se mantiene más o menos igual antes y después del pre-énfasis y el énfasis, respectivamente.

Espero que tengas la respuesta.

gracias.

Answer 3

Una señal de alta velocidad que viaja a través de un plano posterior está sujeta a pérdidas de alta frecuencia, principalmente a efectos de la piel y pérdidas dieléctricas. Estas pérdidas pueden degradar severamente y atenuar el contenido de alta frecuencia de la señal, dificultando que el receptor interprete la señal. Los dispositivos StratixIV GX ofrecen preacentuación y ecualización lineal para abordar este problema y mejorar la calidad de la señal de alta velocidad. Esta nota de aplicación proporciona información sobre el pre-énfasis del transmisor y el comportamiento de ecualización del receptor de los dispositivos Stratix IV GX. pre énfasis responde cómo se mejora una señal impactada por estas dos características, en un dominio de tiempo, un dominio de frecuencia o ambos.

Una señal ideal para un receptor completa la transición dentro de un intervalo de símbolo. Sin embargo, cuando la señal viaja a través de una placa posterior con pérdida, la transición se expande a intervalos adyacentes. Este efecto se conoce como interferencia entre símbolos (ISI).

El propósito del pre-énfasis es aplicar demora e inversión a la señal y agregarla nuevamente a la señal original con el peso adecuado, compensando así la “expansión” o ISI del símbolo de datos cercano.

Dependiendo de las características del canal, un simple proceso de retraso, inversión y peso puede no ser suficiente para lograr su compensación objetivo

Para lograr la compensación óptima de pérdida de canal, puede combinar diferentes demoras, pesos y polaridad en una configuración de preacentuación. Por lo tanto, una implementación real de pre-énfasis generalmente funciona como un filtro de respuesta de impulso finito (FIR) con diferentes “toques”, que se refieren a señales después de diferentes demoras de la unidad.

En el dominio de la frecuencia, el pre-énfasis aumenta la energía de alta frecuencia en cada transición en el flujo de datos.

El pre-énfasis a menudo se cuantifica con el porcentaje obtenido a través de los grifos de pre-énfasis. Puede calcular el porcentaje a partir de las amplitudes de la señal enfatizada (V1) y la señal desacentuada (V2)

% Cambio de voltaje = [(V1-V2) / V2] × 100

Aumento de dB = 20 log (V1 / V2)

Limitación de pre énfasis

El énfasis previo aumenta la velocidad de borde de la señal, lo que aumenta la conversación cruzada en los canales vecinos. Mientras tanto, debido a que el pre-énfasis enfatiza los bits de transición y des-enfatiza los bits restantes, si hay alguna discontinuidad a lo largo del canal, la reflexión en la discontinuidad es más complicada que sin pre-énfasis. Debido a que el impacto del pre-énfasis en la conversación cruzada y la discontinuidad del canal depende en gran medida de los casos, se requiere simulación para garantizar que el impacto sea mínimo.

La selección previa al énfasis también es una clave para la integridad de la señal en el receptor. El énfasis excesivo tiende a degradar en lugar de ayudar a la calidad de la señal del receptor. Los dispositivos Stratix IV GX ofrecen múltiples juegos de herramientas para determinar o simular la mejor configuración de preacentuación para un plano posterior dado.

Answer 4

Bueno, intentaré responder esta pregunta.

Pre-énfasis y De-énfasis, ambos procesos combinados entre sí, brindan una gran oportunidad para reducir el ruido en gran medida en el procesamiento de la señal.

Así es cómo:

En el transmisor, los componentes de alta frecuencia más débiles de la señal de audio se potencian antes de la modulación mediante un filtro de preacentuación. En el receptor, la salida del demodulador se pasa a través de un filtro de desacentuación. Por lo tanto, el filtro de desacentuación deshace el pre-énfasis atenuando la señal original.

Sin embargo, el ruido ingresa en el canal y, por lo tanto, no se ha enfatizado previamente (aumentado). Sin embargo, pasa a través del filtro de desacentuación, que atenúa sus componentes de alta frecuencia, donde se concentra la mayor parte del ruido.

Por lo tanto, el proceso de énfasis previo-énfasis deja intacta la señal deseada, pero reduce la potencia de ruido considerablemente.

Lamento no haber podido proporcionar una cifra, pero para obtener más detalles sobre el énfasis previo y el énfasis, puede consultar el libro de BPLathi. Allí se proporciona una explicación muy maravillosa.

Espero eso ayude.

Answer 5

Aquí puedo decirte de manera simple:

Nuestra señal de mensaje tiene baja frecuencia. Como sabe, la baja frecuencia se atenúa fácilmente o debe mezclarse con el ruido durante la transmisión, por lo que tenemos que aumentar la señal a una frecuencia alta. Aquí se llama pre-énfasis. el pre-énfasis se usa en el transmisor.
Nuevamente, para obtener la señal original, tenemos que demodular la forma modulada, por lo que usamos un filtro de desacentuación.
Las acciones de filtro a través de diagramas se muestran a continuación:

Son casi como filtros de paso alto y paso bajo 😀.