معدل ضغط أعلى لبيانات معيار (جي إس إم GSM 6.10) باستخدام الضغط الأقل فاقدية

المؤلفون

  • Islam Younes Amro Al-Quds Open University, Palestine

الكلمات المفتاحية:

ضغط البيانات، ضغط الصوت، الشبكات الخليوية، معاملات التوقع الخطي، الترميز المصدري، ضغط بيانات بلا خسائر.

الملخص

يهدف هذا البحث إلى توظيف خوارزمية ضغط البيانات المعتمدة على ترميز (هامينج) للتصحيح (HCDC) دون فقدان البيانات؛ وذلك لتقليل معدل بيانات الإرسال لمعيار (جي إس إم GSM 6.10) والذي يتم استخدام أسس الترميز الخاصة به في معظم الترميزات الحديثة من احتساب معاملات خطية، وطرق احتساب إشارة تفعيل الفلاتر الخطية  بشكل عام، تعتمد خوارزمية الضغط المذكورة على توظيف خصائص ترميز (هامينج) بحيث يتم استخدام (البت) الخاص بحقل البيانات كأساس في احتساب (البت) الخاص (بالباريتي)، وعليه يتم ارسال (البتات) الخاصة بالبيانات، و توفير (البتات) الخاصة (بالباريتي).  في هذا البحث، قمنا باعتماد مجموعة من (البتات) تتكون من سبعة حقول بحيث يكون عدد (البتات) الخاصة بالبيانات (4)، و عدد (البتات) الخاصة (بالباريتي) (3)، و تم أيضا إعادة ضغط البينات المضغوطة مرات عدة متتالية للحصول على معدل ضغط أعلى. تم تطبيق عملية الضغط على المعيار (GSM6.10)   والذي يعتبر أحد أنواع ترميز التوقع الخطي المحفَّز خارجيا، تم استخدام عينات من أصوات ذكرين بالغين وانثيين بالغتين، وأخذت عينات الإشارة بتردد (8) كيلو هيرتز ورقمتنها بثماني بتات، مدة كل ملف عينة من أربع الى ست ثوانِ، وتمّ تقطيع كل عينة إلى نوافذ طول النافذة عشرون ميلي ثانية، ومن ثم ترميز كل نافذة باستخدام (GSM6.10)، والتي بدورها تنتج (260) بتا كل عشرين ثانية. تشتمل هذه (البتات) على: معاملات توقع الخطة، تردد الصوتي الذبذبة (Pitch)، التحصيل (Gain)، قيمة القمة الأعلى للإشارة، موقع الشبكة (Grid position)، قيمة العينة. يتم تجمي ال (260) بتا، ومن ثم يتم ضغطهم مرات عدة باستخدام خوارزمية HCDC. تم تخفيض معدل الارسال من (13) كيلوبت في الثانية إلى قرابة (5) كيلوبت بالثانية في المعدل. تمت مقارنة هذه النتائج بخوارزمية (FLAC)، والتي حققت نسبة ضغط بمعدل (15%) فقط. وبما أن الضغط المستخدم هو ضغط لا يفضي إلى فقد البيانات (Lossless)، لم يتم التطرق إلى دراسة جودة الإشارة في هذه البحث. وتم استخدام المكتبة القياسية لترميز (GSM6.10)، والمتوفرة على موقع اتحاد الاتصالات (الدولب) إلى جانب مكتبة (FLAC) مفتوحة المصدر.

السيرة الشخصية للمؤلف

Islam Younes Amro، Al-Quds Open University, Palestine

أستاذ مشارك

المراجع

References

- AbdulMuin Fathiah, & Gunawan Teddy, & Kartiwi Mira, & Elsheikh A. (2017). A review of lossless audio compression standards and algorithms. Held in Malesia and Published in AIP Conference Proceedings 1883, 020006

- Amro Islam, & Abu Zitar Raed, & Bahadili Al-Bahadili (2011). Speech compression exploiting linear prediction coefficients codebook and hamming correction code algorithm. Springer International Journal of Speech Technology volume 14, Article number: 65

- Amro Islam (2013). Higher Compression Rates for Code Excited Linear Prediction Coding Using Lossless Compression. Presented in the Fifth International IEEE Conference on Computational Intelligence, Communication Systems and Networks. Madrid: Publisher IEEE

- Bahadili Hussein (2008). A novel lossless data compression scheme based on the error correcting Hamming codes. Elsevier international journal Computers and Mathematics with Applications. 56:143-14

- Bhatty P. Ninad, & Kosta P., & Kosta P. (2011). Proposed modifications in ETSI GSM 06.10 full rate speech codec and its overall evaluation of performance using MATLAB. International Journal of Speech Technology 14(3):157-165

- Biesmans Wouter, & Das Neetha, & Francart Tom, & Bertrand Alexander (2017). Auditory-Inspired Speech Envelope Extraction Methods for Improved EEG-Based Auditory Attention Detection in a Cocktail Party Scenario. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 25(5):402-412

- Chu H. (2003). Speech Coding Algorithms. New York: Wiley.

- European Telecommunications Standards Institute ETSI (2010). Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) and Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)and LTE and Network architecture V9.3.0. FRANCE:650 Route des Lucioles F-06921 Sophia Antipolis Cedex

- GSM Association (2020). Adaptive Multirate Wide Band Version 5.0. GSM Association Publications.

- HU YI, & Philipos C. Loizu (2007). Evaluation of Objective Quality Measures for Speech Enhancement. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing 16(1):229-238

- Kain A., & Macon M. (2001). Design And Evaluation of A Voice Conversion Algorithm Based On Spectral Envelope Mapping And Residual Prediction. Centre For Spoken Language Understanding (CSLU), Oregon Graduate Institute, OR 97006, USA. 2000

- LAM Y., & Goodman J. (2000). A mathematical analysis of the DCT coefficient distributions for images. IEEE Transactions on Image Processing 9(10):1661-1666

- Lin Xiao, & Li Gang, & Li Zhengguo, & Chia Thien King, & Yoh Ai Ling (2001). A novel prediction scheme for lossless compression of audio waveform. Presented in IEEE International Conference on Multimedia and Expo: Publisher IEEE, Japan

- Luo Da, & Rui Yang, & Bin Li, & Jiwu Huang (2017). Detection of Double Compressed AMR Audio Using Stacked Autoencoder. IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 12(2):432-444

- Malvar Henrique (2007). Lossless and Near-Lossless Audio Compression Using Integer-Reversible Modulated Lapped Transforms. Presented in Data Compression Conference DCC07: Publisher IEEE, USA

- Menzies Dylan, & Filippo Maria Fazi (2017). Decoding and Compression of Channel and Scene Objects for Spatial Audio. IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing. 25(11):2138-2151

- Openhaim et al. (1997). Signals and Systems. Second edition. NJ, USA: Prentice-Hall.

- Rao A.V., & Ahmadi S., & Linden J., & Gersho A. (2003). Pitch adaptive windows for improved excitation coding in low-rate CELP coders. IEEE Transactions on Speech and Audio Processing 11(6): 648-659

- Takehiro Sugimoto, & Shuichi Aoki, &Tomomi Hasegawa, & Tomoyasu Komori (2019). Advancement of 22.2 Multichannel Sound Broadcasting Based on MPEG-H 3-D Audio. IEEE Transactions on Broadcasting, PP (99):1

التنزيلات

منشور

2022-01-04

إصدار

القسم

الأبحاث

الأعمال الأكثر قراءة لنفس المؤلف/المؤلفين

عذراً: هذه الإضافة تتطلب تمكين إضافة إحصائيات/تقارير واحدة على الأقل حتى تتمكن من العمل. إن كانت إضافات الإحصائيات لديك تقدم أكثر من مقياس واحد، فعليك أيضاً اختيار مقياس رئيسي منها عند صفحة إعدادات الموقع و/أو عند صفحات الإدارة الخاصة برئيس تحرير المجلة.