Войти
Дельта-модуляция с непрерывным изменением наклона (CVSD или CVSDM ) - это метод кодирования голоса. Это дельта-модуляция с переменным размером шага (т.е. частный случай адаптивной дельта-модуляции ), впервые предложенная Грефксом и Рименсом в 1970 году.
CVSD кодирует при 1 бит на выборку, поэтому звук, дискретизированный с частотой 16 кГц, кодируется со скоростью 16 кбит / с.
Кодировщик поддерживает эталонную выборку и размер шага. Каждый входной образец сравнивается с эталонным образцом. Если входная выборка больше, кодировщик выдает 1 бит и добавляет размер шага к эталонной выборке. Если входная выборка меньше, кодировщик выдает нулевой бит и вычитает размер шага из эталонной выборки. Кодер также сохраняет предыдущие N битов вывода (очень часто N = 3 или N = 4) для определения корректировок размера шага; если все предыдущие N битов равны 1 или 0, размер шага увеличивается. В противном случае размер шага уменьшается (обычно экспоненциально, причем 
Чтобы позволить битовым ошибкам исчезнуть и разрешить (повторную) синхронизацию с текущим битовым потоком, выходной регистр (который хранит эталонную выборку) обычно реализуется как интегратор с утечкой с постоянная времени (
Декодер меняет этот процесс на обратный, начиная с эталонной выборки и добавляя или вычитая размер шага в соответствии с битовым потоком. Последовательность скорректированных эталонных отсчетов представляет собой восстановленную форму сигнала, а размер шага регулируется в соответствии с той же логикой «все единицы или нули», что и в кодере.
Адаптация размера шага позволяет избежать перегрузки наклона (шаг квантования увеличивается при быстром изменении сигнала) и уменьшает гранулярный шум, когда сигнал постоянный (уменьшение шага квантования).
CVSD иногда называют компромиссом между простотой, низким битрейтом и качеством. Обычные битрейты 9,6–128 кбит / с.
Как и другие методы дельта-модуляции, выходной сигнал декодера не точно соответствует исходному входному сигналу кодера.
CVSD 12 кбит / с используется Линия SECURENET компании Motorola для устройств двусторонней радиосвязи с цифровым шифрованием.
CVSD 16 и 32 кбит / с использовались военными цифровыми телефонами TRI-TAC (DNVT, DSVT) для использования в развернутых областях для обеспечения звука с качеством распознавания голоса. Скорость 16 кбит / с обычно использовалась армией США для сохранения полосы пропускания по тактическим каналам связи. Скорость 32 кбит / с обычно использовалась ВВС США для улучшения качества передачи речи.
64 кбит / с CVSD - это одна из опций для кодирования голосовых сигналов в служебных профилях Bluetooth, связанных с телефонией; например, между мобильными телефонами и беспроводными гарнитурами. Другие варианты - PCM с логарифмическим a-законом или μ-законом квантованием.
Многочисленные аркадные игры, такие как Sinistar и Smash TV, и автоматы для игры в пинбол, такие как Gorgar или Space Shuttle, воспроизводить предварительно записанную речь через декодер CVSD HC-55516.
Дельта-модуляция использовалась Satellite Business Systems или SBS использует свои голосовые порты для предоставления услуг междугородной телефонной связи крупным внутренним корпорациям, которым требуется значительная связь между корпорациями (например, IBM). Эта система находилась в эксплуатации на протяжении 1980-х годов. Речевые порты использовали цифровую дельта-модуляцию 24 кбит / с со сжатием речевой активности (VAC) и подавители эха для управления полусекундным трактом эха через спутник. Были проведены тесты на прослушивание, чтобы убедиться, что дельта-модулятор 24 кбит / с обеспечивает "полное качество голоса" без заметного ухудшения по сравнению с высококачественной телефонной линией или стандартным 64 кбит / с μ-закон компандированный PCM. Это обеспечило улучшение пропускной способности спутникового канала до 8: 3. IBM разработала контроллер спутниковой связи и функции голосового порта.
В первоначальном предложении 1974 г. использовался современный дельта-модулятор 24 кбит / с с одним интегратором и компандером Шиндлера, модифицированным для восстановления ошибок усиления. Это оказалось хуже, чем качество речи на телефонной линии. В 1977 году одному инженеру с двумя помощниками в лаборатории IBM Research Triangle Park, NC было поручено улучшить качество.
В окончательной реализации интегратор был заменен на предсказатель, реализованный с помощью двухполюсного фильтра нижних частот комплексной пары, предназначенного для аппроксимации долгосрочного среднего речевого спектра. Теория заключалась в том, что в идеале интегратор должен быть предсказателем, предназначенным для согласования спектра сигнала. Почти идеальный компандер Шиндлера заменил модифицированную версию. Было обнаружено, что модифицированный компандер привел к менее чем идеальному размеру шага на большинстве уровней сигнала, а быстрое восстановление ошибки усиления увеличило шум, как определено в реальных тестах прослушивания, по сравнению с простыми измерениями отношения сигнал-шум. Последний компандер добился очень небольшого восстановления ошибки усиления из-за естественной ошибки округления усечения, вызванной 12-разрядной арифметикой.
Полная функция дельта-модуляции, VAC и управления эхом для 6 портов была реализована в одной микросхеме цифровой интегральной схемы с 12-битной арифметикой. Один ЦАП использовался всеми 6 портами, обеспечивая функции сравнения напряжений для модуляторов и питающие схемы выборки и хранения для выходов демодулятора. Одна карта содержала микросхему, ЦАП и все аналоговые схемы для интерфейса телефонной линии, включая трансформаторы.
