Ses sıkıştırma tekniklerinin başarım analizi
Performance analysis of speech compression techniques
Yazar: DİNÇER YARIMÇAM
Danışman: PROF. DR. OSMAN NURİ UÇAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Ses sıkıştırma, sesi kodlama metotları yardımıyla daha az sayısal bitle kodlama işlemi olarak tanımlanmaktadır. Literatürde ses sıkıştırma kavramı ses kodlama kavramıyla eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Sıkıştırma, kayıplı ve kayıpsız sıkıştırma olarak iki ana başlıkta ele alınmaktadır. Bu tezde kayıplı ses sıkıştırma yöntemlerinden olan LPC yöntemi ile son yıllarda yaygınlaşmaya başlayan Dalgacık yöntemleriyle ses sıkıştırmaya ait başarımlar ele alınmıştır. Tezde ayrıca telekomünikasyon sektörünün düzenleyici kuruluşu olan Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu (BTK)'nın ulusal sabit/mobil ve UMTH şebekelerinde taşınan ses kalitesinin modellenmesi amacıyla gerçek bir uygulama yapılmış, başarımlar değerlendirilerek sonuçlar çıkarılmıştır.Kayıplı ses sıkıştırma algoritmalarından Doğrusal Tahmin Yöntemi (LPC) özellikle mobil uygulamalarda kullanılmaktadır. Tahmini kodlamada, verici ve alıcının ikisi de gönderilmiş işaretin eski değerlerini kaydeder. Verici işareti tekrar göndermek yerine işaretle işaretin tahmin edilmiş değerinin farkı olan tahmin hatasını gönderir. Alıcıda tahmin hatası tahmin edilmiş değere eklenerek işaret tekrar elde edilir. Tezde, LPC tabanlı kodlayıcıların başarımları ele alınmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir.Kayıplı ses sıkıştırma yöntemlerinden bir diğeri olan Dalgacık Tekniği'nin uygulama alanlarına bakıldığında bu tekniğin çok geniş bir uygulama alanı bulduğu görülmektedir. Bu alanlardan birisi de veri sıkıştırmadır. Dalgacık Analizi, diğer sinyal analiz tekniklerinin kaçırdığı yönelimler, yüksek mertebe süreksizliklerini gösterebilme yeteneğine sahiptir. Dalgacık Analizi ihmal edilebilir zayıflama ile sinyali sıkıştırır ve gürültüden arındırır. Bu tezde dalgacıkla sıkıştırma, LPC kodlayıcılarına alternatif olması açısından ele alınacaktır. Referans sesler, değişik oranlarda sıkıştırılarak başarımları değerlendirilecektir.Ses kalitesi ölçümünde birçok metot kullanılmaktadır. Bu metotlar temel olarak salt matematiksel hesaplamalara dayanan nesnel ölçümler ve insan kulağının işitme özelliklerini modelleyen algısal ölçüm metotlarıdır. Tezde, başarım analizlerinde nesnel ölçümler, algısal ölçümler yanında grafiksel ölçümler de kullanılmıştır.

Abstract:
Speech compression is defined as a process of coding speech with minimum number of bits by speech coding methods. In the literature, speech compression and speech coding concepts are used synonymously. In this thesis, one of the lossy speech compression methods LPC and recent method Wavelet Technique are examined. Also in the thesis, for the speech quality assessment modeling of the national fixed, mobile and UMTH networks to be used by the only national regulatory foundation Information Technologies and Communications Authority (BTK), a real application is done and assessments are also included.Linear Predictive Coding (LPC) is especially used in mobile applications. In predictive coding, both the transmitter and receiver stores the previous samples of the signal. The transmitter, instead of sending the samples, only sends the prediction error that is the difference of signal and the predicted values. The receiver recovers the signal by adding prediction error to the predicted values. LPC based coders are examined in detail.Wavelet Technique is another lossy speech compression method, which has wide range of applications. One of them is data compression. Wavelet analysis has the capability to show the trends and high level discontinuities neglected by other signal analysis methods. Wavelet analysis can compress and denoise the signal with negligible attenuation. Wavelet compression will be examined as an alternative to LPC coders in the thesis. Reference speeches are compressed and assessed.In the literature there are many measures for speech quality. These measures are mainly divided into mathematical based objective methods and perceptual methods that models human hearing. In the thesis, assessments are done by objective measures, perceptual measures and also graphical measures.