menjadi gelombang sinusoidal berdasarkan daerah frekuensi yang berbeda secara serempak. Secara teknis, telinga manusia mampu mendengar sinyal
berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz, tergantung pada amplitudonya. Bagaimanapun juga hal itu dikenal sebagai pendengaran paling sensitif
untuk frekuensi di sekitar 1 sampai 5 kHz [3]. Karenanya distorsi amplitudo didalam bandwidth-bandwidth frekuensi tinggi lebih sedikit
yang dapat manusia dengar dibandingkan distorsi amplitudo yang sama didalam daerah frekuensi rendah. Karena karakteristik ini, kinerja dari
teknik pengkodean CELP tidak hanya semata-mata berdasarkan pada nilai kesalahan rata-rata MSE. Ukuran MSE yang sesuai persepsi akan
dimasukkan untuk mengevaluasi kinerja dari pengkodean berdasar pada kejelasan dan mutu sinyal yang direkonstruksi.
B. Codebook Excited Linear Prediction CELP
1. Pengertian CELP
Codebook Excited Linear Prediction CELP adalah salah satu teknik pengkodean yang paling luas digunakan dengan kelas pengkode suara yang
didasarkan pada konsep dari LPC Linear Prediction Coding. Peningkatannya adalah bahwa pada suatu codebook, sinyal-sinyal eksitasi yang berbeda akan
dipelihara atau dipertahankan di encoder dan decoder. Encoder menemukan indeks sinyal eksitasi paling cocok dan mengirimkannya kepada decoder yang
kemudian digunakan untuk reproduksi sinyal. Karenanya nama Codebook Excited diberikan kepada pengkodean ini [4].
Prinsip kerjanya adalah mendeskripsikan sinyal suara yang menjadi input untuk diubah dalam bentuk bit-bit kode pada encoder, sinyal suara yang
masuk akan dieksitasi, yaitu membangkitkan sinyal pada codebook untuk memperkecil derau dan noise suara yang akan dikirimkan pada decoder. Laju
bit yang digunakan pun lebih kecil agar dapat menghemat bandwidth pada kanal transmisi.
Ada banyak varian dari CELP yang digunakan dalam berbagai aplikasi- aplikasi. Low-Delay CELP LD-CELP dan Algebraic CELP ACELP secara
umum digunakan pada panggilan suara internet. Perbedaan utama di dalam varian-varian ini adalah pembuatan sinyal eksitasi yang digunakan di dalam
dekoder beserta informasi yang lain untuk merekonstruksi sinyal suara. Perbedaan-perbedaan lain meliputi di dalamnya adalah pengolahan sebelum
proses dan sesudah proses untuk menyaring pembentukan sinyal-sinyal asli yang direkonstruksi dan untuk suatu kinerja yang lebih baik. Varian-varian ini
bekerja pada bit yang berbeda.
Hal yang pernah dilakukan pada pengembangan pengkodean CELP adalah merancang dan menerapkan suatu pengkodean CELP
dengan dasar penerimaan sinyal suara manusia pada frekuensi 8 kHz dan keluaran bit yang
dikodekan pada 6,7 kbps. Laju bit keluaran dapat disesuaikan menurut ketentuan saluran dan kualitas suara yang diinginkan. Kode itu dapat juga
diberlakukan bagi sinyal suara manusia yang lebih tinggi dibanding 8 kHz sampai 16 kHz tetapi hal itu memerlukan suatu perubahan yang kecil dan
seperti yang akan dijelaskan contoh delay untuk ucapan 50 Hz komponen
frekuensi mengubah dari 160 sample ke 320 sample dengan demikian panjangnya frame perlu untuk disesuaikan.
Suatu diagram blok dari pengkodean CELP analisa oleh sintesis ditunjukkan di dalam gambar 30.
Pengkodean ini disebut analisa oleh sintesa karena mengkodekan sinyal suara pada decoder dengan menganalisa suara di enkoder
kemudian menemukan parameter-parameter yang memperkecil energi dari sinyal yang tidak dikehendaki. Pertama-tama analisa LP Linear Prediction
digunakan untuk memprediksi sistem vokal yang berkenaan dengan tanggapan suara pada setiap frame. Kemudian suara hasil penggabungan di enkoder
dengan menkhususkan filter untuk sistem suara vokal. Perbedaan antara suara yang sintetik dan sinyal suara manusia yang asli menghasilkan suatu
perbedaan yang merupakan kesalahan sinyal, yang secara spektral
diasumsikan untuk memprioritaskan frekuensi sinyal yang penting dan kemudian diperkecil oleh pengoptimalan sinyal eksitasi. Urutan-urutan
eksitasi optimal dihitung dengan empat blok di dalam durasi frame, hal itu dimaksudkan agar eksitasi lebih sering dibaharui dibanding filter sistem suara.
Di dalam implementasi durasi frame 20 ms digunakan untuk analisa saluran suara 160 sample satu tingkat sampling 8 kHz dan 5 ms block durasi 40
sample untuk menentukan eksitasi.
Gambar 30 . Block diagram CELP
Keterangan: a
= koefisien linear prediksi
G =
penguatan b
= koefisien filter nada
P =
delay nada k
= indek codebook
Gambar 31 . Prinsip kerja CELP
Semua kalkulasi dilakukan atas kondisi awal yang menunjukkan kondisi kosong untuk filter-filter pada permulaan masing-masing subframe.
kondisi awal diperhitungkan oleh perhitungan pertama yaitu tidak adanya masukan untuk filter-filter dan
kemudian mengurangi perhitungannya dari sinyal suara ujaran yang dimaksudkan sebelum
pengulangan pencarian tertutup [4].
2. CODEBOOK
