PENINGKATAN KUALITAS SUARA PADA RPE-LTP SPEECH CODER 11.6 KBPS DENGAN MENGGUNAKAN METODA LSF.
PENINGKATAN KUAIITAS SUARA PADA RPE-LTP
SPE ECE CODER 11.6 KBPS DENGAN MENC-GTNAKAN
METODA LSF
TUGAS AKHIR
Sebagd Sllafi Saru SFmr lttrrlk M.ny.ldrikrtr
di Jtrrusrn T.knik El.krre frlolt$ T.ktrik
P.ndidil,n tihlp Stmta r
Univ.Bitq Anddd
Oleb :
M. RIDWAN
BP: 00 u5 031
Penbimbi.s:
IKIIIVEIA ELFTTNI MT
NIP, 132 2sE s67
JURUSAN TEKNTK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITAS ANDALAS
PADANG
2007
wF.L.tP lRegnat P he
pada sisten komunikasi
bdgeftk (GSI,[).
di@prik dianarisis nenggun
Spectral Frcquenctes
b.iteA
lan net
Lo,g
tbt
Prc.lictior) dicrtuk^n
Pada
RIE-LTP, sinyal suda ya.g teldh
de LPC
(t.ntur Predictift Co.lind Lnc
(LSI) merupakan sualu represnlasi att@tif urtuk
pdmeler LlC. Pada tugas akhir ini. digunakan neroda
Iruqle,rirs
Jpd.fu/
(LSF) untuk merepresntasikan koefesien L?C pada RPE-LTP I 1,6
tbps. ?eneliian
penogmman
tr,,
ini
dilakukan
sdda sidulsi
dengan menggunalan bafissa
MATLAB v€6i ?.0124704 (Rl4) Kuadtisi ydg
adalah loantisasi
vekor lada pm€lilian ini,
pemakaian hetoda
m€.ingloikM hralitas suda dengan ManS€gSNR
nenpdtecil eror kudrisdi
dibandinskan densan Metoda
sb€s
disuna]{an
LS! mnpu
24579 dB
d!
dengan SQNR sb€sar 23,?1668?5 dB jika
LAR
RPELTP. Line Specnal Freq encies (LSI) , I-PC, MemSegSNR,
,soiv,t
BABI
PENDAIIULIJAN
Speech caAas nerupakan aspek yans D€nti.a dari relekomunikosi
noden. Sp.ach codi"g
^d^l^h
suatu
Semn pokot ddi sps,., .o/i,s
pross srctra digitd dan sinyal saralll
adalah untuh newakili sinyat suar! densan
jumlah bn yang palins sedikit t6pa bnalu nenAuranei kralitas su.R Unluk
nenMpai kualitd suan yms mmdekaii sua6 asli den8an ba rare yalrg rendah.
algoritma penelodem menempkan netoda cMggih untuk mengumngi
tmborosn bil de.ga.
ua
sbinAga
lulius
m€nghilangkan
infonsi
suda yang dihasilkan telap nendekali sutra asli.
StD.., C&/eru terdni ddi dua
komponen yaitD eh.odet
sinyal sua6 analos
(,
Eeknensi naksimum
s{t) Sinyal Naktu diskit
d,).
Sinyal
dhampli.e pada
ini henudid
rdre, = 2/tqr di
d^n.tdadet
mana
/*
rzr€lo/, .d;,g
elah satu ddi
(PCM, AD?CM) atau
codi,a (RPE-Ltp. tl sELp, cEL?. MELP) ft I
\PE-LIP (Regtlat P
le ltcxe.l Lotg
konuniksi bergedk (cSM)
Tem Predict'on) digDna]n
Fda
sistem
ie
yang telah dicuplik akan dia.alisis nengsumkan melode LpC
Miciw
adatah
yang disafrplins ditandai dengan
dikod€kan de.san n€ngsunaka.
b.h€rapa tetn;k penskodean s€peni
FtmtiL
yang ridak relevan dari sinyal
Codirg)
|IhEiniesi seara
Dri
Pada sisi p€neirim RpE-LTp, sinyal
(Zr,a/
analhis alan diperol€h koefisien LpC yang sela.jnthya
skalar arau vehor. Unruk
nereprestdikm koefesie. L?C.
l-PC nempunyai beberapa m€todaatnt^lain Lire Spe.t
al tueq encies.!St),
Refleclion caefr.ients
Aftn
Gc). A tawetatiM (ac), t.o8 afea /?ari,r o-AR),
e oJ R4lectia" coefrciqrs (ASRC), /'p,./.'e
&lrel ( lR)
dan lain
la'n
.4s9,".vr
OJ t
p synhetn
fll
Metoda lang sering digunakan uftuk menperclch pdanerer LPC adalah
fretoda LAR. Salah
etu
orang yang De'lama kali mempelajri untuk aliematif
repBenrsi unruk filrer LP
oembandingkan antan
adalah oleh
cfay
et al pada labun 1917111.
ndla.rat coefli.ie"ts
(P,a),
Afcn e oJ Rellecti c&tcid,rs (AsRc).
mengenukalan
bah
wa dalan
k
uantisasi
mengLuantissi setiap Eane dan
(de.gan rala{ara
skal
Lq
Bs
Area Ratios (L^RJ d^n
Atal dan
KK
dibutuhkan sekitar 12
LPC Unruk
ctuy et sl
mencapai
40bitunluk
lingkd
spekd dntosi 1 dB d^n .- 2:/r dari lotal
Patiwal
k€layakan
frame yang
nenpunyai spekral disloGi 2 dB) LAR menbutuhkan pemnbahan 4 bil untuk
frencapai kelayaka. itu
[3] Alan
tetapi nenurut laliwal,
qta spehml dislosi tane lebih kecil dibandingkan dengan
LSI nenpunyai Blameroda yang lain dan
LSI juga netupakan h€toda yang bagus unruk interpolasi dari LPC[8]
Sejak tahun 80-an EpresenrasiLSF lebih banyak dipakai untukkuanrisasi
dari pamnder LPCITI Mtrkxs vaalgafraa menj€laskan bahM neloda LS!
nampu neneurangi bir rate sekitd 25olr]0% jika dibandingkan dengan netoda
LAR d€ngan hasil laalilas slara yang sama[?] Sebalikny4 dengan n€nyamakan
bn rare antaa LSF dengan
LA& nata u.tuh
netoda
LSI
akan menghasitkan
knalilas suara yang l€bih basus ka.ena seEakin besr bit rate yang dipakai,
taaliras sum yang dihasilkan jlea snakin bagus
Pada penelitian sbelumnya, Nawsrizal
(snDki. nendekari
suam asli)
frenalai metoda LAR
unruk
paraheld LPC[3] pada RPE-LTP I1,6 kbps Hasil yans didapatkm adalah rdjadi
penutunan kualitas suam dengan n€matai
dengan kuadnasi skalar (13
ku.risdi
vehor yang dibmdingkai
kbpt
Tuga alhn ini benujuan untuk m€mp€.baiki klalitd suab
penglod€n suad RPE-LT?
il.6
pada
kbps de.gan oensgunalan n€toda LSF dan
nembandingkannya d€ngan metodaLAR
I
Dapat menbenhn ganbaran rmlang neroda neloda yang digumkan
untuk nenp€roleb pam€ter LPC
2
Dapal denbenkan ganbara.
I
Dapat mengganbrkan pengatuh p€molaiM neroda LSF d€nean LAR
pada
4
unun lmtmg nerode LSF
N-!F.L'|P spee.h co.leL
Dapal nenberikan inspidsi unluk digrnalan pada apliksi yang lain.
Pada tugas akhir
ini
hanya difokuska. pada pdbandingan penaloian
oetod€ LSI d€nga. LAR unluk nenp{oleh p.raheter LPC pada peran€nsan
FosLodean sua6 RPE-LTP 116 Kbps. Kuanrissi ya.g diguna*a. adalah
bdtisai veko! densm
&.gr
bukukode tipe
neqgunalan SQNR (.t/g'ol-t
@r kueliesi
il1, ,t€a., .,Aroor.
,Stntit
i.EMbie
RatioJ
M€roda
r
dilji
uk metihar
dan p€ftilungan rata-rata SegSNR (l],F,r€,/a/ Sigtut to Noise
P@b) u.tuk kuahas suara denean nenasukkan inpul
y
g saha Kuantissi Aar,
a]\Bv
KDSIN'PULAN DAN SARA\
I
Nllai ralajala
llcansqs\R
RPE LTP ]1.6 Kbps vang did.pir de'B n
mengsunakan mctoda LSF adrlah sebesar 1!,86J? dB dan mcroda LAR
scbcsar 10.,1053 dB
Rxra rala SQNR pada hetoda LSI adala[ seherar 23.]51125 dB donrara
rara SQNRunluk
ndrda LARadalah
4 6:i17:175 dB
RIjE,LTI
|,6
datat neningkalkan Nleanseas\R sebesa,2.,1579 dts
dsn
Pe ggunaan Meroda l.SF sebagai representasi LPC pada
thN
nrenrDskatkan SONR 2r.7166s75
menggunakan
mdoda
IAR
dB riha
dibandinskan dengan
Pcningkaiai NleanSegSNR berani
meninskatnya kuahas suxra dan peningkatan SQNR berani memperkecit
LSF mcmiliki nilai koeiisien yang remrtr. sehingga dapar memperkccjl
.rcr
klanthasiyang mcnealibaikan kuatnrs suara njenradi lebih bagus
n
iIi
sebaikny. diianjLrtlon pada lrsas akhn bcrjkurnla dLmaia
loda LSF
iii
pada apllkasi peng l\dean
J
rhFldnnra
r|LlK
CELP .1.3 Kbps. VFI P 2.,1 Kbp s drl
),m. aihriF-lllxtat
dengan bn rare
seoEfri
}]i
KraA
yaie k{iltjdak terlalu nenguranei lualitas suara
il
T.mnmna ln|ry.].ri.r .f LDL.r PtullL.n
trl lslaDr,
arltg Nhner'rhcns. VcC,Ll Unr!€Env Monteal
t2l
l:t
t4l
L.r
Kon'loa A
M D{tdl
trr,,^.
N4urrd
Pe.arcrngan Diffc'cnliaL veclor Qtrbrzer
t,t li)r
NewYork 'N
1995
.!,?e.n (
W,ley ?ubl,sher
pad. RPI-ITP Spee.h Coddr
ll.6
Rit
dr
lengguDaannla
kbps Sknpsi, Uni!*siras
YodEs ALg.rirhd ,rRl ll\citoho l,
tnt lr".rcrir,
Andala5
(N{ELI,) Lnruk
Suara dengar Ktraltas Tn!-c, dan Lau B r Rend.h
In*itu! J eknologi Baidung,
\$r dirr io i! i bDiLtri:r P!bl,kluL.ltr!trr\Lh ra01r.!t0r ta Ddl
Pcmanpairr Srny.l
t5t
K l,tbn funt d Ll h't.t1i.nk t.tlw
t,Sl Patlr'ete^ lt\th:11litlh\ snat t. UnrvdGriyotWaretoo
Lrhoun, Farslrad and Khandan. Ann
.IStt.J'
tfl
Adipndara. Rudy
[7]
vugrmm.
t3l
d
Resman. PcDgeMhn Sura Nlanue. Denlan lvlebdc
tr.o". rrq:d,\ ,' L rro;,r", ratr I .\e\.: \: -.
Nlarkus.
t ,' k!:/1\o.s. dtt.t
r.".
L)nnha rott,i srach (.tlh,N
lvLeer Theis. Hels'nki Untre6't) of Technology. l9aq
lint rlLr r..L {rs h$ i p!bh!if.n\ t;6r Ns.s rx. lxmtu DLt Drtt
Ahl. B
.rill4
S dan Palrwal. K
rn,rd
K
titlittd tuktO d
Lah.raro,
i.s \l,triivH'll 'di.r.l
l9cl
t.pl-t,ata t.t.r\
^TAT
trl
\DM
Zh\in tht ll'(illhteJ S tt)fktLneSptt n l,ait1..N.^j
Spuch
Maser Thers. Hehinkr LDr!errr' olTechnolosv, 200:l
lr0l
Lccrures Banl. P6l \,1 tn. .L.h
iecIDoloeical Aodediclndrlutc llo]on
htlpJA{e
hart
ro
,ir!! stsndl ttat.\'nF
a. l/Slafi/commEno/l/clrae Bank,VoiceS o.a
]!qlq)€cc]]Pari3 odf
process
SPE ECE CODER 11.6 KBPS DENGAN MENC-GTNAKAN
METODA LSF
TUGAS AKHIR
Sebagd Sllafi Saru SFmr lttrrlk M.ny.ldrikrtr
di Jtrrusrn T.knik El.krre frlolt$ T.ktrik
P.ndidil,n tihlp Stmta r
Univ.Bitq Anddd
Oleb :
M. RIDWAN
BP: 00 u5 031
Penbimbi.s:
IKIIIVEIA ELFTTNI MT
NIP, 132 2sE s67
JURUSAN TEKNTK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITAS ANDALAS
PADANG
2007
wF.L.tP lRegnat P he
pada sisten komunikasi
bdgeftk (GSI,[).
di@prik dianarisis nenggun
Spectral Frcquenctes
b.iteA
lan net
Lo,g
tbt
Prc.lictior) dicrtuk^n
Pada
RIE-LTP, sinyal suda ya.g teldh
de LPC
(t.ntur Predictift Co.lind Lnc
(LSI) merupakan sualu represnlasi att@tif urtuk
pdmeler LlC. Pada tugas akhir ini. digunakan neroda
Iruqle,rirs
Jpd.fu/
(LSF) untuk merepresntasikan koefesien L?C pada RPE-LTP I 1,6
tbps. ?eneliian
penogmman
tr,,
ini
dilakukan
sdda sidulsi
dengan menggunalan bafissa
MATLAB v€6i ?.0124704 (Rl4) Kuadtisi ydg
adalah loantisasi
vekor lada pm€lilian ini,
pemakaian hetoda
m€.ingloikM hralitas suda dengan ManS€gSNR
nenpdtecil eror kudrisdi
dibandinskan densan Metoda
sb€s
disuna]{an
LS! mnpu
24579 dB
d!
dengan SQNR sb€sar 23,?1668?5 dB jika
LAR
RPELTP. Line Specnal Freq encies (LSI) , I-PC, MemSegSNR,
,soiv,t
BABI
PENDAIIULIJAN
Speech caAas nerupakan aspek yans D€nti.a dari relekomunikosi
noden. Sp.ach codi"g
^d^l^h
suatu
Semn pokot ddi sps,., .o/i,s
pross srctra digitd dan sinyal saralll
adalah untuh newakili sinyat suar! densan
jumlah bn yang palins sedikit t6pa bnalu nenAuranei kralitas su.R Unluk
nenMpai kualitd suan yms mmdekaii sua6 asli den8an ba rare yalrg rendah.
algoritma penelodem menempkan netoda cMggih untuk mengumngi
tmborosn bil de.ga.
ua
sbinAga
lulius
m€nghilangkan
infonsi
suda yang dihasilkan telap nendekali sutra asli.
StD.., C&/eru terdni ddi dua
komponen yaitD eh.odet
sinyal sua6 analos
(,
Eeknensi naksimum
s{t) Sinyal Naktu diskit
d,).
Sinyal
dhampli.e pada
ini henudid
rdre, = 2/tqr di
d^n.tdadet
mana
/*
rzr€lo/, .d;,g
elah satu ddi
(PCM, AD?CM) atau
codi,a (RPE-Ltp. tl sELp, cEL?. MELP) ft I
\PE-LIP (Regtlat P
le ltcxe.l Lotg
konuniksi bergedk (cSM)
Tem Predict'on) digDna]n
Fda
sistem
ie
yang telah dicuplik akan dia.alisis nengsumkan melode LpC
Miciw
adatah
yang disafrplins ditandai dengan
dikod€kan de.san n€ngsunaka.
b.h€rapa tetn;k penskodean s€peni
FtmtiL
yang ridak relevan dari sinyal
Codirg)
|IhEiniesi seara
Dri
Pada sisi p€neirim RpE-LTp, sinyal
(Zr,a/
analhis alan diperol€h koefisien LpC yang sela.jnthya
skalar arau vehor. Unruk
nereprestdikm koefesie. L?C.
l-PC nempunyai beberapa m€todaatnt^lain Lire Spe.t
al tueq encies.!St),
Refleclion caefr.ients
Aftn
Gc). A tawetatiM (ac), t.o8 afea /?ari,r o-AR),
e oJ R4lectia" coefrciqrs (ASRC), /'p,./.'e
&lrel ( lR)
dan lain
la'n
.4s9,".vr
OJ t
p synhetn
fll
Metoda lang sering digunakan uftuk menperclch pdanerer LPC adalah
fretoda LAR. Salah
etu
orang yang De'lama kali mempelajri untuk aliematif
repBenrsi unruk filrer LP
oembandingkan antan
adalah oleh
cfay
et al pada labun 1917111.
ndla.rat coefli.ie"ts
(P,a),
Afcn e oJ Rellecti c&tcid,rs (AsRc).
mengenukalan
bah
wa dalan
k
uantisasi
mengLuantissi setiap Eane dan
(de.gan rala{ara
skal
Lq
Bs
Area Ratios (L^RJ d^n
Atal dan
KK
dibutuhkan sekitar 12
LPC Unruk
ctuy et sl
mencapai
40bitunluk
lingkd
spekd dntosi 1 dB d^n .- 2:/r dari lotal
Patiwal
k€layakan
frame yang
nenpunyai spekral disloGi 2 dB) LAR menbutuhkan pemnbahan 4 bil untuk
frencapai kelayaka. itu
[3] Alan
tetapi nenurut laliwal,
qta spehml dislosi tane lebih kecil dibandingkan dengan
LSI nenpunyai Blameroda yang lain dan
LSI juga netupakan h€toda yang bagus unruk interpolasi dari LPC[8]
Sejak tahun 80-an EpresenrasiLSF lebih banyak dipakai untukkuanrisasi
dari pamnder LPCITI Mtrkxs vaalgafraa menj€laskan bahM neloda LS!
nampu neneurangi bir rate sekitd 25olr]0% jika dibandingkan dengan netoda
LAR d€ngan hasil laalilas slara yang sama[?] Sebalikny4 dengan n€nyamakan
bn rare antaa LSF dengan
LA& nata u.tuh
netoda
LSI
akan menghasitkan
knalilas suara yang l€bih basus ka.ena seEakin besr bit rate yang dipakai,
taaliras sum yang dihasilkan jlea snakin bagus
Pada penelitian sbelumnya, Nawsrizal
(snDki. nendekari
suam asli)
frenalai metoda LAR
unruk
paraheld LPC[3] pada RPE-LTP I1,6 kbps Hasil yans didapatkm adalah rdjadi
penutunan kualitas suam dengan n€matai
dengan kuadnasi skalar (13
ku.risdi
vehor yang dibmdingkai
kbpt
Tuga alhn ini benujuan untuk m€mp€.baiki klalitd suab
penglod€n suad RPE-LT?
il.6
pada
kbps de.gan oensgunalan n€toda LSF dan
nembandingkannya d€ngan metodaLAR
I
Dapat menbenhn ganbaran rmlang neroda neloda yang digumkan
untuk nenp€roleb pam€ter LPC
2
Dapal denbenkan ganbara.
I
Dapat mengganbrkan pengatuh p€molaiM neroda LSF d€nean LAR
pada
4
unun lmtmg nerode LSF
N-!F.L'|P spee.h co.leL
Dapal nenberikan inspidsi unluk digrnalan pada apliksi yang lain.
Pada tugas akhir
ini
hanya difokuska. pada pdbandingan penaloian
oetod€ LSI d€nga. LAR unluk nenp{oleh p.raheter LPC pada peran€nsan
FosLodean sua6 RPE-LTP 116 Kbps. Kuanrissi ya.g diguna*a. adalah
bdtisai veko! densm
&.gr
bukukode tipe
neqgunalan SQNR (.t/g'ol-t
@r kueliesi
il1, ,t€a., .,Aroor.
,Stntit
i.EMbie
RatioJ
M€roda
r
dilji
uk metihar
dan p€ftilungan rata-rata SegSNR (l],F,r€,/a/ Sigtut to Noise
P@b) u.tuk kuahas suara denean nenasukkan inpul
y
g saha Kuantissi Aar,
a]\Bv
KDSIN'PULAN DAN SARA\
I
Nllai ralajala
llcansqs\R
RPE LTP ]1.6 Kbps vang did.pir de'B n
mengsunakan mctoda LSF adrlah sebesar 1!,86J? dB dan mcroda LAR
scbcsar 10.,1053 dB
Rxra rala SQNR pada hetoda LSI adala[ seherar 23.]51125 dB donrara
rara SQNRunluk
ndrda LARadalah
4 6:i17:175 dB
RIjE,LTI
|,6
datat neningkalkan Nleanseas\R sebesa,2.,1579 dts
dsn
Pe ggunaan Meroda l.SF sebagai representasi LPC pada
thN
nrenrDskatkan SONR 2r.7166s75
menggunakan
mdoda
IAR
dB riha
dibandinskan dengan
Pcningkaiai NleanSegSNR berani
meninskatnya kuahas suxra dan peningkatan SQNR berani memperkecit
LSF mcmiliki nilai koeiisien yang remrtr. sehingga dapar memperkccjl
.rcr
klanthasiyang mcnealibaikan kuatnrs suara njenradi lebih bagus
n
iIi
sebaikny. diianjLrtlon pada lrsas akhn bcrjkurnla dLmaia
loda LSF
iii
pada apllkasi peng l\dean
J
rhFldnnra
r|LlK
CELP .1.3 Kbps. VFI P 2.,1 Kbp s drl
),m. aihriF-lllxtat
dengan bn rare
seoEfri
}]i
KraA
yaie k{iltjdak terlalu nenguranei lualitas suara
il
T.mnmna ln|ry.].ri.r .f LDL.r PtullL.n
trl lslaDr,
arltg Nhner'rhcns. VcC,Ll Unr!€Env Monteal
t2l
l:t
t4l
L.r
Kon'loa A
M D{tdl
trr,,^.
N4urrd
Pe.arcrngan Diffc'cnliaL veclor Qtrbrzer
t,t li)r
NewYork 'N
1995
.!,?e.n (
W,ley ?ubl,sher
pad. RPI-ITP Spee.h Coddr
ll.6
Rit
dr
lengguDaannla
kbps Sknpsi, Uni!*siras
YodEs ALg.rirhd ,rRl ll\citoho l,
tnt lr".rcrir,
Andala5
(N{ELI,) Lnruk
Suara dengar Ktraltas Tn!-c, dan Lau B r Rend.h
In*itu! J eknologi Baidung,
\$r dirr io i! i bDiLtri:r P!bl,kluL.ltr!trr\Lh ra01r.!t0r ta Ddl
Pcmanpairr Srny.l
t5t
K l,tbn funt d Ll h't.t1i.nk t.tlw
t,Sl Patlr'ete^ lt\th:11litlh\ snat t. UnrvdGriyotWaretoo
Lrhoun, Farslrad and Khandan. Ann
.IStt.J'
tfl
Adipndara. Rudy
[7]
vugrmm.
t3l
d
Resman. PcDgeMhn Sura Nlanue. Denlan lvlebdc
tr.o". rrq:d,\ ,' L rro;,r", ratr I .\e\.: \: -.
Nlarkus.
t ,' k!:/1\o.s. dtt.t
r.".
L)nnha rott,i srach (.tlh,N
lvLeer Theis. Hels'nki Untre6't) of Technology. l9aq
lint rlLr r..L {rs h$ i p!bh!if.n\ t;6r Ns.s rx. lxmtu DLt Drtt
Ahl. B
.rill4
S dan Palrwal. K
rn,rd
K
titlittd tuktO d
Lah.raro,
i.s \l,triivH'll 'di.r.l
l9cl
t.pl-t,ata t.t.r\
^TAT
trl
\DM
Zh\in tht ll'(illhteJ S tt)fktLneSptt n l,ait1..N.^j
Spuch
Maser Thers. Hehinkr LDr!errr' olTechnolosv, 200:l
lr0l
Lccrures Banl. P6l \,1 tn. .L.h
iecIDoloeical Aodediclndrlutc llo]on
htlpJA{e
hart
ro
,ir!! stsndl ttat.\'nF
a. l/Slafi/commEno/l/clrae Bank,VoiceS o.a
]!qlq)€cc]]Pari3 odf
process