Algoritmos de busca em codificadores ACELP

Resumo: Esse trabalho apresenta uma revisão do processo de codificação de voz baseado em predição linear com excitação por códigos (CELP), assim como um estudo sistemático e aprofundado dos algo ritmos de busca utilizados em dicionários de multi-pulsos algébricos, que caracterizam os codificadores ACELP. Além do estudo de diversos tipos de algoritmos de busca existentes, propõe-se aqui um novo método, denominado de busca seqüencial de posições. Os algoritmos de busca são descritos com uma notação homogênea e representados através de pseudo-códigos. Além disso, são feitas análises dos algoritmos no que diz respeito à complexidade e à qualidade de voz através da inserção dos mesmos nos codificadores G.729 e GSM-AMR, que pertencem respectivamente aos organismos de padronização ITU-T e ETSI. As medidas levantadas mostram que, quando comparado com os algoritmos de busca adotados pelas padronizações atuais de codificação de voz, a busca seqüencial de posições requer um esforço computacional consideravelmente menor, ao custo apenas de uma pequena degradação na qualidade perceptual da voz codificada. Ainda no âmbito da redução do tempo gasto no processo de busca nos dicionários algébricos, este trabalho também apresenta uma análise do impacto da implementação otimizada dos algoritmos de busca no desempenho do codificador como um todo, questão que surge com a utilização de processadores digitais de sinais modernos com alto nível de paralelismoAbstract: This work presents a review of the code-excited linear predictive (CELP) voice coding scheme, and a detailed and structured study of the search algorithms for algebraic multipulse codebooks (ACELP). In addition to the study of the current algorithms, this work also proposes a new search method, named as position-sequential search. Throughout this work the search algorithms are described using a common notation and represented by pseudo-codes. The computational complexity and perceptual quality of the search algorithms have been measured by the use of the ITU-T G.729 and the ETSI GSM-AMR speech coding standards. The implementations showed that in comparison to standard search procedures the position-sequential search causes only a slight degradation in voice quality, whereas providing a significant reduction in computational complexity. In the sense of reducing the time spent in the search process, this work also analyzes the impact of the optimized implementation of search algorithms on the global performance of the coding process. This question arises in algorithm implementations in modern digital signal processors with a high level of parallelis