>[Go To Best Hit]
Каждый год от рук своих военнослужащих в силовых структурах России гибнет более 500 человек. А в армии США, которая по численности почти на 40 процентов больше российской, лишь 28. Причем у нас расстрелы сослуживцев уже приняли характер эпидемии. Вот лишь краткая хроника самых кровавых преступлений в армии.
16 января 2000 г. - на полигоне Кура на Камчатке, где испытывают баллистические ракеты, часовой расстрелял разводящего и двух караульных.
7 апреля 2000 г. - в воинском эшелоне с секретным грузом солдат расстрелял 8 военнослужащих группы сопровождения.
13 сентября 2000 г. - рядовой из подмосковной части убил двух сослуживцев и ранил еще одного.
30 сентября 2000 г. - сержант батальона охраны особо важных объектов убил двоих караульных и ранил восьмерых.
2 мая 2001 г. двое военнослужащих в пригороде Читы убили капитана и генерала.
4 августа 2001 г. на станции Абакан караульный застрелил четверых своих товарищей.
>Код: Y00-389552 Государство: Россия
>Источник: Правда России Регион: Город Москва
>Дата: 24.05.2000 Город: Москва
>Номер: 019 Автор: Борис ГОЛЫШЕВ
>Страница: -
>АТЛАНТЫ СОВЕТСКОЙ ГРАНИЦЫ.
>28 МАЯ ДЕНЬ ПОГРАНИЧНИКА
>Советский Союз и Россия имеют самую протяженную и наиболее сложную во всех отношениях государственную границу. Благополучие и безопасность нашел державы всегда были напрямую связаны с порядком на ее рубежах. Никто из послевоенных руководителей Пограничных войск не оставил своих воспоминаний. А это, как правило, были крупные политические и военные деятели, выдающиеся организаторы и подлинные патриоты нашей великой Родины.
>Правда, есть одно исключение. Генерал А. Николаев был приставлен Б. Ельциным к Погранвойскам, потоптался там, как слон в посудной лавке, и выпустил книгу о своей "реформаторской" деятельности. До не о нем пойдет речь.
>Павел Зырянов
>Генерал-полковник П. Зырянов двадцать лет (1952-1972 гг.) командовал Пограничными войсками Советского Союза. Он возглавил их вскоре после Великой Отечественной войны. Под его руководством мелкие пограничные округа, дислоцированные, как правило, в границах союзных республик, были объединены в мощные оперативные объединения, такие, как Закавказский, Среднеазиатский, Западный и другие округа. В то же время активно внедрялась техника в охрану государственной границы. Практически на всей протяженности сухопутной границы СССР были введены в строй электросигнализационные системы. Количество безнаказанных нарушений границы стало резко сокращаться и было доведено до десятка-полутора в год, не говоря уже о групповых прорывах. Пограничные заставы были оснащены автомашинами, новой техникой связи, радиолокационными станциями, приборами ночного видения и другой техникой. На морских участках границы дивизионы сторожевых кораблей были преобразованы в отдельные бригады. Широкое внедрение вертолетов и самолетов существенно усилило надежность охраны государственной границы. Пограничные войска, численностью порядка двухсот тысяч человек, сложились как стройный, хорошо управляемый военно-технический организм, с добротной системой подготовки кадров и великолепными традициями. А управлял этим сложным механизмом центральный аппарат, численностью менее ста человек. Всего в войсках было чуть больше двадцати генералов. Павел Иванович имел непререкаемый авторитет среди высшего руководства страны, хотя и не был заместителем председателя ГКБ. Его уважали и всегда гостеприимно встречали руководители партийных, советских и хозяйственных органов на местах. Авторитет войск был очень высок. По всему периметру огромной советской границы воины в зеленых фуражках олицетворяли не только безопасность наших рубежей, но и образец организованности, сплоченности и дисциплинированности.
>Павел Иванович был чужд светских манер общения. Он выглядел сосредоточенным и ровным в своем отношении ко всем людям. Внимательно и терпеливо выслушивал собеседника. Не любил многословия, всегда четко и ясно ставил задачи. Никто и никогда не слышал от него бранного слова и грубости. Хотя иногда с юмором, но без унижения говаривал, например, так: "Вот Матвей, сын Кузьмы, задал мне задачку..."
>Павел Иванович постоянно держал на примете работу с молодежью, терпимо относился к "закидонам" некоторых комсомольских вожаков и считал необходимым не реже одного раза в неделю встречаться с помощником по комсомолу. А если последний забывал зайти к нему, звонил сам и с укоризной говорил: "Что же вы, Владимир, сын Ивана, не заходите ко мне, прошу..." Некоторые сослуживцы считали Павла Ивановича в какой-то мере консерватором в области службы. Но именно он решился на самый крупный эксперимент за все время существования советских Пограничных войск. По-нынешнему выражаясь, предлагалось испытать вахтовый метод несения службы. Он обеспечивал учебу детей офицеров и прапорщиков, более упорядоченный их отдых и быт, работу жен постоянного состава, системную учебу всех категорий военнослужащих. Павел Иванович вложил всю душу в этот эксперимент, но он не прижился на границе при всей его внешней привлекательности. Не поддержало его и вышестоящее руководство, а затем увильнули и те, кто хвалил этот проект. В то же время нельзя списывать его результаты в архив. На определенных участках границы, при стабильной обстановке он в будущем еще может быть востребован. Этот эксперимент, кроме того, навсегда останется в памяти пограничников еще и тем, что за годы его проведения было построено около тридцати великолепных комплексов для пограничных отрядов со всеми удобствами, в том числе в Арктике. Генерал П. Зырянов был пытливый и смелый военачальник. Он постоянно искал возможность повышения эффективности пограничной службы, улучшения жизни и быта пограничников. Особое внимание, трогательную заботу и терпение он проявлял к выращиванию кадров. Уходя в запас, он передал своей смене великолепный кадровый корпус и войска на высшей точке их организационно-технического уровня и качества служебно-боевой деятельности. Сам же он был очень скромен в личной жизни. Один из его сослуживцев как-то сказал: "Мудрый человек, ума палата". И он был близок к истине. Жаль только, что память о замечательном военачальнике, который сформировал современный облик Пограничных войск, не нашла своего должного отражения в именах частей, застав и кораблей.
>Вадим Матросов
>Генерала Вадима Александровича Матросова уважали все - от рядового пограничной заставы до Генерального секретаря ЦК КПСС, премьеры, президенты сопредельных государств. Высокий, стройный, подтянутый, с копной седых волнистых волос, остроумный и компанейский, он притягивал к себе людей независимо от возраста и пола. Вадим Александрович прошел хорошую школу жизни на фронте, в разведке, на штабной работе, к тому же обладал профессиональными юридическими знаниями. Ярко его организаторский талант проявился на должности начальника войск округа. Закавказский округ в тот период привлекал своими новинками в решении служебно-боевых задач. В управлении войск подобрались пытливые и широко мыслящие офицеры: начальник штаба генерал И. Борец, начальник политотдела генерал
>В. Песков, начальник отдела службы полковник А. Власов и другие.
>Учитывая то, что инженерно-технические сооружения были прижаты к самой границе и дорогам, успех действий застав подчас решали минуты и секунды. Под руководством генерала В. Матросова были тщательно проработаны в теории и опробованы на практике действия трех смежных застав по сигналу с электросигнализационных систем или по другим признакам нарушения границы. Таким образом, была создана система действий от пограничного наряда до управления войск округа. Все это потом легло в основу новых инструкций по охране государственной границы СССР У В. Матросова было какое-то необъяснимое чутье на нарушителя. Например, на участке Гадрутского пограничного отряда на узкой полоске земли трое суток искали попытавшегося прорваться нарушителя. Все прочесали, до последнего клочка земли и не нашли. Пришли к выводу, что там его нет. А генерал В. Матросов утверждает, что он там, ищите. Еще раз поднатужились, ругаясь про себя, но нашли преступника. Так же примерно обстояло дело, когда на Черноморский берег с подводной лодки высадили агента одной из западных спецслужб.
>Особый период в биографии генерала В. Матросова - война в Афганистане. Он проявил себя там как мастер подготовки и проведения войсковых операций. Пограничники первыми вошли в эту страну и последними вслед за 40-й армией покинули ее. Они прикрывали на сопредельной территории наш государственный рубеж в полосе от 100 до 200 километров. Почти за десять лет на советскую землю не проникла ни одна банда и не было по существу ее обстрела. За это время ни один пограничник, ни живой, ни мертвый, не попался в руки моджахедов. Пограничники вели постоянные боевые действия и несли минимальные потери: 494 человека почти за 10 лет. Все эти годы генерал В. Матросов каждодневно лично руководил боевыми действиями, никому не передоверял этот важный участок. Он побывал почти во всех подразделениях на афганской территории. При организации наиболее крупных операций вникал во все детали, в отдельных случаях на месте осуществлял руководство боевыми действиями. Так, например, он взял на себя осуществление войсковой операции в районе Тулукана. Пограничники, используя свой опыт службы, довольно быстро вписались в афганскую обстановку: установили дружеские отношения с населением, создали дома советско-афганской дружбы. Квалифицированно работала и наша агентурная разведка. Проведение некоторых операций обходилось ее данными, без востребования войсковой разведки. Генерал В. Матросов быстро схватывал особенности и нестандартный характер войны в Афганистане, поддерживал новые тактические приемы и средства вооруженной борьбы. Так, показали свою эффективность десантно-штурмовые группы, усиление разведывательных сил в подразделениях и многoe другое.
>На Западе отслеживали и изучали опыт Погранвойск. Это даже стало предметом рассмотрения в английском парламенте.
>Вадим Александрович был недюжинной фигурой, в которой сочетались как плюсы, так и минусы. Это был дальновидный и осторожный политик, умелый дипломат, крупный военачальник и масштабный руководитель спецслужбы. Многие из сослуживцев вспоминают оригинальные шутки командующего. Как-то во время афганской войны он десять суток был в горах Памира. После этого в Душанбе его пригласил в баню (это была его слабость) председатель Совета Министров республики. Посидели, обменялись информацией и анекдотами, и вдруг В. Матросов говорит: "Я прошу налить генералу "3" бокал водки, а то он вот уже две недели изображает не свойственный ему образ непьющего". Вадим Александрович был заядлым, но незлостным охотником.
>Один раз на Камчатке попал под медведя, еле жив остался. В другом случае сопровождавший офицер всадил ему в ногу по ошибке мелкой дробью и сам чуть не умер от страха. "Что ж ты лупишь по мне, - спокойно сказал Вадим Александрович, - я ведь не кабан".
>У кабинета генерала В. Матросова, как и у его предшественника, никогда не было охраны. Любой человек, будь то офицер, прапорщик или работница, мог встретиться с ним.
>При нем пограничная застава, корабль были центром приложения усилий всех органов управления. Побывать в пограничном отряде и не поработать на заставе считалось неэтичным.
>Илья Калиниченко
>Илья Калиниченко родился на границе в семье замполита части. С первого до последнего дня жизни он был неразрывно связан с защитниками державных рубежей В Ленинградском суворовском, а затем в Московском пограничном училище его характер формировали пограничники-фронтовики Сам он по натуре везде и всегда был лидер Природа щедро одарила его мощной фигурой и силой Геркулеса Одиннадцать первых разрядов по различным видам спорта и множество побед на соревнованиях свидетельство того Служба его проходила не всегда гладко, и это во многом связано с честной и твердой позицией в жизни
>У армейцев есть поговорка кто прошел Кушку, Мары и Кызыл-Арват, тому уже не страшен ад По сравнению с нашими заставами в песках и в горах, эти города казались мегаполисами Кстати, капитан И Калиниченко был три года комендантом в Кушке А после этого 28-летнего офицера направили начальником штаба одного из самых трудных пограничных отрядов в Советском Союзе - в Кызыл Атрек До ближайшей железнодорожной станции - 250 километров по пескам, вода - по норме, песчаные бури, жара за сорок и тд Пограничный отряд был одним из лучших не только по службе, но и по спорту, самодеятельности Ударной силой волейбольной команды были майоры И Калиниченко и В Нагибин (начальник политотдела)
>Илья Яковлевич Калиниченко прошел трудную и хорошую школу командной работы, будучи начальником пограничного отряда и начальником штаба Дальневосточного пограничного округа Затем ему поручили возглавить Прибалтийский пограничный округ в связи с серьезными происшествиями, имевшими там место Илья Яковлевич быстро разобрался в обстановке и решительно усилил охрану морского участка границы Под его руководством была существенно доработана и внедрена в служебную практику единая система действий кораблей, радиотехнических постов и самолетов (вертолетов) Командующий придавал исключительное значение обучению и воспитанию офицеров застав Сборы с ними проходили в духе состязательности и поиска не только в плане служебной и боевой подготовки, стрельбы, спортивных игр, но и самодеятельности и выпуска стенгазет
>Генерал И Калиниченко был очень доступным, добрым человеком Любил бывать в компаниях товарищей и сослуживцев Это был человек широкой русской души, но его доверчивостью иногда злоупотребляли, особенно братья-кадеты (суворовцы)
>Генералу И Калиниченко выпала самая тяжелая доля из всех командующих Пограничных войск Он возглавил их когда "перестройка" уже набрала свои разрушительные обороты. Начались межнациональные конфликты в Средней Азии, в Азербайджане. Не встречая должного сопротивления со стороны власти, разрушались все инженерно-технические сооружения на границе. Как теперь уже хорошо известно, М. Горбачев из центра поощрял эти действия. Вообще, он имел "зуб" на пограничников. Выступая в Верховном Совете после возвращения из своего добровольного заключения в Форосе, он заявил, что Погранвойска "помогли" его блокировать там. Мне было поручено выяснить, "откуда ноги растут" через помощника генсека Шахназарова. Оказывается, его сын, известный кинорежиссер, прогуливаясь в районе Фороса, встретил двух солдат-пограничников с собакой. "Куда идете? " - спросил их кинодеятель.
>"Горбачева идем брать! " - ответили пограничники. Но Шахназаров и его высокий шеф не поняли солдатского юмора. Это и явилось причиной неудовольствия генсека. В сложное и напряженное время августа 1991 года генерал-полковник И. Калиниченко проявил себя как мужественный военачальник и политик.
>Пограничные войска были приведены в соответствующую степень боевой готовности и полностью поддержали меры оздоровления обстановки в стране. Но ГКЧП возможностями и влиянием войск в приграничье не воспользовались. Более того, Илья Яковлевич высказывал предложение использовать пограничников Московского гарнизона (без оружия) для приведения в порядок распоясавшихся хулиганов от "демократии", но не нашел поддержки. На одном из совещаний председатель КГБ категорически запретил использовать оружие. Генерал И. Калиниченко на это ответил: "В случае нападения на наши объекты оружие будем применять в соответствии с законом".
>С приходом в КГБ Бакатина, его открытое намерение разрушить эту организацию вызывало необходимость спасать Пограничные войска, пока до них не добрался этот герострат. Генерал И. Калиниченко проявил исключительную активность и настойчивость в том, чтобы вывести их из-под его подчинения. Илье Яковлевичу удалось сделать это, его даже утвердили главнокомандующим Пограничных войск СНГ.
>Но это продолжалось недолго, и вскоре генерал-полковник И. Калиниченко был вынужден уволиться. Он очень переживал и расстраивался, видя как дилетант в пограничном деле с авантюристскими наклонностями, встав во главе ФПС, разрушает дело рук нескольких поколений защитников советских рубежей. Однажды он резко высказался по этому поводу. Генерал А. Николаев даже не соизволил поговорить с Ильей Яковлевичем и уволил его с должности советника командующего.
>Богатырский организм и железная воля Ильи Яковлевича не выдержали многолетнего напряжения, а последний бестактный эпизод ускорил его смерть.
>P.S. В подготовке материала приняли участие генералы В. Виноградов, А. Згерский, П. Чиркин, полковники В. Бальев, В. Константинов, А. Урсин.
>Борис ГОЛЫШЕВ, генерал-майор.
>Страница 9
>Борис ГОЛЫШЕВ АТЛАНТЫ СОВЕТСКОЙ ГРАНИЦЫ. // Правда России (Москва).- 24.05.2000.- 019
>Публичная библиотека предупреждает всех своих пользователей, что за всеми публикациями, представленными в библиотеке, сохраняется право автора на использование своего произведения или иного владельца исключительных прав на использование произведения.
Код: Y99-876464 Государство: Россия
Источник: Компьютерра Регион: Город Москва
Дата: 12.04.1999 Город: Москва
Номер: 015 Автор: ЮРИЙ БРАУДЕ-ЗОЛОТАРЕВ
Страница: -
Сжатие речи.
ЮРИЙ БРАУДЕ-ЗОЛОТАРЕВ braudez@usa.net
При передаче речи по цифровым каналам связи, будь то сотовая или Интернет-телефония, самый важный вопрос - это сколько информации (число бит в единицу времени) придется передавать по каналам, чтобы снабдить пользователя качественной голосовой связью. Ответ на него в каком-то смысле определяет все - стоимость и качество предоставляемых пользователям услуг и аппаратуры, емкость и масштабируемость сети передачи данных и многое другое. Давайте посмотрим, с чем на сегодняшний день мы имеем дело, а чтобы было понятнее, о чем идет речь, загляните во врезку.
Сжатие речи при ее передаче сокращает объем передаваемых данных, затраты и, благодаря этому, позволяет снижать цены на услуги и привлекать новых пользователей. Именно поэтому рынок цифровой телефонии развивается под непосредственным технологическим диктатом ученых и разработчиков кодеков речи.
Очевидно, что только начиная с каких-то пороговых значений соотношения скорости передачи и доступной емкости каналов операторы связи имеют достаточную (для развития и своего, и рынка) прибыль. В настоящее время можно сказать, что этот порог уже превышен. Это привело к тому, что расценки на цифровую связь стали более чем конкурентны по сравнению с проводной аналоговой, а благодаря скорому переходу к кодекам речи на скорости порядка 2,4 кбит/с и ниже, цена минуты междугородного разговора может в ближайшие годы снизиться до нескольких центов за минуту. Тут уже из-за массовости услуги можно говорить о сверхприбылях, и неудивительно, что только ленивый на рынке сегодня не косит глаз в сторону услуг передачи речи.
Сказав про успехи, нельзя не сказать хотя бы пару слов и о недостатках. Качество звучания сжатой речи, что в сотовой, что в Интернет-телефонии, мягко говоря, "не очень". Некоторые (из тех, конечно, кто имеет такой выбор) до сих пор предпочитают аналоговые сотовые сети цифровым, поскольку в последних речь часто звучит механически, случаются посторонние звуки и т. п. - и все из-за сжимающих кодеков речи, так как в остальном цифровые протоколы передачи обеспечивают лучшее качество звучания. В компьютерной телефонии снижению качества мы, помимо кодеков речи, обязаны заметным запаздываниям сигнала и ошибкам при сборке пакетов. Впрочем, это болезни роста: понятно, что если с кодеком на 2,4 кбит/с "узкий" канал справляется с трудом, то на скорости 1,2 кбит/с проблем будет меньше. Да и пропускная способность компьютерных сетей возрастает настолько быстро, что в ближайшей перспективе сетевая задержка снизится в несколько раз и дефекты сборки пакетов будут маловероятны или исчезнут. И тогда и у пользователей, и у операторов на первое место могут встать высокие требования именно к низкоскоростным кодекам речи.
Речь представляет собой колебания сложной формы, зависящей от произносимых слов, тембра голоса, интонации, пола и возраста говорящего. Спектр речи весьма широк (примерно от 50 до 10000 Гц), но для передачи речи в аналоговой телефонии когда-то отказались от составляющих, лежащих вне полосы 0,3-3,4 кГц, что ухудшило восприятие ряда звуков (например, шипящих, существенная часть энергии которых сосредоточена в верхней части речевого спектра), но мало затронуло разборчивость. Ограничение частоты снизу (до 300 Гц) также ухудшает восприятие из-за потерь низкочастотных гармоник основного тона. А в цифровой телефонии к влиянию ограничения спектра добавляются еще шумы дискретизации, квантования и обработки, дополнительно зашумляющие речь.
Решающими в выборе полосы 0,3-3,4 кГц были экономические соображения и нехватка телефонных каналов. Более того, в те времена, когда время ожидания заказанного разговора составляло десятки часов, экономические ограничения привели к установке на трансконтинентальных линиях США и атлантическом кабеле так называемой аппаратуры J2, каналы которой и вовсе имели полосу 0,3-1,7 кГц. Такая аппаратура некогда работала и на линии Москва-Владивосток. Качество ее каналов едва достигало двух баллов MOS, но решающим оказалось двукратное увеличение числа телефонных соединений. Потребности пользователей в каналах сделали тогда вопросы качества речи второстепенными.
Для совместимости по полосе с распространенными аналоговыми сетями в цифровой телефонии отсчеты аналоговой речи приходится брать согласно теореме Котельникова с частотой 8 кГц - не меньше двух отсчетов на 1 Гц полосы. Правда, в цифровой телефонии существует принципиальная возможность использовать спектр речи за пределами полосы 0,3-3,4 кГц и тем самым повысить качество, но эти методы не реализуются, так как они вычислительно пока еще очень сложны. Впрочем, кое-что появляется: уже разработаны универсальные кодеки для компьютерной телефонии и мультимедиа, способные пристойно передавать не только речь, но и музыку. При полосе исходного сигнала до 6 кГц и тактовой частоте отсчетов около 16 кГц сжатый цифровой сигнал требует для передачи канал в 12 кбит/с. При этом оценка качества по критерию MOS может быть выше 4,5 балла.
Более подробно о механизмах речеобразования можно прочесть в соседних с этой статьях, а нам важно вот что: озвученная речь, представляющая большую трудность для сжатия, образуется с помощью звуковых связок человека. Скорость их периодических колебаний задает так называемую частоту основного тона (ОТ) - периодическую подпитку энергией голосового тракта человека, который представляет собой объемный резонатор. Голосовой тракт формирует спектральную окраску речи, или, другими словами, ее формантную структуру. Другое название голосового тракта - синтезирующий фильтр - нам более удобно, так как математическое описание речеобразования обычно ведется в терминах линейной фильтрации. Тогда, условно, речевой сигнал можно разделить на две составляющие, отвечающие за (1) ОТ (возбуждение фильтра) и (2) голосовой тракт (формантная структура сигнала). Соответственно, большинство на сегодня используемых алгоритмов, так или иначе, решают один вопрос - как наиболее эффективно выделить и сокращенно описать обе составляющие. А отрезки глухой речи при моделировании заменяют спектрально окрашенным шумом.
Линейное предсказание
Вкратце очень красивая идея линейного предсказания (ЛП) такова: сформировать из нескольких отсчетов речи линейную комбинацию, наиболее точно аппроксимирующую следующий отсчет (формула 1). Для этого сигнал речи сегментируют на блоки, обрабатывают окном и для каждого блока вычисляют автокорреляционную функцию (АКФ), число отсчетов которой обычно около 10. Оказывается, что такая АКФ содержит исчерпывающую информацию о формантном спектре речи на данном сегменте. На втором шаге находят решение системы линейных уравнений относительно коэффициентов предсказания - тех самых, что нужны для формирования синтезирующего фильтра. Фактически найденные коэффициенты задают спектральную модель голосового аппарата человека, и чем выше порядок ЛП (Р в формуле 1), тем точнее модель.
(1)
(2)
Пропустив исходную речь через фильтр, обратный полученному, мы получаем функцию, близкую к сигналу возбуждения.В ее спектре формантные области сглажены, а спектральный характер напоминает белый шум. Поэтому обратный фильтр также называют отбеливающим.
На третьем шаге параметры ЛП квантуются, после чего передаются на приемную сторону. А ошибка предсказания (разностный сигнал), обозначенный в формуле 2 через R(n), обрабатывается с целью выделения существенных для человеческого восприятия параметров. Например, в простейших кодеках ЛП передается период ОТ и мощность возбуждающих импульсов. В кодеке RPE-LTP таких импульсов уже несколько, а в кодеках CELP (code-excited linear prediction - ЛП с кодовым возбуждением) вместо передачи самих импульсов подбирается наиболее подходящая запись из набора хранящихся в заранее сформированной кодовой книге. Тогда, вместо самой последовательности можно на прием передать ее порядковый номер в кодовой книге. Однако существуют и другие подходы.
В любом случае по каналу связи вместо самой речи передают так или иначе выделенные и квантованные параметры предсказания, интервал и усиление ОТ, параметры возбуждения.
В декодере ЛП по принятым параметрам восстанавливают сигнал возбуждения, пропускают его через синтезирующий фильтр и так восстанавливают речь.
Пояснения сказанному приведено на рис. 1, где в верхнем ряду в осях время (в отсчетах) - амплитуда показаны осциллограммы фрагмента звонкой речи (на графике слева - исходный сигнал, справа - сигнал возбуждения ОТ, выделенный из речи). В нижнем ряду соответствующие верхним графикам спектры показаны в осях частота (в Гц) - амплитуда (в дБ).
На графиках речи и возбуждения отчетлива видна их квазипериодичность, отраженная линейчатостью спектров. В спектре звонкой речи на фоне общего спадания его к верхним частотам просматриваются три резонансные области - в районе 300 Гц, 1700 Гц и 2600 Гц, - описанные выше форманты. Спектр же возбуждения, сохраняя линейчатость (голосовые связки, вспомним, колеблются периодически), выровнен по амплитуде, или, как еще говорят, отбелен. Это происходит потому, что возбуждение носит случайный шумовой характер, хотя и следующий с некоторой периодичностью. Обратите также внимание на то, что энергия возбуждения много меньше энергии самой речи, то есть синтезирующий фильтр помимо спектрального окрашивания еще и усиливает входной сигнал. Говорят, что в ближней зоне сигнал возбуждения декоррелирован (статистически независим), что, кстати, усложняет его сжатие, и, напротив, в дальней зоне корреляция очень высока, достигая максимума в точке, равной периоду ОТ. Последнее свойство очень полезно, так как свидетельствует об избыточности, и в этом заложен большой ресурс для сжатия. Из-за периодичности сигналов присутствующий на показанном участке звонкой речи случайный компонент визуально обнаружить довольно трудно. Но он есть, и именно из-за него спектр речи в областях между гармониками частоты ОТ не спадает до нуля. Опыт разработки кодеков показал, что этот случайный компонент необходим для полноценного восприятия. Без него синтезированная речь звучит неестественно (вспомним, как иной раз разговаривает цифровой сотовый или Интернет-телефон).
Артикуляционные изменения характеристик синтезирующего фильтра, формирующие звуки речи, происходят непрерывно, но медленно. Поэтому при сжатии речь сегментируют на короткие блоки (длиной 5-30 мс), в пределах которых параметры этого фильтра считают постоянными (свойство локальной квазистационарности речи).
Известно, что значение ОТ для разных голосов может изменяться почти в 10 раз - от 2 до 18 мс. Это обстоятельство создает немало трудностей при оценке ОТ, так как слух очень чувствителен к его искажениям. Методов измерения ОТ известно очень много, и ежегодно на международных конференциях ICASSP (International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing) предлагаются вс новые и новые, так как до сих пор достаточно надежный и простой и, вместе с тем, не требующий чрезмерной задержки метод пока не появился. Что касается сокращенного описания сигнала возбуждения в целом, то с этим дела обстоят еще хуже: эффективных "конструктивных" методов не предложено, и значительная часть вычислительного ресурса СЕLР-кодеков, к примеру, расходуется именно на кодирование возбуждения.
На рис. 2, организованном аналогично рис. 1, но в другом масштабе, показана глухая речь. Видно, что она имеет случайный, шумовой характер. Это же отражается на ее спектре. Возбуждение, хотя и лишенное периодической составляющей, в голосовом тракте получило какое-то спектральное усиление, что отражено на спектре, а в целом, что речь, что возбуждение малокоррелированы.
После появления первых вокодеров случилась "пауза": развитие техники связи и появление многоканальных высококачественных телефонных линий, с одной стороны, и неразвитость цифровой техники, с другой, на некоторое время ослабили интерес к сжатию речи. Вокодеры уцелели только в системах засекреченной военной и правительственной связи, в некоторых каналах спецрадиосвязи, вроде аэродромной. А в нарождающейся цифровой связи господствовали два алгоритма нелинейной ИКМ, обеспечивающие прекрасное телефонное качество. Два - потому, что в Европе ("А-закон") и в США ("мю-закон") были приняты разные реализации одного и того же стандарта! Отсутствие единого стандарта с развитием международных связей стало очень неудобным, так как требовало перекодировки речи при передаче речевого сигнала из одной сети связи в другую, а с учетом того, что трафик между США и Европой большой, то и перекодировок требовалось немало... Кстати, вынужденная перекодировка вносит дополнительные шумы и снижает оценку MOS.
Перекодировки, а говоря грамотнее: отсутствие единых стандартов - вообще больная тема. В России, например, это вечный матч KOI-8 vs. CP1251 с подсуживающими судьями-провайдерами и всегда проигрывающими пользователями. Но если проблема перекодировок русских кодовых таблиц более или менее поддается решению, хотя и не всегда без потерь, то при передаче речи "перекодировки", возникая постоянно (сегодня в разных сетях связи используют кодеки разных стандартов), могут сильно ухудшать качество звучания и сдерживать развитие рынка. Правда, для сетей IР-телефонии это не самая большая проблема. Гораздо более важную сдерживающую роль играет несовместимость протоколов и аппаратуры, используемой провайдерами IР-телефонии, когда каждый из них строит чуть ли не выделенную сеть связи, примерно также, как это было в эпоху зарождения традиционной телефонии. В последнее время процесс сближения пошел веселее, о чем, например, см. КТ #48 [276], стр. 7 ("Долго запрягают"), но сколько их уже было, таких процессов, за последние пару-тройку лет! А сейчас при передаче речи из одной сети в другую дополнительные искажения просто неизбежны.
Логарифмическая ИКМ никак не использует взаимную корреляцию между соседними отсчетами речи, поэтому первым примером сжимающей обработки стоит считать дифференциальную ИКМ (ДИКМ), при которой осуществляется предсказание речи первого порядка. Предыдущий отсчет берется с определенным весом, формируя прогноз. Разница между предсказанным и реальным отсчетом речи подвергается квантованию. Позднее появилась более продвинутая технология - адаптивная дифференциальная ИКМ (АДИКМ). При АДИКМ размеы шкалы квантования подстраивают в соответствии с энергией речи так, чтобы слабые сигналы квантовались малыми ступенями квантования, а сильные сигналы - большими. Благодаря непрерывной подстройке шага квантования к текущей мощности речи, разрядность шкалы квантования при АДИКМ удалось снизить до четырех бит и получить кодек со скоростью передачи 32 кбит/с и качеством, близким к ИКМ.
Алгоритм управления адаптацией шкалы вносит запаздывание, ухудшающее качество речи. В 1987 году во вкладе СССР в Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии был описан алгоритм АДИКМ G.721-bis с ускоренной адаптацией шага. Затем рекомендация G.721 еще несколько раз улучшалась, и в 1984 году был принят стандарт ITU-T G.726 на АДИКМ (32 кбит/с), но с лучшим качеством, используемый по настоящее время на спутниковых и других линиях связи.
Дальнейшая история такова: 1984 год - стандарт ITU-T G.726 на скорость 32 кбит/с; 1990 год - сложный, дорогой, но все-таки низкоскоростной кодек на 6,4 кбит/с (спутниковая связь INMARSAT); 1992 год - европейский сотовый стандарт GSM (13 кбит/с) и стандарт ITU-T G.728 LD-CELP (16 кбит/с) и т. д. Подробности относительно некоторых стандартизированных кодеков приведены в таблице, но, помимо них, имеется еще много так или иначе общепризнанных алгоритмов; мы ограничились лишь основными стандартами.
Настоящим же прорывом в кодировании речи стали кодеки на базе линейного предсказания (ЛП), появившиеся в конце 60-х и до сих пор остающиеся основным способом сжатия речи. В таблице кодеки на базе ЛП занимают позиции с четвертой по девятую. Кстати говоря, сигнал возбуждения и спектрограммы, показанные на рис. 1 и 2, были получены именно с помощью ЛП.
Из относительно новых алгоритмов стоит назвать совместную разработку фирм Audiocodec (Израиль) и DSP Group (США) - ЛП-кодек на скорость 6,3 кбит/с. Несмотря на значительно большую, чем у АДИКМ, среднеквадратичную погрешность синтеза, получена лучшая (3,9 балла MOS) оценка качества, чем у АДИКМ. Это достигнуто благодаря двум усовершенствованиям алгоритма линейного предсказания алгебраического CELP. Первое: длина сглаживающего окна трехкратно увеличена относительно длины анализируемого сегмента речи, что ослабило искажения, вносимые асинхронностью анализируемых сегментов речи и интервалов ОТ. Второе: метод более точного формирования сигнала возбуждения синтезирующего фильтра, названный авторами MP-MLQ (Multipulse Maximum Likelihood Quantisation). Еще одним важным преимуществом этого алгоритма является более надежное по сравнению с предшественниками вычисление параметров ОТ.
На базе этого кодека фирма Rad Data Communications (США) выпускает аппаратуру статистического уплотнения телефонных каналов сетей общего назначения: в канале 64 кбит/с удается разместить до тринадцати телефонных каналов. На сегодняшний день этот кодек является видимо одним из наиболее перспективных и для IР-телефонии.
Другой интересный подход реализован в кодеке MELP (Mixed Exitation Linear Prediction - кодек ЛП со смешанным возбуждением) на скорость 2,4 кбит/с, разработанный фирмой Texas Instruments и выигравший открытый конкурс по замене кодека федерального стандарта США FS-1016, до сих пор используемого в правительственных сетях США. В этом кодеке использованы четырехполосный анализ речи и ЛП, на его базе уже появилась аппаратура для систем мобильной радиосвязи, не уступающая по качеству речи известным цифровым радиостанциям и более доступная по цене.
Скорость передачи, кбит/с Субъек-тивное качество Название стандарта Год выпуска Алгоритм Область приме-нения 64 4,1 ITU-T G.711 1960 PCM Телефон-ные сети 32 3,8 ITU-T G.726 1984 ADPCM Телефон-ные сети 6,4 3,1 INMAR-SAT-M 1990 IMBE Спутни-ковая телефония 13 3,3 ETSI GSM 1992 RPE-LTP Сотовая телефония (Европа) 16 3,6 ITU-T G.728 1992 LD-CELP Телефон-ные сети 4,8 3,4 ETSI TETRA 1996 ACELP Сотовая телефония (Европа) 6,3 3,9 ITU-T G.723.1 1996 MP-MLQ Телефон-ные сети 5,3 3,7 ITU-T G.723.1 1996 ACELP Телефон-ные сети 8 3,9 ITU-T G.729 1997 CS-ACELP Телефон-ные сети 2,4 3,5 США (проект) 1998 MELP Мин. обороны США
В будущем можно ожидать появления кодеков с качеством, не уступающим ITU-T G-729 (8 кбит/с, см. таблицу), но работающих на скоростях ниже 4,8 кбит/с и вносящих задержку, не превышающую предельно допустимую (0,2 с), некогда установленную МККТТ для телефонных сетей общего назначения. По-видимому, кодеки ЛП следующего поколения будут работать рекуррентно, и поэтому будут исключены имеющие сегодня место искажения от блочной сегментации, появятся новые принципы выделения ОТ и получения сигнала возбуждения, синхронные с интервалом ОТ, и другие усовершенствования, о которых, наверное, стоит говорить отдельно.
Для радиотелефонной связи с подвижными объектами ни ИКМ, ни АДИКМ не годятся из-за их слишком высоких скоростей и узости радиоканалов связи. Для связи с морскими судами было предложено несколько кодеков, среди которых наибольший интерес представляет кодек Inmаrsаt-М (система спутниковой радионавигации), используемый ныне всеми странами и работающий по алгоритму IMBE (улучшенное многополосное возбуждение). По факту широкого применения этот кодек является международным стандартом. В этом алгоритме спектр речи делят фильтрами на несколько полос и в каждой полосе принимают отдельное решение "звонко-глухо". Благодаря подстройке фильтров к гармоникам частоты ОТ достигается вполне удовлетворительное качество речи, несмотря на низкую скорость. Для лучшего выделения ОТ анализируют нескольких интервалов ОТ и формируют его интегральную оценку. Правда, кодек IMBE отличает высокая сложность и стоимость.
Обо всех подходах к компрессии речи в одной статье не расскажешь. Здесь мы постарались дать лишь самое общее их описание, а более подробные сведения стоит поискать на многочисленных сайтах, посвященных речевой тематике. Начать можно, например, с адреса www.itl.atr.co.jp/comp.speech, а оттуда ниточки приведут во все мыслимые речевые центры. Кстати, в Сети нетрудно отыскать не только множество программ, реализующих обработку речи, но даже и открытые исходники ко многим упомянутым и не упомянутым здесь алгоритмам, так что интересующиеся читатели могут попытаться встроить обработку речи в свои собственные программные разработки.
Кстати, ни один мало-мальски заметный американский или европейский университет не может себе позволить не иметь кафедры, специализирующейся на речи, - это престижно, да и емкость речевого сегмента рынка постоянно растет. Об интересе к теме можно судить по доле "речевых" сообщений на лентах информационных сетевых агентств, с которой может сравниться разве что криптографическая тематика. А в нашей стране, где речевая школа была очень сильно развита, сейчас хотя и остались серьезные специалисты, работающие на мировом уровне, но возможности их крайне невелики как по причине отстающего от Запада спроса и ориентации на западные технологии, поставляемые под ключ, так и по всеобщей нищете. Что обидно, но, увы, неизбежно.
ЮРИЙ БРАУДЕ-ЗОЛОТАРЕВ Сжатие речи. // Компьютерра (Москва).- 12.04.1999.- 015
Публичная библиотека предупреждает всех своих пользователей, что за всеми публикациями, представленными в библиотеке, сохраняется право автора на использование своего произведения или иного владельца исключительных прав на использование произведения.