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| Author | Lilia Lajmi |
| Title | Paketsubstitution in Audiosignalen bei paketorientierter Audioübertragung |
| Date | 29.04.2003 |
| Tutor | Prof. Noll |
| Abstract | In paketvermittelnden Netzen - wie insbesondere dem Internet - werden zunehmend auch Audiodaten bertragen. Typische Anwendungen sind z.B. Real-Time-Streaming oder Voice-over-IP. Diese basieren i.A. auf dem unzuverlässigem Datagram-Service UDP, um Verzögerungen durch erneute Übertragung von verlorenen Paketen (wie bei TCP) zu vermeiden. Die UDP- und RTP-Internet-Protokolle bieten keine Möglichkeit, eine fehlerfreie Übertragung von Paketen für Echtzeitdienste wie Audio oder Sprache zu garantieren. Es entstehen Paketverluste, welche die Dienstqualität beeinträchtigen und einen Qualitätsverlust der Audiodaten verursachen. Es existieren verschiedene Verfahren, um diesen Qualitätsverlust möglichst klein zu halten. Ziel dieser Arbeit war es, die bei paketorientierter Übertragung von Audiosignalen durch Paketverluste hervorgerufenen Störeffekte mit geeigneten Paketsubstitutionsverfahren zu reduzieren oder gar zu beheben. Ziel war es also einen besseren subjektiven Höreindruck des empfängerseitig ausgegebenen Audiosignals zu erreichen. Im Verlauf dieser Arbeit wurde eine Reihe von Verfahren zur Paketsubstitution in Audiosignalen untersucht. Für die Verdeckung einer Lücke, die auf einen Paketverlust während der Übertragung zurckzuführen ist, ist eine weitgehende Parametrisierung, Analyse und darauf beruhende Inter- bzw. Extrapolation des Audiosignals erforderlich. Die Signalbehandlung erfolgte sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich, ausgehend von den aus der Audiocodierung und -verarbeitung bekannten Algorithmen. Beispiele hierfür sind die lineare Prädiktion, die Stereoprädiktion und die sinusoidale Modellierung von Audiosignalen. Die Signalbehandlung im Zeitbereich basiert auf abstrakten, mathematisch motivierten Zielvorstellungen, welche das Audiosignal im Zeitbereich betrachten und eine bestmögliche Annäherung an den Signalverlauf des Idealsignals anstreben. Für die Rekonstruktion von Paketverlusten in Audiosignalen ist die damit erreichbare subjektive Audioqualität notwendigerweise begrenzt, aufgrund der Diskrepanz zwischen dem zugrundeliegenden mathematischen Konzept und dem völlig andersartigen Funktionsschema des menschlichen Hörsinns. Eine entscheidende Verbesserung in der wahrnehmungsbezogenen Anpassung gelang durch den Übergang in der verwendeten Signalrepräsentation von der Zeitbereichs- in eine mathematisch äquivalente Spektralbereichsdarstellung. Durch den Übergang auf dieses Konzept konnte gegenüber der Signalbehandlung im Zeitbereich eine wesentliche Steigerung der subjektiven Audioqualität erreicht werden. |
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