Linear Predictive Coding

Linear Predictive Coding (LPC) ist ein in der Audio-Signalverarbeitung und Sprachverarbeitung für die Audiodatenkompression verwendetes Verfahren, das nach der Methode der linearen Vorhersage vorgeht. Dabei wird die im Eingangssignal in Form von Korrelation (Abhängigkeit) aufeinanderfolgender Abtastwerte enthaltene Redundanz ausgenutzt und mit Hilfe eines Prädiktionsverfahren, also einer Berechnung wahrscheinlicher zukünftiger Signalwerte, eine Datenreduktion erreicht.

Technik

Bei der Prädiktion wird basierend auf der linearen Verknüpfung vorhergehender Abtastwerte der nächste Abtastwert geschätzt und nur die Differenz dazu sowie bei adaptiven (anpassenden) Verfahren noch Parameter zur Beschreibung des verwendeten Vorhersagefilters übertragen. Je nach Qualität dieser Vorhersage bleibt ein Restsignal mit kleineren Werten zurück, die mit Entropiekodierungsverfahren effizient verpackt oder auch für weitere Datenreduktion quantisiert werden können. So wird – abhängig vom Eingangssignal – eine Datenreduktion erzielt. Die übertragenen Werte erlauben dem Empfänger die Rekonstruktion der digitalen Hüllkurve des abgetasteten analogen Signals.

Anwendung

Die meisten Verfahren zur verlustfreien Audiodatenkompression sowie zahlreiche Sprachcodecs nutzen diese Vorgehensweisen.

Beispiel: CELP (Mobilfunk)

Siehe auch

• Digitales Filter
• ARMA
• Adaptive Filter
• Spracherkennung
• Merkmalsvektor

Quellen

• Robert M. Gray, IEEE Signal Processing Society, Distinguished Lecturer Program (englisch)

Weblinks

• real-time LPC analysis/synthesis learning software (englisch)
• HawkVoice open-source LPC software and API (englisch)
• Speech Coding with Linear Predictive Coding (LPC) DSP experts.com (englisch)
• Einführung in die LPC von Dr. Sung-won Park, Texas A&M University-Kingsville (englisch; PDF-Datei; 266 kB)