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2023-12-10T16:54:42Z

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{{lang|en|'''Linear Predictive Coding'''}} (engl., '''LPC''') ist ein Verfahren der Audio[[Signalverarbeitung|signal-]] und Sprachverarbeitung, das u. a. für die [[Audiodatenkompression]] und [[Spracherkennung]] verwendet wird. Dabei wird ein vereinfachtes [[Physikalische Modellierung (Klangerzeugung)|Modell]] des menschlichen [[Stimmtrakt]]s gebildet, mit dem die [[Sprachsynthese|Sprache synthetisiert]] werden kann. Damit kann ein Sprachsignal nur durch die Modellparameter und Erregungsmuster beschrieben werden. So fallen erheblich weniger Daten an als bei einer [[Puls-Code-Modulation|PCM]]-Repräsentation. Üblicherweise wird zusätzlich noch ein [[Fehlersignal]] übertragen, das die Differenz zwischen Modellvorhersage und Originalsignal beschreibt.

Das Modell des Stimmtraktes besteht oft aus einem [[Signalgenerator|Schwingungsgenerator]], um die [[Stimmbänder]] bzw. den [[Kehlkopf]] nachzubilden, und einer einfachen Röhre als Repräsentation des nachgelagerten [[Vokaltrakt]]s bzw. Artikulationsraums ([[Rachen]], Mundraum). Der Schwingungsgenerator erzeugt eine regelmäßige Schwingung, die in ihrer Lautstärke und Tonhöhe [[Modulation (Technik)|moduliert]] werden kann. Die Röhre stellt den [[Resonanzraum]] von Rachen und Mundraum dar und dient im Falle einfacher [[Vokal]]e üblicherweise als hinreichende Repräsentation. Dagegen würde die Darstellung von [[Nasalvokal|Nasallauten]] Abzweigungen von der Röhre ([[Nasenhöhle]]) erfordern, die mathematisch weitaus aufwändiger darzustellen wären. Daher werden diese Klanganteile teils verworfen, teils mit Hilfe eines Restsignales beschrieben.

Ein bekanntes Beispiel für die Nutzung von LPC für Audiodatenkompression ist [[Code Excited Linear Prediction|CELP]], welches das Restsignal mittels [[Codebuch|Codebüchern]] komprimiert. Das standardisierte Verfahren ''LPC-10e'' arbeitet ohne Codebücher und führt zu einer geringeren [[Bitrate]] auf Kosten der Klangqualität.

== Siehe auch ==
* [[Digitales Filter]]
* [[Adaptive Filter]]
* [[ARMA-Modell]]
* [[Merkmalsvektor]]

== Weblinks ==
* [https://soundlab.cs.princeton.edu/software/rt_lpc/ ''Real-time LPC analysis/synthesis learning software.''] princeton.edu (englisch)
* Robert M. Gray: [https://ee.stanford.edu/~gray/dl.html ''Distinguished Lecturer Program.''] IEEE Signal Processing Society (englisch)

[[Kategorie:Digitale Signalverarbeitung]]

Linear Predictive Coding - Versionsgeschichte

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