信號監聽實現對IPDNB系統正時捕獲誤差的精確控制

前面兩篇文章討論了IPDNB系統正時捕獲動態音頻信號的基本原理和模式,但是我們發現在實踐運用中系統在計算好的時間點並不能實現文中的正時捕獲,一般總是存在幾十秒甚至分鐘級的誤差,於是很多人置疑前面文章解決問題的理論和模式。經過對大量正確取得的試驗數據分析,其結果證明是動態音頻信號週期性的釋放和IPDNB系統捕獲過程所耗費的時間產生的累積性誤差等。這種誤差的單位誤差對於精密的計算機系統來說是可以忽略的,但是如果動態音頻信號釋放的週期數達到一定的數量級,這種誤差就可以達到一秒以上,這就會影響IPDNB系統捕獲動態音頻信號的精確度,我們聽到的聲音會被前後截斷。為此,本文提出一種解決問題的有效而精確的控制方法——信號監聽和積累誤差預測法。

1、 IPDNB系統正時捕獲誤差

實際應用中,我們發現無論是用週期時序法,或者是數學方法計算的捕獲時間點大部分存在截詞、或者是截句的現象,也就存在秒級和分鐘級的誤差。通過IPDNB系統提供的鐘表測定一個17分鐘的週期內的捕獲基本是正時的,但從第2個週期開始真正的捕獲點與兩種理論計算獲得的理論捕獲點存在滯後或提前的現象。經過一週的測試,我們發現前面提到的現象是一種常態,這就證明由於人工操作和計算機程序運行的原因6造成了IPDNB系統對動態音頻信號的誤捕捉。

計算機是一種十分精密而程序化的機器,因此我們認為這種誤差是一種線性的積累誤差,其同等時間間隔內的誤差之差應該是完全相同的,我們多次測試釋放週期為1.25s、一次捕獲2個週期、間隔3小時07分鐘的動態音頻信號,測定其實際捕捉誤差的差值是相等的,這就證明了前述的線性積累誤差的預測,這個理論是我們精確估算長時間間隔的捕獲時間點的根據。

計算機運算時,小數量級週期產生的捕捉誤差很小,用人工去測量根本不可能;又由於信號的週期性,長時間間隔的捕捉誤差也無法人工測量,因此,通過人工的方法去測量和計算誤差是沒有實際意義的工作。

經過對反覆測得的數據的分析,一個間隔17分鐘的釋放週期為1.25s、一次捕獲2個週期的音頻信號可以連續正時捕捉三次,最後再次捕獲已可感覺到有明顯的滯後延遲。

綜上,我們知道IPDNB系統正時捕獲誤差存在不斷積累的線性規律,同時也知道計算方法去獲取捕獲誤差是不可取的。

2、 監聽動態音頻信號的工具

因為計算方法無法獲取IPDNB系統的捕捉誤差,所以我們選擇監聽動態音頻信號的方式。基於前述IPDNB系統正時捕獲誤差的規律,以及通過有效監聽消除實際運行時差來獲

信號監聽實現對IPDNB系統正時捕獲誤差的精確控制

圖一 監聽捕獲信號及IPDNB系統時間

信號監聽實現對IPDNB系統正時捕獲誤差的精確控制

圖二監聽工具之系統時間

信號監聽實現對IPDNB系統正時捕獲誤差的精確控制

圖三監聽後的捕捉時間點設置

得動態音頻信號的正時捕捉。實際中,監聽的工具可以選用耳機、如圖的系統時鐘和IPDNB系統時鐘,數學模式需要上述有三種工具,系統時鐘要確定捕獲起始時間和控制監聽是週期內的監聽;週期時序法主要要選用耳機和IPDNB系統時鐘,系統時鐘用於控制監聽是週期內的監聽。有效監聽的方式不僅可以排除IPDNB系統捕獲信號和動態音頻信號釋放軟件運行產生的誤差,而且可以防止各種外界和網絡(尤其是人為干擾)產生的實際捕捉誤差。

3、 監聽捕獲動態音頻信號的原理

捕獲動態信號時的監聽主要目的是通過誤差補償和控制誤差來獲得正時的捕捉時間點。被監聽的動態音頻信號要滿足一定的釋放週期結構要求,它包括信號的實體部分和誤差補償部分(紅色部分),實體部分的時間長度不限,誤差補償部分要大於1s。圖示的動態信號釋放週期結構,誤差補償部分保證我們百分之百地正時捕捉動態音頻信號,不會有任何偏差;誤差的控制通過監聽和計算也可以控制在正時捕捉動態信號允許的範圍內。實際操作時,我們可以把聽到的信號首字符的時間點減去1s,以此作為計算的時間點計算正時捕獲時間,這就是聽覺誤差的一種補償,避免截詞現象的發生。而誤差控制是監聽捕捉信號的時間點,看看一個週期內是否存在誤差,如存在誤差,請選擇週期時頻法調整到誤差消失。綜上述,在控制週期誤差的情況下,把捕捉時間點控制在實體部分最左端的鄰近紅色區域(1s)是最理想的。

信號監聽實現對IPDNB系統正時捕獲誤差的精確控制

圖四 動態音頻信號釋放週期的設計結構

4、 積累誤差預測捕獲時間點

積累誤差預測捕獲時間點的確定需要確定長時間間隔的等時時間差,即捕獲時間點偏差的差值監聽測量,這個值如前述是個恆定的值,通過這個差值可以計算長時間間隔的捕獲時間點,具體算法如5、案例。

5、 案例

題設時間間隔為3小時07分鐘,基準時間如各表,紅色為根據誤差及其控制規律的捕捉時間點預算。

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圖五 捕捉時間點預算案例


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