Signal prediction is widely used in, e.g., economic forecasting, echo cancellation and in data compression, particularly in predictive coding of speech and music. Predictive coding algorithms reduce the bit-rate required for data transmission or storage by signal prediction. The prediction gain is a classic measure in applied signal coding of the quality of a predictor, as it links the mean-squared prediction error to the signal-to-quantization-noise of predictive coders. To evaluate predictor models, knowledge about the maximum achievable prediction gain independent of a predictor model is desirable. In this manuscript, Nadaraya-Watson kernel-regression (NWKR) and an information theoretic upper bound are applied to analyze the upper bound of the prediction gain on a newly recorded dataset of sustained speech/phonemes. It was found that for unvoiced speech a linear predictor always achieves the maximum prediction gain within at most 0.3 dB. On voiced speech, the optimum one-tap predictor was found to be linear but starting with two taps, the maximum achievable prediction gain was found to be about 2 dB to 6 dB above the prediction gain of the linear predictor. Significant differences between speakers/subjects were observed. The created dataset as well as the code can be obtained for research purpose upon request.


翻译:信号预测广泛应用于经济预测、回声消除和数据压缩等领域,尤其在语音和音乐的预测编码中。预测编码算法通过信号预测降低数据传输或存储所需的比特率。预测增益是应用信号编码中衡量预测器质量的经典指标,它将均方预测误差与预测编码器的信噪比联系起来。为了评估预测模型,需要了解独立于预测模型的最大可实现预测增益。本文采用Nadaraya-Watson核回归(NWKR)和信息理论上界方法,在新录制的持续语音/音素数据集上分析预测增益的上界。研究发现,对于清音语音,线性预测器始终能在最多0.3 dB范围内达到最大预测增益。对于浊音语音,最优单抽头预测器为线性预测器,但从双抽头开始,最大可实现预测增益比线性预测器的预测增益高出约2 dB至6 dB。研究观察到不同说话者/受试者之间存在显著差异。所创建的数据集及代码可应要求供研究使用。

0
下载
关闭预览

相关内容

基于深度学习的信息传播微观预测综述
专知会员服务
12+阅读 · 2025年5月4日
Llama-3-SynE:实现有效且高效的大语言模型持续预训练
专知会员服务
36+阅读 · 2024年7月30日
大型语言模型在预测和异常检测中的应用综述
专知会员服务
70+阅读 · 2024年2月19日
深度学习和基础模型在时间序列预测中的综述
专知会员服务
50+阅读 · 2024年1月26日
【干货书】预测原理与实战,Forecasting: Principles & Practice
专知会员服务
96+阅读 · 2022年4月11日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年5月30日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知会员服务
132+阅读 · 2020年4月23日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知
23+阅读 · 2020年4月23日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
15款免费预测分析软件!收藏好,别丢了!
七月在线实验室
11+阅读 · 2018年2月27日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 1月28日
VIP会员
相关VIP内容
基于深度学习的信息传播微观预测综述
专知会员服务
12+阅读 · 2025年5月4日
Llama-3-SynE:实现有效且高效的大语言模型持续预训练
专知会员服务
36+阅读 · 2024年7月30日
大型语言模型在预测和异常检测中的应用综述
专知会员服务
70+阅读 · 2024年2月19日
深度学习和基础模型在时间序列预测中的综述
专知会员服务
50+阅读 · 2024年1月26日
【干货书】预测原理与实战,Forecasting: Principles & Practice
专知会员服务
96+阅读 · 2022年4月11日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年5月30日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知会员服务
132+阅读 · 2020年4月23日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员