第6章自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制(已修改)
2025-08-01 06:44 本頁面
【正文】 第 6章 自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制 027 87541764 計算機(jī)學(xué)院 陳加忠 概述 ? 幾十年來，人們一直致力于壓縮數(shù)字化語音占用頻帶的工作，也就是在相同質(zhì)量指標(biāo)下，努力降低數(shù)字化語音比特率，以提高數(shù)字通信系統(tǒng)的頻帶利用率 ? 語音壓縮方法有 DPCM SBC ATC CELP MPLPC VQ ADPCM ? ADPCM在更低的碼率下 (168kbps)，質(zhì)量明顯下降 ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )er e qrqd k S k S kS k S k d ke k S k S k d k d k????? ? ? ?? ? ? ?22( ) ( )qS N R E d k E e k? DPCM基本原理 P141 ADPCM基本原理 P142 ? 極點預(yù)測器 ? 預(yù)測誤差濾波器 ? 重建濾波器 1( ) ( )Ne i riS k a S k i????1( ) 1NiiiD z a z??? ?11( ) 1 ( )1NiiiH z D zaz???? ? 語音壓縮編碼 ? 原理框圖 A / D 信號 變換 壓縮編碼 輸出 語音編碼技術(shù)概述 ? 語音編碼： 移動通信數(shù)字化的基礎(chǔ) 第 1/2代蜂窩系統(tǒng)根本區(qū)別 ? 語音編碼的意義： ?提高通話質(zhì)量 (數(shù)字化 +信道編碼糾錯 ) ?提高頻譜利用率 (低碼率編碼 ) ?提高系統(tǒng)容量 (低碼率，語音激活技術(shù) ) 語音編碼分類 語音編碼器 波形編碼器 參量編碼器 頻域 時域 非差分 子帶編碼 自適應(yīng)變換域編碼 差分 PCM DPCM ?M 連續(xù)可變斜率 ?M ADPCM APC 線性預(yù)測編碼 聲碼器 信道聲碼器 共振峰聲碼器 倒頻譜聲碼器 語音激勵聲碼器 多脈沖激勵 LPC 碼本激勵 LPC 矢量和激勵 LPC 語音編碼分類 ? 波形編碼： 將時域模擬話音的波形信號進(jìn)過采樣、量化和編碼形成數(shù)字語音信號 《 現(xiàn)代通信原理 》 ?編碼速率較高， 16k~64k ?包括： PCM， ADPCM， ?M， CVSDM， APC等 ?占用較高帶寬，適合有線 ? 參量編碼： 基于人類語音的產(chǎn)生機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)輸入語音得出模型參數(shù)并傳輸，在收端恢復(fù)。 ?編碼速率較低， ~ kbps ?包括各種線形預(yù)測編碼 (LPC)方法和余弦聲碼器 ?語音質(zhì)量中等，不滿足商用要求 ? 混合編碼： 波形編碼 +參量編碼 (LPAS) ?包括 GSM的 RPELPC編碼和 VSELP編碼 語音編碼的標(biāo)準(zhǔn) ? PCM (64k bps) ? ADPCM (32k bps) ? 7kHz帶寬 64k bps速率內(nèi)的音頻編碼 ? ? 16k bps 語音編碼 LDCELP ? 8k bps多媒體語音編碼 語音編碼的發(fā)展 ? 極低速率語音編碼， 600bps ? 高保真語音編碼 ? 自適應(yīng)多速率語音編碼 ? 新的編碼分析技術(shù)： ?非線形預(yù)測 ?多精度時頻分析技術(shù) (子波分析技術(shù) ) ?高階統(tǒng)計分析技術(shù) 線形預(yù)測編碼的原理 ? 原理：模型化人類語音信號產(chǎn)生的機(jī)制，提取模型參數(shù)，并且只傳輸模型的參數(shù)。 ? 語音信號的產(chǎn)生模型： ?語音的產(chǎn)生，聲帶和聲道 ?不同語音產(chǎn)生的原因：聲音激勵源和聲道不同 ?聲音分類：濁音和清音 ? 發(fā)聲過程 ?口腔和鼻腔形成時變?yōu)V波器 ? ???? ???周 期 － 基 音 周 期濁 音 聲 帶 振 動語 音 波 形 － 三 角 形 周 期 脈 沖 波 ， 含 豐 富 諧 波清 音 聲 帶 不 振 動 類 似 白 噪 聲 清音和濁音 清濁音頻譜 清濁音信號 語音產(chǎn)生模型 ? 語音模型的建立： 1. 產(chǎn)生激勵， ? 模型參數(shù)：基音，共振峰頻率及強(qiáng)度，清濁音判決 ?低碼率編碼 ?碼率降低有限 ?合成的語音波形失去了自然度和音質(zhì) 周期脈沖發(fā)生器 隨機(jī)噪聲發(fā)生器 G 時變數(shù)字濾波器 )(nu清 /濁音開關(guān) 聲道參數(shù) )(ns基音周期 LPC語音編碼 ? 使誤差均方最小，可求得一組預(yù)測系數(shù) {ak}， ? 傳送：預(yù)測系數(shù)，基音周期合增益，清濁音判決 111()()()1( ) ( ) ( )?( ) ( )?
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