【正文】 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。模擬傳輸信道的噪聲總是要使語音信號發(fā)生畸變，而數(shù)字通信只要有足夠的通信站，就能排除所有噪聲的影響；另一方面，磁帶錄音機(jī)存儲模擬信號時要受磁帶噪聲和其他噪聲的影響，而采用計(jì)算機(jī)存儲數(shù)字語音信號時，惟一的失真來自模數(shù)轉(zhuǎn)換前的低通濾波 。 可是 對語音信號直接 進(jìn)行 數(shù)字化 其 所需數(shù)碼率太高， 比 如普通電話通信中采用 8KHZ 取樣率，如用 12bit 進(jìn)行量化，則數(shù)碼率為96kbit/s，這樣大的數(shù)碼率即使對很大容量的傳輸信道也是難以承受的。一是，從產(chǎn)生的物理機(jī)理和語音結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來看，語音 信號中存在較大的冗余度。 2，濁音語音段具有準(zhǔn)周期性。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 語音編碼的第二個依據(jù)是利用人類聽覺的某些特性。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義 隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅 縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 Nyquist 采樣定理 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 其 主要有 以 下 幾種 :① Nyquist 采樣定理 ；② 帶通采樣定理 ；③ 自然采樣 ④ 平頂采樣 。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 隨著時間離散采樣 值來代替連續(xù)時間模擬信號的采樣定理的意義是，這將模擬信號處理數(shù)字化奠定了理論基礎(chǔ)。當(dāng) H H Lf B f f?? ? ?時 ,即 當(dāng)信號最高頻率 Hf 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 該 信號帶寬 B時 ,若 仍然按 照 Nyquist采樣率 去進(jìn)行 采樣的話 ,那么它的 采樣頻率 就 會 變得 很高 ,從而就 很難 去 實(shí)現(xiàn) , 或隨后的處理速度是非常困難符合要求的 。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷 完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 其中 n為整數(shù) ,其 取值區(qū)間為 :[0,N],N 為 Lf /B 的整數(shù)部分 。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 （ 2） 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 只有 當(dāng) 不滿足上述條件時才使用帶通抽樣定理 。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì) 靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 量化 是指 將 一個 幅度連續(xù)變化的信號變 為 一個 離散信號的 過程 。 從量化結(jié)果 可以 發(fā)現(xiàn) ,不 論量化 的 間隔 有 多么小 ,都會 帶來 一定的 誤差 ,隨之就 產(chǎn)生 了 量化噪聲 。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景 和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 在均勻量化 的 情況下與 , 量化間隔 (Δ )和 量化級數(shù) N 的關(guān)系為 :基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅 速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 非均勻量化是一種量化間隔取決于使用不同信號的， 在信號幅度值 比較 小的區(qū)間內(nèi) 就 采用小的量化間隔 ,而在信號幅值 比較 大的區(qū)間內(nèi) 則 采用大的量化間隔 ,量化間隔不再是一個恒定值。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛 犬神怨跋助椒吁佩靖訛 b) 在非均勻量化，量化噪聲的語音信號的 rms 值的功率大致成比例的采樣，即，量化的或大或小的語音信號的量化噪聲信號的方法，無論水平是相同的，即改善均勻量化的聲音時，小信號量化噪聲比。輸入語音信號的方差和概率密度函數(shù)進(jìn)行量化， 與 量化的質(zhì)量密切相關(guān)，我們需要通過 量化 方法 一種受二者 影響較小的 ，目前在這方面的杰出貢獻(xiàn) 的 ，我們經(jīng)?？吹降穆苫颚搪闪炕?。所謂的對數(shù)壓縮，也就是說，要量化的對數(shù)壓縮的語音信號的振幅值，振幅的第一語音信號的對數(shù)，然后量化值，提高量化器的動態(tài)范圍。 可將對數(shù)壓縮特性作些近似 ,這樣才有了后來的律的壓縮方式 :先將語音抽樣信號作公式 （ 5） 變換得到()Yn,量化器再對 ()Yn進(jìn)行量化。當(dāng)μ很大 ,并且 ()Xn也很大時 ,則有 :基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展 。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路 設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 由上述公式可知 : μ律量化器信噪比 SNR 與 max xX ? 關(guān)系不大。通常作為“長途電話質(zhì)量”語音波。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù) 的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 此時的 μ 律量化器的信噪比可推導(dǎo)為 :基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 m a xm a x()l og [ 1 ]( ) [ ( ) ] [ ( ) ]l og [ 1 ]XnXY n F X n X sig n X n???? ? ?? （ 5） 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 1. 1 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。僅取自量化步長的量化噪聲對數(shù)壓縮，從該語音信號的方差。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 非均勻量化的過程中，可以等效地視為 非 線性 的壓 縮語音信號的振幅，然后的線性量化處理。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊 狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 非均勻量化小的用于小信號的量化噪聲，以確保在同一時間有一定的限制，在量化過程中，有足夠的動態(tài)范圍的量化比特?cái)?shù)并沒有把一個大的信號過載。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗 禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 )當(dāng) 對一個 概率密度非均 勻 分布的語音信號進(jìn)行量化時 ,非均勻量化方式 就可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 通常 情況下 每 一 個量化間隔內(nèi)的量化值可以取此 區(qū)間 內(nèi)的任意 一 值 ,但 是 理0m i n 4 2 ( ) 122 1 1 1LLs f f B f BfBN N N??? ? ?? ? ?2VN??論上為了減小平均量化誤差功率 , 一般 量化值 的取值會取量化間隔 中間值 ,那么這樣量化 的 最大誤差 便 為 Δ /2。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 均勻量化也 叫 線性量化 ,它在 量化 時 各量化間隔 是 相等 的 。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 量化 的 方法就是 ， 將所需量化 樣值的最大變化范圍 分 成若干個相鄰 區(qū)間段落 ,當(dāng) 其 樣值落在某一間 區(qū)間 內(nèi) ,它的 輸出數(shù)值就用此 區(qū)間 內(nèi)的某 一個 單一固定值來表示 。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 量化定理 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 min24sB f B?? （ 3） 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍 發(fā)展。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊(duì)靈跋廠糾兩額蕊狼腫鏡酮賞茅縣郎嘻瞧描虧杭惑拄連歹磕煌贈狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 帶通 采樣定理 :設(shè)一個帶限信號 ()xt ,將 其頻帶限制在 ( Lf , Hf )范圍 內(nèi) ,若其采樣速率關(guān)系式 滿足 :基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時代 ,對于各種資源的利用率要求越來