【正文】 吁佩靖訛 自 1937 年以來的脈沖編碼調(diào)制（ PCM）是 H里夫斯已經(jīng)提出，語音編碼技術(shù)的發(fā)展歷史已經(jīng)超過 60 年。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 1990 年 G. 723， G. 721 由 ITU合并，將進(jìn)一步擴(kuò)展的編碼率 16KBIT /秒，從而促進(jìn) G. 726 標(biāo)準(zhǔn)形成的。正是由于其較低的利率，高性能，低延遲在實(shí)踐中廣泛使用，如：?jiǎn)温穯屋d波衛(wèi)星，無繩電話和數(shù)字插值空氣設(shè)備，海事衛(wèi)星通信，存儲(chǔ)，數(shù)字移動(dòng)無線系統(tǒng)，分組語音，轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，語音留言錄制。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 雖然 CS— CELP 語音編解碼器 占用比特率比 DPCM 的少，但是其算法復(fù)雜度遠(yuǎn)沒有 DPCM 的算法簡(jiǎn)單明了，所以在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中， DPCM 這種編碼算法仍然占主導(dǎo)地位。 那么， 在語音壓縮編碼中，怎樣評(píng)價(jià)一個(gè)語音壓縮質(zhì)量的好壞 就成為了 是一個(gè)極其重要的概念， 通常，評(píng)價(jià)語音壓縮的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾點(diǎn)： 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種 資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 主觀評(píng)定方法是用人們自身去感受語音質(zhì)量的感覺，然后主觀評(píng)判其語音壓縮編碼的質(zhì)量。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展 。 在 一個(gè)相同的數(shù)碼率 情況下 ,算法復(fù)雜一些的 將會(huì)獲得更好的語 音質(zhì)量 。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 數(shù)字音頻編解碼器的延遲主要由兩部分組成：算法延遲和處理延遲。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 5)穩(wěn)健性 (Robustness)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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 DPCM 就語音質(zhì)量的評(píng)價(jià)上來說，語音 質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)方法主要采用均方誤差和信噪比來評(píng)定。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 論 文研究的主要內(nèi)容 及 章節(jié)內(nèi)容安排 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛 躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 第一章：簡(jiǎn)要介紹課題研究背景和意義，語音編解碼的發(fā)展和研究狀況以及它的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 第三章： 介紹 PCM 與 DPCM（ Differentil Pulse Code Modultion） 的工作原理，并對(duì)二者進(jìn)行比較 ，從而 體現(xiàn) 出 DPCM 編碼 的優(yōu)越性。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 而 當(dāng)前 的 通信網(wǎng)中 很多 業(yè)務(wù) 基本上 都是 電話業(yè)務(wù) ,因此 語音編碼 將為本章討論 的 重點(diǎn) 。 參量編碼 則是通過 提取語音信號(hào)的一些特征參量 ,從而 對(duì)其進(jìn)行編碼 ,它的 特點(diǎn)是碼速率 較 低 ,但其 語音質(zhì)量 要 較波形編碼差一些 。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 波形編碼質(zhì)量是比較高的，通常會(huì)在通道 300? 3400Hz 傳輸 各種 模擬信號(hào)（如模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，電話信號(hào)，傳真信號(hào)，與信道相關(guān)信令的各種信號(hào)）后的數(shù)字仍實(shí)現(xiàn)其原來的質(zhì)量寬容。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率 要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 在數(shù)字通信中，語音信號(hào)被編碼為二進(jìn)制數(shù)字序列，通過信道傳輸或存儲(chǔ)，在經(jīng)過解碼后恢復(fù)為可懂的語音。另外，數(shù)字編碼的信號(hào)還便于處理和加密、再生與轉(zhuǎn)發(fā)，也可與其他信號(hào)復(fù)用一個(gè)信道，設(shè)備便于集成等。而語音信號(hào)用 PCM 編碼后，數(shù)碼率為 64kbit/s,不進(jìn)行壓縮很難用調(diào)制解調(diào)器在電話線路上傳輸 ，所以必須進(jìn)行壓縮編碼。從信息保持的角度講，只有當(dāng)信源本身具有冗余度，才能對(duì)其進(jìn)行壓縮。 3，聲道的形狀及其變化比較慢。人耳聽不到或感知不靈敏的語音分量可視為冗余（這種冗余可看作為主觀上的冗余），所以可以利用人耳感知模型，去除掉人耳感覺不靈敏的語音分量，而重構(gòu)后的語音質(zhì)量不明顯下降。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 下面給出脈沖編碼的基本框圖： 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而 推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒 吁佩靖訛 采樣 是指 將時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間上離散樣值的過程 。 接下 來 簡(jiǎn)單 的 介紹 一下 Nyquist采樣定理和帶通采樣定理 。與 此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 奈奎斯特采樣定理指出，如果信號(hào)是一個(gè)不小于 2 倍的采樣率進(jìn)行采樣的 ，則 由所得到的離散采樣值就 可以 唯一的恢復(fù)原信號(hào) 。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 那么 ()sX? 的頻221HLsfffnn???譜 將 不會(huì)發(fā)生混疊 ,即 能 從 ()sX? 中無失真的恢復(fù)出 ()X? 。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 (當(dāng) n=最大值 N 時(shí) , sf 最小 )， 且 又由式可 以得 知 :帶通采樣頻率最 小 值在2B到 4B 之間 ，即 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 , 對(duì)于 各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 由于用有限長(zhǎng)度的二進(jìn)制數(shù)字碼組表示模擬信號(hào)樣值 是 PCM 的 數(shù)字化過程 ,然 而 有限長(zhǎng)度的二進(jìn)制數(shù)字碼組 又 只能代表有限數(shù)量的樣值 ,所以若 要用有限 的 數(shù)量樣值 去 表示原模擬信號(hào)無限個(gè)幅度抽樣值 ，那么 就需要 對(duì)其進(jìn)行 量化 。 雖 然 將 量化間隔 取得較 小 ， 量化級(jí)數(shù) 會(huì)因此變 多 從而 能減小 一定的 量化誤差 ,但 與此 同時(shí) ， 也 會(huì) 相應(yīng)的 增加數(shù)碼率 ,提高編碼設(shè)備的復(fù)雜程度 ,而 且需要較寬的傳輸信道 。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 均勻量化 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推 動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 （ 4） 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn) 入信息時(shí)代 , 對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱 陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 對(duì) 于 均勻量化的量化間隔或 是 量化電平用 n 位碼表示 ,就得到了數(shù)字編碼信號(hào) ,通常稱為線性 PCM編碼信號(hào) 。非均勻量化 較 均勻量化方法具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。在解碼側(cè)，通過過程的逆過程 恢復(fù)的話音消息的采樣的指數(shù)函數(shù)的對(duì)數(shù)。 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí) ,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(zèng)狹從剝宏浴懦溝據(jù)挨績(jī)振佃泵尊弗禱陛犬神怨跋助椒吁佩靖訛 （ 6） 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(huì)時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)代 ,對(duì)于各種資源的利用率要求越來越高 ,從而推動(dòng)了語音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,對(duì)于一個(gè)固定的 maxX 值 ,若 x? 減為二分之一 ,則 SNR 減少 6dB； 而對(duì)于一個(gè)固定的 max xX ? 值 ,碼每增加一位 ,則 SNR 增加