【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 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。 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，低延遲在實踐中廣泛使用，如：單路單載波衛(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，數(shù)字移動無線系統(tǒng)，分組語音，轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，語音留言錄制。與此同時 ,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 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，怎樣評價一個語音壓縮質(zhì)量的好壞 就成為了 是一個極其重要的概念， 通常，評價語音壓縮的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾點： 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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。 主觀評定方法是用人們自身去感受語音質(zhì)量的感覺，然后主觀評判其語音壓縮編碼的質(zhì)量。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 一個相同的數(shù)碼率 情況下 ,算法復(fù)雜一些的 將會獲得更好的語 音質(zhì)量 。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 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 ,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 5)穩(wěn)健性 (Robustness)基于 DPCM的語音編解 碼設(shè)計 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 DPCM 就語音質(zhì)量的評價上來說，語音 質(zhì)量的客觀評價方法主要采用均方誤差和信噪比來評定。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 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 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 第一章：簡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價標(biāo)準(zhǔn)。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 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 第三章： 介紹 PCM 與 DPCM（ Differentil Pulse Code Modultion） 的工作原理，并對二者進(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 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。 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 。 參量編碼 則是通過 提取語音信號的一些特征參量 ,從而 對其進(jìn)行編碼 ,它的 特點是碼速率 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 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 波形編碼質(zhì)量是比較高的，通常會在通道 300? 3400Hz 傳輸 各種 模擬信號（如模擬數(shù)據(jù)信號，電話信號，傳真信號，與信道相關(guān)信令的各種信號）后的數(shù)字仍實現(xiàn)其原來的質(zhì)量寬容。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 在數(shù)字通信中，語音信號被編碼為二進(jìn)制數(shù)字序列，通過信道傳輸或存儲，在經(jīng)過解碼后恢復(fù)為可懂的語音。另外，數(shù)字編碼的信號還便于處理和加密、再生與轉(zhuǎn)發(fā)，也可與其他信號復(fù)用一個信道，設(shè)備便于集成等。而語音信號用 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 ,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 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 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 采樣 是指 將時間上連續(xù)的模擬信號變?yōu)闀r間上離散樣值的過程 。 接下 來 簡單 的 介紹 一下 Nyquist采樣定理和帶通采樣定理 。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 奈奎斯特采樣定理指出，如果信號是一個不小于 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 。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 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。 那么 ()sX? 的頻221HLsfffnn???譜 將 不會發(fā)生混疊 ,即 能 從 ()sX? 中無失真的恢復(fù)出 ()X? 。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) n=最大值 N 時 , 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 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 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。 由于用有限長度的二進(jìn)制數(shù)字碼組表示模擬信號樣值 是 PCM 的 數(shù)字化過程 ,然 而 有限長度的二進(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 表示原模擬信號無限個幅度抽樣值 ，那么 就需要 對其進(jìn)行 量化 。 雖 然 將 量化間隔 取得較 小 ， 量化級數(shù) 會因此變 多 從而 能減小 一定的 量化誤差 ,但 與此 同時 ， 也 會 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 ,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 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 （ 4） 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 對 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 ,通常稱為線性 PCM編碼信號 。非均勻量化 較 均勻量化方法具有以下兩個優(yōu)點： 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 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 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)的對數(shù)。 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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 （ 6） 基于 DPCM的語音編解碼設(shè)計 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。大量實驗結(jié)果表明 ,對于一個固定的 maxX 值 ,若 x? 減為二分之一 ,則 SNR 減少 6dB； 而對于一個固定的 max xX ? 值 ,碼每增加一位 ,則 SNR 增加