【正文】 了語(yǔ)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(yǔ)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 量化定理 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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 通常 情況下 每 一 個(gè)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(huì)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(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(yǔ)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) 對(duì)一個(gè) 概率密度非均 勻 分布的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行量化時(shí) ,非均勻量化方式 就可以得到較高的平均信號(hào)量化噪聲功率比。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(yǔ)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 非均勻量化的過程中，可以等效地視為 非 線性 的壓 縮語(yǔ)音信號(hào)的振幅，然后的線性量化處理。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(yǔ)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 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(yǔ)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(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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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 由上述公式可知 : μ律量化器信噪比 SNR 與 max xX ? 關(guān)系不大。 可將對(duì)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(yǔ)音抽樣信號(hào)作公式 （ 5） 變換得到()Yn,量化器再對(duì) ()Yn進(jìn)行量化。輸入語(yǔ)音信號(hào)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?。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(yǔ)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 非均勻量化是一種量化間隔取決于使用不同信號(hào)的， 在信號(hào)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(hào)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(gè)恒定值。 在均勻量化 的 情況下與 , 量化間隔 (Δ )和 量化級(jí)數(shù) N 的關(guān)系為 :基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 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(huì) 帶來 一定的 誤差 ,隨之就 產(chǎn)生 了 量化噪聲 。 只有 當(dāng) 不滿足上述條件時(shí)才使用帶通抽樣定理 。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(yǔ)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 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(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(yǔ)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 隨著時(shí)間離散采樣 值來代替連續(xù)時(shí)間模擬信號(hào)的采樣定理的意義是，這將模擬信號(hào)處理數(shù)字化奠定了理論基礎(chǔ)。 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(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 2，濁音語(yǔ)音段具有準(zhǔn)周期性。 可是 對(duì)語(yǔ)音信號(hào)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(duì)很大容量的傳輸信道也是難以承受的。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(yǔ)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 語(yǔ)音信號(hào)壓縮的基本原理 基于 DPCM的語(yǔ)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(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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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 依照 語(yǔ)音的特點(diǎn) ,通常 把語(yǔ)音編碼方法分為 波形編碼 和 參量編碼 ， 波形編碼是指 對(duì)信號(hào)的波形進(jìn)行編碼 ,它 具有較高重建信號(hào)質(zhì)量 的 能力 。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(yǔ)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 四 章： 確定 DPCM 實(shí)現(xiàn) 的總體設(shè)計(jì)框圖 ,以及 DPCM 編碼和解碼 實(shí)現(xiàn)過程 的設(shè)計(jì)流程圖 , 并采用 MTLB 軟件對(duì) DPCM 編解碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了仿 真 。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(yǔ)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 論文共分 4章，各章內(nèi)容安排如下： 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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)編解碼延時(shí) 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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 編碼 速 率，可以使用“比特 /秒”（比特 /秒或 bps）的措施，即總速率編碼，通常用 I 表示 ，即 每秒的編碼比特的數(shù)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(yǔ)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 語(yǔ)音質(zhì)量是一個(gè)語(yǔ)音編碼系統(tǒng)必然要保證的性能指標(biāo) ,速率再低 ,編碼效率再高 ,不能得到滿意的語(yǔ)音質(zhì)量 也 不能算是一個(gè)優(yōu)良的編碼算法。然后 16KB/s的低時(shí)延碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ LDCELP） G. 728 建議，在 1992 年出版。雖然這種編碼方法可以得到良好的語(yǔ)音質(zhì)量，但缺點(diǎn)是，它會(huì)占用更多的帶寬，有限的帶寬資源條件下不使用。參數(shù)編碼 其 出發(fā)點(diǎn) 同波形編碼 有所 不同，它 的 原則 是以在盡 量 保持語(yǔ)音可懂度的條件下 ， 為 語(yǔ)音信號(hào)搭建 一個(gè) 數(shù)學(xué)模型， 然后 通過 給定的語(yǔ)音信號(hào)計(jì)算模型參數(shù)并 且 量化編碼來實(shí)現(xiàn)。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(yǔ)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 語(yǔ)音編碼 技術(shù) 一般 分為兩種 ： 信源編碼和信道編碼。 而且 它的 壓縮 /解壓縮算法非常簡(jiǎn)單 ,所以 又 是一種低空間消耗 、 高質(zhì)量高效率聲音獲得的好途徑。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(yǔ)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 課題研究的背景和意義 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。語(yǔ)音編碼 技術(shù) 就是將模擬的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化 離散化 ,利用 語(yǔ)音聽覺上的制約 或者 數(shù)據(jù) 的冗余度 來壓縮信號(hào)的 一些 不必要的信息 ,以此來 增加傳輸速率 、 減少存儲(chǔ)容量 ,然后 再 進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)或者處理 ,而解碼就是相反的一個(gè)過程。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(yǔ)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 語(yǔ)音編碼的發(fā)展和研究狀況 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展。 基于 DPCM的語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的飛躍發(fā)展 。 現(xiàn)在 ， 還 時(shí) 常采用混合編碼的方案， 混合編碼 是 波形編碼和參數(shù)編碼優(yōu)點(diǎn) 的結(jié)合 ，這種結(jié)合是 保留分析合成編碼技術(shù)精華的基礎(chǔ)，引用波形編碼準(zhǔn)則優(yōu)化激勵(lì)源信號(hào)，從而在 一個(gè) 較小的數(shù)碼率上 (～ )獲得 更 高質(zhì) 量的合成語(yǔ)音。連續(xù)地，在那之后， 1986 年， 1988，做了進(jìn)一步的修改在此，也可以是 32K 比特 /秒的 PCM 比特率，一般是高速率的一半，達(dá)到接近正常的 PCM 語(yǔ)音質(zhì)量，防誤性能優(yōu)于 PCM 格式。這種編碼其延遲小，可以節(jié)省帶寬的 ％，為 32KB/s 的 DPCM 語(yǔ)音質(zhì)量，音質(zhì)在同級(jí)別最優(yōu)的比特率，在嘈雜的環(huán)境中也可以更好的語(yǔ)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(yǔ)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 語(yǔ)音質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法可分為主觀評(píng)定和客觀評(píng)定兩大類 。與此同時(shí) ,