【正文】 采用矢量和激勵線性預測 (VSELP)算法，壓縮率大，計算量適中● 同 GSM的 13 kb/s標準一樣，應用在低速語音編碼領域★ NSA標準 ● 美國國家安全局標準● 速率為 kb/s和 kb/s● 分別采用碼本激勵 (CELP)和線性預測 (LPC)編碼方案 。● 隨后，激勵信號進行 LPC合成得到合成語音。 ● 計算殘差諧波譜時，首先使用量化后的 LSF參數(shù)計算線性預測系數(shù)，并用它產(chǎn)生殘差信號，對其進行 FFT變換。傳統(tǒng)的聲碼器模型．整個頻帶不是清音就是濁音．激勵譜由全頻帶的清濁音判決并由基音周期表示。(2)通過 LPC逆濾波計算不量化的殘差信號。AbSLPC編碼器 在語音譜中，能量較高的頻段（如共振峰處）的噪聲相對于能量較低頻段的噪聲不易被感知，在度量原始語音與合成語音之間的誤差時可以計入這一因素，在語音能量高的頻段，允許二者的誤差大一些，反之則小一些，為此在計算二者誤差時，引入頻域感覺加權濾波器 W(f)。不止傳輸預測參數(shù)和清濁音信息，而且也同時傳輸預測誤差信息。 LSF在數(shù)學上有良好的量化特性。當濁音的基音頻率接近譜包絡中的第一共振峰時， LPC譜估計在共振峰位置上出現(xiàn)極其尖銳的峰值（估計失真），使得相應得在合成語音中會出現(xiàn)尖峰或較大的毛刺，影響語音質量。111 （（ 4）增益）增益 RMS 增益 RMS由下式計算：Si是經(jīng)過預加重后的數(shù)字語音信號樣本， N是分析幀長度。其語音質量清晰可懂，但抗噪聲的能力和自然度尚有欠缺。即以每 1030ms為一幀傳送一次參數(shù)樣值的編碼，并不傳送話音樣值的編碼，因此比特速率低得多。AMDF在基音周期點上，它的谷點銳度較之短時自相關函數(shù)的峰點銳度更尖銳，估值精度更高、更穩(wěn)健。三、 LPC聲碼器的工作原理1. 基于求短時自相關函數(shù)的基音周基于求短時自相關函數(shù)的基音周期估計期估計86三、 LPC聲碼器的工作原理 sw(n)的自相關函數(shù)稱為語音信號 s(n)的短時自相關函數(shù)，用 Rw(l)表示。語音譜估計時主要關心的是聲道的諧振特性， P值過大，估計的譜中保留許多信號譜細節(jié)，反而使共振峰分析效果變壞。語音信號通?？梢苑譃闈嵋?、清音和混合音。簡單介紹一下基音提取問題：包括兩個方面：首先進行濁音 /清音判決，然后再確定濁音段語音波形的周期Tp。 語音特征參數(shù)激勵源分為濁音激勵和清音激勵，用濁音 /清音開關進行控制。語音信號通?？梢苑譃闈嵋?、清音和混合音。發(fā)清音時聲帶不振動，此時是由湍流建立的寬帶噪聲源激勵著聲道。聲道的截面積是可變化的，它取決于舌、唇等器官的位置。量化器產(chǎn)生的信噪比即非預測的 PCM系統(tǒng)的量化信噪比提高系統(tǒng)信噪比采取的措施ＳＮＲ＝減小 x(n)精確d(n)d(n)=x(n)x(n)最佳預測量化誤差最佳量化小結一 .壓縮編碼的原因二 .什么是語音壓縮編碼三 .語音編碼分類一 .差值編碼思想二 .差值編碼系統(tǒng)模型圖三 .DPCM系統(tǒng) 自適應差值脈沖編碼調(diào)制（ ADPCM）實質： DPCM+自適應量化和自適應預測固定預測 固定量化定義 能夠實現(xiàn)自適應預測功能，或者自適應量化功能或者同時實現(xiàn)兩種自適應功能的 DPCM系統(tǒng)稱為ADPCM系統(tǒng)。這就是差值編碼的中心思想 二、差值編碼模型圖在原來的抽樣值中減去某一個值，然后對兩者之差進行編碼。5. 對語音編碼的要求在滿足用戶對語音質量要求的前提下，編碼速率 盡可能低。? 通常編碼速率高，則編碼后的語音質量高，但所需的傳輸帶寬就寬。 分數(shù)等級分數(shù)等級 采用 5級分制： 5分為優(yōu)， 4分為良， 3分為中， 2分為差， 1分為不可接受。? 特點： 低速率、高質量一、語音編碼的方法常見混合編碼方式：? 多脈沖激勵 線 性 預測編碼 （ MPLPC）? 規(guī)則 脈沖激勵 線 性 預測編碼 （ RPELPC）? 碼 本激勵 線 性 預測編碼 （ CELP）? 矢量和激勵線性預測編碼（ VSELP）? 多帶激勵（ MBE）及改進型 IMBE（ Improved MBE）和 AMBE(Advanced MBE)? 混合激勵線性預測（ MELP）一、語音編碼的方法說明上述語音編碼器的分類方法只是一種較通用的方法，并非十分嚴格。適應能力強、語音質量好。所占系統(tǒng)的最小頻帶寬度為 32KHz。利用二進制理想基帶傳輸系統(tǒng)傳輸一路這樣的數(shù)字語音信號。一、語音編碼的方法特點：以重構語音波形為目的，力圖使重建語音波形保持原語音信號的波形形狀。一、語音編碼的方法3. 語音信號的混合編碼原理： 混合編碼將波形編碼和參量編碼組合起來，克服了原有波形編碼和參量編碼的弱點，結合各自的長處，力圖保持波形編碼的高質量和參量編碼的低速率，目前在 16Kbit/s速率上能夠得到高質量的合成語音。獲取 MOS的方法是，由數(shù)十名試聽者在不同的信道環(huán)境中試聽并給予評分，然后求出統(tǒng)計平均分。后者表示平均每個樣點所需的編碼比特數(shù)。不過，質量好、延時短的算法，相應的編碼速率也高。各種語音編碼標準的相對效果三、語音編碼的標準第三章 語言信號壓縮編碼 語言信號壓縮編碼的基本概念 自適應差值脈沖編碼調(diào)制 參量編碼 混合編碼 低速率語言壓縮編碼的應用自適應差值脈沖編碼調(diào)制原理（ ADPCM）（ DPCM）提高通信質量 必須 減小量化誤差減小量化級當抽樣值范圍確定時增加編碼 位數(shù) N增加編碼位數(shù)可獲得大的信噪比在編碼位數(shù)固定時，減小抽樣值的變化范圍，也同樣可以提高信噪比即：若縮小抽樣值（被編碼信號）的變化范圍，就可以在保證信噪比不變的情況下，減小編碼的位數(shù)。 DPCM系統(tǒng)模型框圖量化器預測器預測器下張２２圖中： x(n)為抽樣信號的實際值d(n)=x(n)x(n)圖x(n)=x(n)+d(n)該系統(tǒng)的量化誤差可以表示為：e(n)=x(n)x(n) =[d(n)+x(n)][x(n)+d(n)] =d(n)d(n)上式表明：ＤＰＣＭ系統(tǒng)的傳輸誤差就是差值ｄ（ｎ）的量化誤差． DPCM系統(tǒng)的抗噪聲性能分析系統(tǒng)信噪比定義為：ＳＮＲ＝ ==預測器增益量化器的量化信噪比GP1 GP1預測器有增益加預測器后反而不利GP ： DPCM系統(tǒng)相對于 PCM系統(tǒng)而言的信噪比增益。聲道從聲帶的開口即聲門處開始，直至嘴唇，包括咽喉、口、舌等。清音又稱無聲音：聲道在某處發(fā)生收縮，同時迫使空氣以高速沖過一收縮部位而產(chǎn)生湍流，就得到清音。 由 N個等長無損聲管級聯(lián)的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：70一、語音信號的基本特性語音信號的基本特性語音信號是非穩(wěn)態(tài)信號，特征隨時間變化；但在一個很短的時間段內(nèi)（約 5ms50ms）具有相對穩(wěn)定的特征，稱為準平穩(wěn)信號。語音產(chǎn)生模型包括激勵源、聲道和反映嘴唇處聲輻射影響的部分，如圖所示。這樣，可將實際語音信號分成短的時間段，在各個段內(nèi)分別進行參量提取。 76一、語音信號的基本特性語音信號的基本特性語音信號是非穩(wěn)態(tài)信號，特征隨時間變化；但在一個很短的時間段內(nèi)（約 5ms50ms）具有相對穩(wěn)定的特征，稱為準平穩(wěn)信號。 P取很大值時，可以獲得很好的信號譜估計，但增加的計算量和存儲量代價太大。 s(n)語音輸入信號， w(n)是加權窗，一般取矩形窗或哈明窗。AMDF的動態(tài)范圍較小，易于算法的定點實現(xiàn)。 三、 LPC聲碼器的工作原理94產(chǎn)生語音信號產(chǎn)生語音信號 s(n)的參量的參量 清 /濁音類型； 基音周期 TP； 代表聲道的時變?yōu)V波器的系數(shù) {aj}及濾波器階數(shù) p； 增益系數(shù) G；說明 ： 根據(jù)語音信號慢變化的特點，可以每隔 1030ms左右預測一次上述各參數(shù)的值。與通道聲碼器相比，共振峰聲碼器合成的語音質量較好，而且比特率可以壓縮的更低104四、 LPC10聲碼器復習：復習： LPC聲碼器的工作原理聲碼器的工作原理清濁音判決濾波器參數(shù)分析Ga1?ap量 化 編 碼 器U/V解 碼 器Ga1?apTPU/V激勵信號產(chǎn)生合成濾波器信道基音周期提取TPs(n)預加重加窗s(n)105 LPC10聲碼器概況 LPC10聲碼器采用 10階線性預測分析濾波器，編碼速率為 ，被美國在 1981年作為聯(lián)邦標準 FS1015用于窄帶保密通信?？梢酝ㄟ^ LevinsonDurbin算法求得部分相關系數(shù)（ Partial Correlation)，部分相關系數(shù)與 RC在理論上是互為相反數(shù)。（ 3） LPC10的語音譜共振峰的位置以及帶寬估值有時會產(chǎn)生很大的失真，從而影響語音的質量。 LSF參數(shù)集 {?i}(i = 1, ? , P)都在單位圓上，它們在頻域描述全極點濾波器 H(Z)。第三章 語言信號壓縮編碼 語言信號壓縮編碼的基本概念 自適應差值脈沖編碼調(diào)制 參量編碼 混合編碼 低速率語言壓縮編碼的應用 混合編碼混合編碼結合了波形編碼和參量編碼的優(yōu)點，采用線性技術構成聲道模型。 LPC合成濾波器實現(xiàn)語音的短時預測； 基音合成濾波器實現(xiàn)語音的長時預測?！? AbS—LPC 編碼方法(1)緩存一幀語音采樣值．通道 LPC分析得到一組LPC系數(shù)?！? MBE語音模型 MBE模型與傳統(tǒng)的聲碼器模型的突出區(qū)別在激勵模型的表示上。對線性預測系數(shù)的量化使用多級矢量量化技術?！?混合激勵信號合成后經(jīng)自適應譜增強濾波器處理，用于改善共振峰的形狀。 編碼凈比特率為１３ K b/s ，加上信道抗干擾編碼后為 K b/s，再加上管理信息等，信道傳送速率為 b/s216。網(wǎng)關是網(wǎng)絡硬件的另一個重要組成部分，正是它們在IP網(wǎng)絡和公用電話網(wǎng)之間連接轉換了每個 IP電話。在家庭互聯(lián)網(wǎng)的早期應用中，很多公司大力推舉免費的網(wǎng)絡電話，但通話雙方必須配有相同的軟件和最新的硬件。撥打從電腦到市話類型的電話的好處是顯而易見的，被叫方擁有一臺普通電話即可，但這種方式除了付上網(wǎng)費和市話費用外，還必須向 IP電話軟件公司