【正文】 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(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(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時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(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 。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。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(gè)信道，設(shè)備便于集成等。 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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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。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(jì) 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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。 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。波形編碼 是以盡 最大 可能無失真 的 重構(gòu) 出 語音波形為目標(biāo)， 在其 編碼時(shí)以波形逼近為 基本 原則，在時(shí)域上或變換域上 直接 進(jìn)行編碼， 雖然 這種方法壓縮效率不 很 高，但 是 在64～ 16Kb/s 的速率上 ， 卻 可以 合成出 相當(dāng) 高的語音質(zhì)量， 然而在 速率進(jìn)一步下降 時(shí)，編碼語音的質(zhì)量將 會 隨之 大幅度下降。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 是自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制的簡稱， 是語音編碼的多種算法中的一種，更是 最早使用 于 數(shù)字通信系統(tǒng)中 的一種語音編解碼算法 。 此 算法利用了語音信號樣點(diǎn)間的相關(guān)性， 針對語音信號的非平穩(wěn)特點(diǎn)， 使用了自適應(yīng)預(yù)測和自適應(yīng)量化，即 預(yù)測器 和 量化器 它們的 參數(shù)能隨 著 輸入信號的統(tǒng)計(jì)特性 ， 自適應(yīng)于或接近于最佳的參數(shù)狀態(tài)，在 32kbps 的 速率上能夠給出網(wǎng)絡(luò)等級話音質(zhì)量。 常用的 波形編碼算法 有： 時(shí)域上編碼的 PCM(Pulse Code Modultion)， DPCM， PC(dptive Predictive Coding)； 在頻域上進(jìn)行編碼的 子帶編碼 SBC（ SubBnd Coding） 和 自適應(yīng)變換編碼 TC(dptive Trnsform Cording)。語音插值技術(shù)和浮動利率結(jié)合原來的 PCM 通道的 DPCM 編碼，可擴(kuò)展到 810 倍，稱之為數(shù)字語音通道倍增設(shè)備 DCME。 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(shí)代的發(fā) 展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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 所謂穩(wěn)健性是 指編譯碼系統(tǒng) 的 抗噪聲、抗信道誤碼能力。 接著 介紹 增量調(diào)制DM(delt modultion)及自適應(yīng)增量調(diào)制 DM(dptive delt modultion)的原理與運(yùn)用 ，二者比較得出 DM 更容易跟蹤信號變化快的的語言 ,最后闡述了 DPCM 的由來及主要原理。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 根據(jù)語音的特性，通常分為波形編碼和參數(shù)編碼類型的 兩類 語音編碼方法，波形編碼，用于編碼的信號波形，它具有更高的能力來重建信號的質(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時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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。根據(jù)抽樣理論 ，使采樣信號通過一個(gè)低通濾波器，其帶寬不小于 H? ，過濾掉高頻成分，因此它可以恢復(fù)的原始信號 ()sX? 的 無 失真 的從 ()sX? 中 。 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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(shí) 各量化間隔 是 相等 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(shí)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(gè)大的信號過載。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(shí)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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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。當(dāng)μ很大 ,并且 ()Xn也很大時(shí) ,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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(shí)，小信號量化噪聲比。 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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(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(gè)依據(jù)是利用人類聽覺的某些特性。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(shí)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(shí)，惟一的失真來自模數(shù)轉(zhuǎn)換前的低通濾波 。 這一 特 點(diǎn) 是 通信網(wǎng) 由 模擬 轉(zhuǎn)換 為 數(shù)字過渡過程中極其 重要的 一點(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時(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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。 客觀評定方法用客觀測量的手段來評價(jià)語音編碼質(zhì)量 ,常用的方法有 均方誤差、 信噪比 、 加權(quán)信噪比 、 平均分段信噪比等 。隨后頒布 G. 723 標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大到 24Kbit/s和 40Kbit/s的編碼標(biāo)準(zhǔn)稅率。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 語音信號編碼 從方法上講 有 波形編碼和分析合成系統(tǒng) 兩大分支。 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(shí)代的發(fā)展 ,人類迅速進(jìn)入信息時(shí)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。 DPCM 究其 本質(zhì)是一種針對 16bits( 或 8bits 或者更高 ) 聲音波形數(shù)據(jù)的一種有損壓縮算法 ,它 可以 將聲音流中每次采樣的 16bit 數(shù)據(jù) 用 4bit 來 存儲 ,所以 其 壓縮比 為 1:4。 分析合成系統(tǒng) 是把 語音信號產(chǎn)生模型 作 為基礎(chǔ) ，把語音信號變換成模型參數(shù)后 再 進(jìn)行編碼，因此又稱 之 為參數(shù)編碼。 G. 726 標(biāo)準(zhǔn)算法