【正文】 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81原始語音信號t i m e nfuzhi n0 100 200 300 400 500 600010203040原始語音信號 FFT 頻譜0 2022 4000 6000 8000 10000 12022010203040原始語音信號頻譜Hzfuzhi子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 53 53 ? （ 2）每個子帶使用獨立的量化階距，這就可以避免能量較小的頻帶內(nèi)的信號被其他頻帶中的量化噪聲所掩蓋。 ? （ 3）通過頻帶分裂，各個子帶的取樣頻率可以成倍下降。 16kbps SBC ADPCM SBC 19kbps ADM Mp3編碼器 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 54 ? 四 .分類 ? 按照子帶劃分的不同，可分為： ? 等帶寬子帶編碼 ? 變帶寬子帶編碼 各子帶的帶寬相同 各子帶的帶寬不相同 子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 55 ? (1).等帶寬子帶編碼 ? 子帶劃分 ? 式中 k＝ 1， 2， 3， ? ， m， ? m是子帶總數(shù)， ? B是編碼信號總的帶寬。 ? (2).變帶寬編碼 ? 常用的子帶劃分是令各子帶寬度隨 k的增加而增加 mBBB k /????kk BB ??? ? 1子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 56 ? 五 .傳輸速率 ? 假設每個子帶波形抽樣頻率為 fsk,每個抽樣值用Rk比特編碼，則 總的傳輸速率等于每個子帶的編碼比特率的總和。 ? 對于等帶寬子帶編碼有： kmksk RfI ???1mBBB k /????mBBf sk /22 ???? ?bi t / s/21???mkkRmBI子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 57 ? 如果 R表示平均每個子帶的比特數(shù)，即 ? 全帶編碼傳輸速率的表達式 ? 這是 全帶編碼時的傳輸速率表示式 ， R為對全帶采樣編碼時的平均比特數(shù)。 mRRmkk ??? 1BRI 2?子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 58 58 ? 子帶編碼存在的問題是 編解碼的延時比較長 ，約在幾十 ~100ms之間，這主要是濾波器組的延時造成的，這種延時對于一些通信系統(tǒng)是不能接受的，因此子帶編碼主要用于聲頻存儲、數(shù)字聲廣播以及一些允許延時較長的電話傳輸系統(tǒng)中。 子帶編碼（ SBC） 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 59 例題 ? 4子帶的 SBC系統(tǒng)，子帶分別為[0~800],[800~1600],[1600~2400],[2400~3200],如果忽略同步碼的邊帶信息，子帶的比特分配分別為 3，2， 1， 0 比特 /樣值 ,求總的傳輸速率和全帶采樣時的平均比特數(shù)。 ? 4子帶的 SBC系統(tǒng)，子帶的分割如下：[225~450],[450~900],[1600~2400],[2400~3200],如果忽略同步碼的邊帶信息，子帶的比特分配分別為 4， 3， 2， 1 比特 /樣值 ,求總的傳輸速率和全帶采樣時的平均比特數(shù)。 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 60 ? ： 參數(shù)編碼是分析并提取語音信號模型中必要的、關(guān)鍵的但不是全部的特征參數(shù)，將上述參數(shù)信息通過采樣、量化、編碼，然后合成發(fā)送出去；在接收端通過接收到的參數(shù)取值的編碼，還原出信源信息。 ? 語聲形成的大致過程是：從 肺部 壓出的空氣由 氣管到達 聲門 ，氣流流經(jīng)聲門時形成聲音，然后再經(jīng) 咽腔 ，由 口腔或鼻腔 送出。其中咽腔、口腔、鼻腔等構(gòu)成聲道，當腔體呈不同形狀，舌、齒、唇等處于不同位置時，相當于形成一個具有不同零極點分布的濾波器，氣流通過該濾波器后產(chǎn)生相應的頻響輸出，從而發(fā)出不同的音素。 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 61 ? 根據(jù)激勵源和聲道模型的不同，語音主要分為濁音和清音。 ? 1） 濁音 ：又稱聲音。聲帶在氣流的作用下準周期地閉合或開啟，從而在聲帶中激勵起準周期的聲波。具有明顯的準周期特性。濁音信號的能量主要集中在各基音的諧波頻率附近，而且主要集中于低于 3KHz的范圍內(nèi)。 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 62 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 63 ? 2） 清音： 氣流速度達到某一臨界速度時，會引起湍流，此時聲帶不震動，聲道被噪聲狀隨機波激勵，產(chǎn)生較小幅度的聲波，其波形與噪聲很像。 ? 清音信號沒有準周期性，能量主要集中在比濁音更高的頻率范圍內(nèi)。 語音學中，將發(fā)音時聲帶振動的音稱為濁音 (又稱有聲 )，聲帶不振動的音稱為清音 (又稱無聲 )。 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 64 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 65 ? ? 3） 共振峰： 聲道頻率特性對應的諧振點叫做共振峰頻率。共振峰出現(xiàn)在濁音頻譜中。P41 ? 4） 語音信號發(fā)生模型 P42 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 66 ? (vocoder) ? 針對話音的參數(shù)編碼叫做聲碼器。 ? 在話音生成模型中，聲道被等效成一個隨時間變化的濾波器，叫做時變?yōu)V波器 (timevarying filter)，它由白噪聲 — 無聲話音段激勵，或者由脈沖串 —— 有聲話音段激勵。 ? 因此需要傳送給解碼器的信息就是濾波器的規(guī)格、發(fā)聲或者不發(fā)聲的標志和有聲話音的音節(jié)周期，聲音的強度。 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 67 周期脈沖發(fā)生器 隨機噪聲發(fā)生器 G 時變數(shù)字濾波器 )(nu清 /濁音開關(guān) 聲道參數(shù) )(ns基音周期 《 數(shù)字通信 》 聊城大學理工學院李曉紅 68 ? 這種聲碼器的數(shù)據(jù)率在 kb/s左右，產(chǎn)生的語音雖然可以聽懂，但其質(zhì)量遠遠低于自然話音。增加數(shù)據(jù)率對提高合成話音的質(zhì)量無濟于事，這是因為受到話音生成模型的限制。盡管它的音質(zhì)比較低，但它的保密性能好，因此這種編譯碼器一直用在軍事上。