[工學]5第三講語音信號數(shù)字化及壓縮編碼-資料下載頁
2025-01-19 10:47本頁面
【正文】 語音編碼器 波形編碼器 參量編碼器 頻域 時域 非差分 子帶編碼 自適應變換域編碼 差分 PCM DPCM ?M 連續(xù)可變斜率 ?M ADPCM APC 線性預測編碼 信道聲碼器 共振峰聲碼器 倒頻譜聲碼器 語音激勵聲碼器 多脈沖激勵 LPC 碼本激勵 LPC 矢量和激勵 LPC 混合編碼器 2022/2/16 43 ? 波形編碼 ? 力圖使重建語音信號保持原始語音波形 ? 語音信號作為一般信號進行處理 ? 適應能力強，重建語音質量好 ? 編碼速率較高，一般應用于 64－ 16K速率 ? 參量編碼（聲碼器） ? 通過對語音信號特征參數(shù)的提取及編碼，力圖使語音信號有盡可能高的可懂度，保持語音的語意 ? 重建語音信號的波形與原始語音信號的波形可能有相當大的差別 ? 往往利用某種語音生成的模型，在幅度譜上逼近原始語音 ? 合成語音的自然度不好，抗背景噪聲的能力比較差 ? 混合編碼 ? 結合聲碼器的特點，同時又利用波形編碼器的特點 ? 提取語音參數(shù)，優(yōu)化激勵信號使其達到與原始語音的波形匹配 ? 中速率語音編碼 ? － 16K，應用于蜂窩移動通信、衛(wèi)星通信、軍用通信 ? 低速率語音編碼 ? 100bit/2022/2/16 44 語音編碼的標準 ? PCM (64k bps) ? ADPCM (32k bps) ? 7kHz帶寬 64k bps速率內的音頻編碼 ? ? 16k bps 語音編碼 LDCELP ? 8k bps多媒體語音編碼 2022/2/16 45 線形預測編碼 LPC的原理 ? 原理：模型化人類語音信號產(chǎn)生的機制，提取模型參數(shù)，并且只傳輸模型的參數(shù)。 ? 語音信號的產(chǎn)生模型： ? 語音的產(chǎn)生，聲帶和聲道 ? 不同語音產(chǎn)生的原因：聲音激勵源和聲道不同 ? 聲音分類：濁音和清音 ? 發(fā)聲過程 ? 口腔和鼻腔形成時變?yōu)V波器 ????????類似白噪聲聲帶不振動清音波，含豐富諧波波形－三角形周期脈沖周期－基音周期聲帶振動濁音語音2022/2/16 46 LPC語音編碼 語音信號相鄰樣點之間又很強的相關性，可以用過去的樣點的線性組合來預測未來的樣點 預測的誤差 因此 上式可看成信號 e(n)激勵一個全極點濾波器 得到語音信號 與人的發(fā)聲過程吻合，采用清音及濁音二元激勵模型即可合成語音 使誤差均方最小，可求得一組預測系數(shù) {ak}， 傳送：預測系數(shù)，基音周期和增益，清濁音判決 ???? Nkk knSanS1)()(?)(?)()(? nSnSne ??)()()(1neknSanSNkk ??? ?????? Niii za1112022/2/16 47 LPC聲碼器 周期性激勵 隨機噪聲 清 / 濁音開關 增益 基音周期 全極點聲道濾波器 合成語音 線性預測語音產(chǎn)生模型 緩沖器 線性預測 量化濾波器 編碼器 清濁音檢測 編碼器 基音周期檢測 編碼器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 合成器 噪聲激勵 濁音激勵 語音輸入 語音輸出 2022/2/16 48 碼激勵線性預測（ CELP）聲碼器 ? 基本原理 ? 與 LPC類似，有激勵信號以及聲道濾波器 ? 激勵信號不再是二元激勵，而是兩種碼本：長時基音預測自適應碼本和隨機碼本 ? 自適應碼本描述語音信號的周期性，隨機碼本則用來逼近語音信號經(jīng)過短時和長時預測后的線性預測余量信號 ? 從自適應碼本和隨機碼本中搜索出最佳激勵矢量乘以各自的增益后相加，即得到激勵，送入合成濾波器得到合成語音 ? 合成語音與原始語音的誤差通過感覺加權濾波器可得到感覺加權誤差，按均方誤差最小的原則搜索最佳的碼字矢量 2022/2/16 49 60隨機碼本151260自適應碼本1256線性預測濾波器u v?gsgaiais感覺加權濾波器最小感覺加權誤差輸入語音?s sCELP編碼器框圖 ? CELP的難點 ?碼本中的矢量生成 ?碼矢量的快速搜索 2022/2/16 50 子帶編碼 ? 工作原理 ? 用一組帶通濾波器將輸入信號分成若干個在不同頻率段上的子帶信號，然后將這些子帶信號經(jīng)過頻率搬移變換成基帶信號，再對它們在奈氏頻率上分別取樣。取樣后的信號經(jīng)過量化和編碼，合并成一個總的碼流傳送給接收端。 ? 在接收端，首先把碼流分成與原來的各個子帶信號相對應的子帶碼流，然后解碼、將頻譜搬移至原來的位置，最后經(jīng)帶通濾波、相加得到重建的信號 ? 優(yōu)點 ? 可以利用人耳（或人眼）對不同頻率信號的感知靈敏度不同的特性，在人的聽覺（或視覺）不敏感的頻段采用較粗糙的量化，從而達到數(shù)據(jù)壓縮的目的； ? 各個子帶的量化噪聲都束縛在本子帶內，這就可以避免能量較小的頻帶內的信號被其它頻段中的量化噪聲所淹沒； ? 通過合理分配比特，可以獲得更好的主觀質量 2022/2/16 51 帶通濾波 頻率搬移 量化編碼合路帶通濾波 頻率搬移 量化編碼帶通濾波 頻率搬移 量化編碼)( ns1W?2W?MW?112 Wfs??S B C編 碼器發(fā)信碼22 2 Wf s ??MsMWf ?? 2解碼 頻率搬移 帶通濾波解碼 頻率搬移 帶通濾波解碼 頻率搬移 帶通濾波分路1W?2W?MW?)( nsrS B C解 碼器收信碼sfsfs
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1