【正文】 比覆蓋算法的運(yùn)算量少，運(yùn)算時(shí)間短，當(dāng)訓(xùn)練序列較大時(shí)，LBG算法比PNN算法的運(yùn)算量少，運(yùn)算時(shí)間短。初始碼書均由隨機(jī)選取法生成。 三 改變量化壓縮比表（312）PNN算法算法改變量化壓縮比的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)50100200400碼書中碼字個(gè)數(shù)8888碼字維數(shù)5555量化壓縮比2550空胞腔個(gè)數(shù)3110胞腔中向量個(gè)數(shù)的方差+003循環(huán)次數(shù)4292192392運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變量化壓縮比：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，保持最終碼書大小8不變，使量化壓縮比分別為 ，,25,50，則初始碼書中碼字個(gè)數(shù)為50，100,200，循環(huán)次數(shù)為42,92,192,392呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，空胞腔個(gè)數(shù)分別為3,1,1,0，+003呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。進(jìn)行大量的仿真說明：輸入的數(shù)據(jù)量越大，循環(huán)次數(shù)越多，空胞腔數(shù)越多，胞腔劃分越不均勻，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大二 改變碼書維數(shù)表（311）PNN算法算法改變碼書維數(shù)的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)100100100100碼書中碼字個(gè)數(shù)8888碼字維數(shù)581114量化壓縮比空胞腔個(gè)數(shù)1314胞腔中向量個(gè)數(shù)的方差循環(huán)次數(shù)92929292運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變碼字維數(shù)：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，使碼字維數(shù)分別為5,8,14，循環(huán)次數(shù)為92,92,92,92不變，,，,，呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。仿真達(dá)到200個(gè)數(shù)據(jù)量化為16個(gè)數(shù)據(jù)的目的。具體的，單聲道語(yǔ)音，取樣頻率為8000hz，通過隨機(jī)選取的方法選取大小為200的訓(xùn)練序列。另外，覆蓋算法算法比LBG算法算法更容易產(chǎn)生空胞腔，失真更大，且胞腔中向量個(gè)數(shù)的方差更大，也即覆蓋算法比LBG算法劃分出的胞腔更不均勻。 仿真總結(jié)一 輸入的數(shù)據(jù)量越大，劃分胞腔次數(shù)越多，最終失真半徑越小，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大；二 碼書維數(shù)越大，劃分胞腔次數(shù)越多，最終失真半徑越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大；三 初始失真半徑越大，劃分胞腔次數(shù)越大，最終失真半徑不受影響，而運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越小，胞腔劃分是一模一樣的；四 壓縮比越大，胞腔劃分次數(shù)越多，最終失真半徑越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越多。進(jìn)行大量的仿真說明：當(dāng)訓(xùn)練序列較小時(shí)，覆蓋算法比LBG算法的運(yùn)算量少，運(yùn)算時(shí)間短，當(dāng)訓(xùn)練序列較大時(shí)，LBG算法比覆蓋算法的運(yùn)算量少，運(yùn)算時(shí)間短。初始碼書均由隨機(jī)選取法生成。進(jìn)行大量的仿真說明：初始失真半徑越大，劃分胞腔次數(shù)越大，最終失真半徑不受影響，而運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越小，胞腔劃分是一模一樣的四 改變量化壓縮比表（38）覆蓋算法算法改變量化壓縮比的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)50100200400碼書中碼字個(gè)數(shù)8888碼字維數(shù)5555量化壓縮比2550初始失真半徑最終失真半徑空胞腔個(gè)數(shù)1010劃分胞腔次數(shù)10319433436682運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變量化壓縮比：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，保持碼書中碼字個(gè)數(shù)不變， ，,25,50，則碼書中碼字個(gè)數(shù)為50，100,200，胞腔劃分次數(shù)為103,194,3343,6682呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)， ， ， 。進(jìn)行大量的仿真說明： 結(jié)論：碼書維數(shù)越大，劃分胞腔次數(shù)越多，最終失真半徑越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大三 改變初始失真半徑表（37）覆蓋算法算法改變初始失真半徑的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)100100100100碼書中碼字個(gè)數(shù)8888碼字維數(shù)5555量化壓縮比初始失真半徑最終失真半徑空胞腔個(gè)數(shù)0000劃分胞腔次數(shù)27524419484運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變初始失真半徑：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，, ,，胞腔劃分次數(shù)為275，244，194，84呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，胞腔劃分是一模一樣的。程序運(yùn)行結(jié)果：劃分胞腔次數(shù)= 1754最終碼書中碼字個(gè)數(shù)= 16最終失真半徑= 每個(gè)胞腔中的向量數(shù)= 138 14 6 1 7 4 5 4 1 2 1 4 2 2 1 3cpu_time= 仿真結(jié)果在對(duì)實(shí)際語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行MATLAB仿真的過程中，通過改變語(yǔ)音數(shù)據(jù)量大小，碼書維數(shù)，初始失真半徑，量化壓縮比四個(gè)參數(shù)，比對(duì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù).一 改變數(shù)據(jù)量改變數(shù)據(jù)量大小，碼書中碼字個(gè)數(shù)隨之變化，保持量化壓縮比不變表（35）覆蓋算法算法改變數(shù)據(jù)量的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)50100200400碼書中碼字個(gè)數(shù)481632碼字維數(shù)5555量化壓縮比初始失真半徑最終失真半徑空胞腔個(gè)數(shù)0045劃分胞腔次數(shù)1078415632373運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變數(shù)據(jù)量大?。涸囼?yàn)用的是同一段語(yǔ)音，使輸入訓(xùn)練序列大小分別為50,100,200，400，則碼書中碼字個(gè)數(shù)為4,8,16,32，劃分胞腔次數(shù)107,84,1563,84基本呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，,，呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。具體的，單聲道語(yǔ)音，取樣頻率為8000hz，通過隨機(jī)選取的方法選取大小為200的初始碼書 設(shè)置碼本維數(shù)是5，通過不斷增大失真半徑迭代來(lái)修改碼書，直到碼書大小滿足碼書大小16停止迭代，此時(shí)的碼書是最終的碼書。進(jìn)行大量的仿真說明：失真門限越小，平均失真越小，相對(duì)時(shí)間越小，循環(huán)次數(shù)越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大 仿真結(jié)論一 保持量化壓縮比不變，輸入的數(shù)據(jù)量越大，相對(duì)失真越小，循環(huán)次數(shù)越多，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大；二 壓縮比越大，循環(huán)次數(shù)越多，平均失真越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越多； 三 碼書維數(shù)越大，循環(huán)次數(shù)越少，平均失真越大，相對(duì)失真越小，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大；四 失真門限越小，平均失真越小，相對(duì)失真越小，循環(huán)次數(shù)越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越大。進(jìn)行大量的仿真說明：壓縮比越大，循環(huán)次數(shù)越多，平均失真越大，運(yùn)算量（運(yùn)算時(shí)間）越多 三 改變碼書維數(shù)表（33）LBG算法改變碼書維數(shù)的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s樣本個(gè)數(shù)100001000010000碼書中碼字個(gè)數(shù)640640640碼字維數(shù)5811量化壓縮比失真門限循環(huán)次數(shù)151413平均失真相對(duì)失真運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變碼字維數(shù)：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，使碼字維數(shù)分別為5,8,11，循環(huán)次數(shù)為15,14,13呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，, 。程序運(yùn)行結(jié)果：語(yǔ)音長(zhǎng)度= 秒取樣頻率=8000 取樣點(diǎn)/秒sample_num = 200s初始碼書= 0 0 0 0 cpu_time= pj_distort 平均失真=Columns 1 through 10 Columns 11 through 12 xd_shizhen 相對(duì)失真=Columns 1 through 10 Columns 11 through 12 0N1 每個(gè)碼書的樣本個(gè)數(shù)= 11 12 10 12 11 5 14 19 10 9 6 2 20 24 22 13j2循環(huán)次數(shù)= 12final_codebook= 輸入語(yǔ)音與碼書波形如下圖所示：圖（31）輸入語(yǔ)音與碼書波形圖 仿真結(jié)果在對(duì)實(shí)際語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行MATLAB仿真的過程中，通過改變語(yǔ)音數(shù)據(jù)量大小，碼書維數(shù)，失真門限，量化壓縮比四個(gè)參數(shù)，比對(duì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù).一 改變數(shù)據(jù)量改變數(shù)據(jù)量大小，碼書中碼字個(gè)數(shù)隨之變化，保持量化壓縮比不變表（31）LBG算法改變數(shù)據(jù)量的仿真結(jié)果語(yǔ)音文件參數(shù)類型8比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為80008比特單聲道采樣率為8000語(yǔ)音長(zhǎng)度15s15s15s15s樣本個(gè)數(shù)10002000500010000碼書中碼字個(gè)數(shù)80160400800碼字維數(shù)5555量化壓縮比失真門限循環(huán)次數(shù)10131414平均失真相對(duì)失真運(yùn)算時(shí)間數(shù)據(jù)分析：改變數(shù)據(jù)量大小：試驗(yàn)用的是同一段語(yǔ)音，使輸入訓(xùn)練序列大小分別為1000,2000,5000，10000，則碼書中碼字個(gè)數(shù)為80,160,400,，循環(huán)次數(shù)為10,13,14,14呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，平均失真沒有規(guī)律，,。設(shè)置碼本維數(shù)是5，碼書大小為16，通過不斷迭代來(lái)修改碼書，此時(shí)的碼書是最終的碼書。 矢量量化器LBG算法的仿真及仿真結(jié)果分析 程序設(shè)計(jì)思路為了使程序簡(jiǎn)短，運(yùn)行容易，初始碼書的選取采用隨機(jī)選取法；考慮到輸入數(shù)據(jù)有正值有負(fù)值，失真測(cè)度采用歐氏距離均方誤差[8]。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式。PNN算法流程圖如下所示：開始訓(xùn)練序列TS,碼字?jǐn)?shù)n=M，設(shè)置碼字。設(shè)訓(xùn)練矢量集為,該算法描述如下：步驟1：令碼字?jǐn)?shù)n=M,每個(gè)胞腔的質(zhì)心。該算法是刪除算法的一種，因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)過程中不斷合并，這個(gè)合并的過程不斷進(jìn)行直到胞腔數(shù)目達(dá)到要求[7]。 覆蓋算法的實(shí)現(xiàn) 覆蓋算法的基本原理及實(shí)現(xiàn)流程覆蓋算法的基本原理如下[5]：第一歩 給定一個(gè)失真半徑，任選一個(gè)