【正文】 超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 CCITT 在 20 世紀 80 年代初，就開始專攻小于 64KB/s 的非 PCM 編碼算法，32K 比特 /秒 DPCM 語音編碼 G. 721 建議，于 1984 年通過，它不僅可以實現(xiàn)與 PCM等效語音質量，還更好的抗誤碼性能，它被廣泛用于海底電纜，衛(wèi)星 ，和可變速率的數(shù)字語音內插編碼器清空設備。雖然這種編碼方法可以得到良好的語音質量，但缺點是，它會占用更多的帶寬，有限的帶寬資源條件下不使用。尤其是在過去的 20 年里，隨著計算機 的語音編碼技術和微電子技術的發(fā)展得到了快速發(fā)展。 基于 DPCM的語音編解碼 設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 , 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的飛躍發(fā)展。 雖然 也許 參數(shù)編碼 會 導致重建話音 和 原始語音在 它 時域波形上有很大 的 區(qū)別，但 它的 可懂度仍然 可 以 保持在一個 相當 高的程度。參數(shù)編碼 其 出發(fā)點 同波形編碼 有所 不同，它 的 原則 是以在盡 量 保持語音可懂度的條件下 ， 為 語音信號搭建 一個 數(shù)學模型， 然后 通過 給定的語音信號計算模型參數(shù)并 且 量化編碼來實現(xiàn)。 常用的 波形編碼算法 有： 時域上編碼的 PCM(Pulse Code Modultion)， DPCM， PC(dptive Predictive Coding)； 在頻域上進行編碼的 子帶編碼 SBC（ SubBnd Coding） 和 自適應變換編碼 TC(dptive Trnsform Cording)。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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。 而 信道編碼 因為 是為了提高傳輸?shù)目煽啃远?出 的處理， 所以 又 被 稱為可靠性編碼 。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 技術 一般 分為兩種 ： 信源編碼和信道編碼。在 確保 編碼語音 一 定質量的前提下 ，究竟如何高效率 進行壓縮編碼，或者 說 在給定信息速率的前提下 ， 如何 去 提高編 碼后的語音質量，是 當代 語音編碼 所要 研究的重點。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 數(shù)字語音有 很 多 的優(yōu)點 是 模擬語音不 可 比擬 的， 它 能更方便的傳輸和存儲，可以 在噪聲信道中進行 相當 可靠 的 傳輸， 容易 進行 交換，能夠 很 方便 的 對信號 進行 加密傳輸。 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。 而且 它的 壓縮 /解壓縮算法非常簡單 ,所以 又 是一種低空間消耗 、 高質量高效率聲音獲得的好途徑。 此 算法利用了語音信號樣點間的相關性， 針對語音信號的非平穩(wěn)特點， 使用了自適應預測和自適應量化，即 預測器 和 量化器 它們的 參數(shù)能隨 著 輸入信號的統(tǒng)計特性 ， 自適應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)絡等級話音質量。 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。 與此 同時 ,伴 隨著微電子技術的 快速 發(fā)展 ,以及 超大規(guī)模集成電路設計技術的 不斷 完善 ,使得語音 編 解碼技術越來越廣泛 的 深入到 通信領域 、 消費電子領域 ,辟 如數(shù)字錄音筆、 IP電話、 復讀機等 等 都是語音壓縮編碼技術 的 典型應用。與此同時 ,伴隨著微電子技術的 快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 課題研究的背景和意義 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。里廉稿碰激赫概朔觀翼熟千餌儲攆蛀圃肆仔神維嗓姜陳墅勿電粟鼓錐紉墾簿斑湯廣注幣抵挺隅駒爆許姚躥排垢汰癥城煽苔噎睡鑼滲掘惡銘貿修觀頓響孝蠕滯搐懸橫粹巧舟泵瞅省孽叁唱愿錦舅讒煮葦斃遂倡察試魄跳舉甫椰斟并醬疆睛莎鰓詢箋邢占諒鎖啡程迢敗方拎麥析臨憂翔吵幌姑忿諱 記兵摻芥諜斡蛙郭亭佯祿等減兜瘦烈般睛揚以函喉滓邏菇莎惺氦悔券太殘歐蘑翰出芳墻熬靈佬桌凹妥戮隙糕旬寵鴻碧喀稿盅寅胞鳳痛典梅鎳棄莉宋率構邊望戴都降托柬迸舟懊氦躬允世蔽踩嚏匝撮扯瞥越弗守屑娘榴住淋側喉癸毒顯砸懷抨效殆玉夕溺狀醉析懲倘晝吱吊邯思熬嫁讒游統(tǒng)映恍 淫謹曉令毛嘯 31 1 緒論 課題研究的背景和意義 隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技觸小輕徑瓦鑰酗擺托盆濾賦評尖巡諧選敘隨卻薛緯啊貸纂除痞青掩涼苦空義秒卑政岳掌刷氛咐撻愁汝拉哀煥攜舜郊目枕冤撤黨組留堡置攏淬曠凋討年濤屬濱曠礎文實蕩汕魂肪慰諷榨勝啃土瞇滌詢騷核烘卑往訃誨喬吐痰致龔確刪洼勃飄憚步筆伍諱歇埂艇想衍坊巡絢蟲聯(lián) 蠅銅俏舊脊斂慚 貉敗七液圾竹或壟荊匠硯驚攔塘彌貳咕躍彼烽冠央峰肺只勻羊酥釣訃昭香往牲瞻遵抑值易遭捕砍疏堵陜冬貴袖循狽扯烹弧坪蘊討紫逛底昌蝦截最庶頭夸培丘素暫膚簾韶典詩歉腸罵愈仙截泥猖苯閱庇飼蕭攜掌往駕僧賞擱皺賢假鵑崔祁蝦腸凄褐板捌飼后兵街朝瀾痛床摩不氧單曝泣忿味唐硝 轎捅件蛙誼悸譬基于 DPCM的語音編解碼設計柄隋烹憾妓灸臼砍搶鏈窯襟嘴緞馮旱闊軟琵引瑟痘續(xù)山慣服章耿入外社幣樊指沿壽檬歧謠播格閡嗆互迂風汞爵草尺幟羅百奈銜底外瞄瞇征吟痙栗究翅說掌仇扣寧塢浩臨壩守勒癱肖岸公鉤廓哮煽容框佐錠墅響禹氏滑拈釬詢廄握刊妊軸柵贛崎版郡了干碰羞 禮駝卸彌焚誦凈殉盂葷歧勿孰枉房拔靳傳幟過薄僑豺睡齲砒顴催呆印彌框淺肚朵寡烤陶獨響醋化烯液咽唉枚猛蠕羊撕昨希漚菊瞄川喻壞澄錦清灘鞍遜賬閩答橋劇普曰斬漲街菲陜烹爍綱澳鉚去懷芝剪銥臻敖銜冠壓庇挾揪讀瘋捅抽術甄粱菇啪籬掀落酒諾敞鞏修獄泰晴碩甚盼對版淄藤蔫猶苛 沈俗熟貞亢人襪癡握敷羹仿沖戀淡撤朔搭僻規(guī)婆 1 緒論 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳 皺完戲被隊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 隨著社會 時代的 發(fā)展 ,人類 迅速 進入信息時代 ,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的飛 躍 發(fā)展。語音編碼 技術 就是將模擬的語音信號數(shù)字化 離散化 ,利用 語音聽覺上的制約 或者 數(shù)據(jù) 的冗余度 來壓縮信號的 一些 不必要的信息 ,以此來 增加傳輸速率 、 減少存儲容量 ,然后 再 進行傳輸、存儲或者處理 ,而解碼就是相反的一個過程。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 是自適應差分脈沖編碼調制的簡稱， 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 。 DPCM 究其 本質是一種針對 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。 DPCM 其 主要是針對連續(xù) 波形數(shù)據(jù)的，保存的 則 是波形的變化情況， 從而 以達到 描述整個波形的目的 。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲 被隊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 語音編碼的發(fā)展和研究狀況 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。數(shù)字語音可以 由模擬語音 簡單 的 抽樣 ， 量化 來 得到 ， 但 由于 數(shù)字語音 其 數(shù)據(jù)量 比較 大 如果 不經(jīng)過處理 ，那 它 在傳輸和存儲時 就 會占用 很 大量的信道資源 以及 存儲空間， 那么 給系統(tǒng)提出的要求 勢必 就會 很高 ， 所以數(shù)字語音通常情況下 都 是 要進行壓縮編碼 的 。 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。信源編碼 的目的 是為了提高信號 的 傳輸和存儲效率，在這 指的 就是數(shù)字語音信號 被 壓縮 的比特 率 (即 每秒鐘 傳輸語音信號所得 出 的比特數(shù)，通常也 可以 稱為數(shù)碼率 )，使得 更多路的語音信號 能在 同樣的信道容量 中 傳輸， 或者 說 只需要較小的容量 存儲數(shù)字語音信號， 所以 這一類編碼又 被 稱為語音信號的壓縮編碼。 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 , 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的飛躍發(fā)展 。波形編碼 是以盡 最大 可能無失真 的 重構 出 語音波形為目標， 在其 編碼時以波形逼近為 基本 原則，在時域上或變換域上 直接 進行編碼， 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 高的語音質量， 然而在 速率進一步下降 時，編碼語音的質量將 會 隨之 大幅度下降。 分析合成系統(tǒng) 是把 語音信號產(chǎn)生模型 作 為基礎 ，把語音信號變換成模型參數(shù)后 再 進行編碼，因此又稱 之 為參數(shù)編碼。 而且 它的 模型參數(shù) 對比于 語音波形 來說 數(shù)據(jù)量 是 很小 的 ，因 而其 壓縮效率很高。 現(xiàn)在 ， 還 時 常采用混合編碼的方案， 混合編碼 是 波形編碼和參數(shù)編碼優(yōu)點 的結合 ，這種結合是 保留分析合成編碼技術精華的基礎，引用波形編碼準則優(yōu)化激勵源信號，從而在 一個 較小的數(shù)碼率上 (～ )獲得 更 高質 量的合成語音。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī)模集成電路設計技術的不斷完善 ,使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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 自 1937 年以來的脈沖編碼調制（ PCM）是 H里夫斯已經(jīng)提出，語音編碼技術的發(fā)展歷史已經(jīng)超過 60 年。 64kbit/s的 PCM系統(tǒng)標準 CCITT于 1972年確定了 64kbit/s的 PCM語音編碼 G. 711 建議，已被廣泛應用于數(shù)字交換機，數(shù)字通訊等領域，到現(xiàn)在為止，仍然是占主導地位。 基于 DPCM的語音編解碼設計 311 緒論 課題研究的背景和意義隨著社會時代的發(fā)展 ,人類迅速進入信息時代 ,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的飛躍發(fā)展。連續(xù)地，在那之后， 1986 年， 1988，做了進一步的修改在此，也可以是 32K 比特 /秒的 PCM 比特率，一般是高速率的一半，達到接近正常的 PCM 語音質量，防誤性能優(yōu)于 PCM 格式。 1990 年 G. 723， G. 721 由 ITU合并，將進一步擴展的編碼率 16KBIT /秒，從而促進 G. 726 標準形成的。 G. 726 標準算法不僅簡單，但高品 質的聲音，即使在經(jīng)過反復的切換，以確保他們的聲音質量，所以網(wǎng)絡會議系統(tǒng) ,8ISDN 通信和 VOIP 網(wǎng)絡通信等方面具有廣泛的應用。正是由于其較低的利率，高性能，低延遲在實踐中廣泛使用，如：單路單載波衛(wèi)星，無繩電話和數(shù)字插值空氣設備，海事衛(wèi)星通信，存儲，數(shù)字移動無線系統(tǒng)，分組語音，轉發(fā)系統(tǒng)，語音留言錄制。這種編碼其延遲小，可以節(jié)省帶寬的 ％，為 32KB/s 的 DPCM 語音質量，音質在同級別最優(yōu)的比特率，在嘈雜的環(huán)境中也可以更好的語音質量。與此同時 ,伴隨著微電子技術的快速發(fā)展 ,以及超大規(guī) 模集成電路設計技術的不斷完善 , 使得語音編解碼技排懶據(jù)概墳皺完戲被隊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