语音编码技术.ppt

语音编码技术 从理论上来讲，语音、图像等信号都包含大量的冗余，这个速率是完全可以压缩的。信源编码技术的核心就是研究压缩编码算法，用尽可能低的传信率获得尽可能好的语音和图像质量。 信源压缩的方法分为： 1概率匹配编码 2预测编码 3变换编码 4识别编码 语音编码的性能指标 语音编码研究的基本目标就是在给定编码速率的条件下，用尽量小的编解码延时和算法复杂度，得到尽可能好的重建语音质量。 语音质量 编码速率 编解码延时 算法复杂度 语音编码方法的分类 1波形编码 从语音信号波形出发，对波形的采样值、预测值或预测误差值进行编码。它以重建语音波形为目的，力图使重建波形接近原信号波形。 2参数编码（模型编码） 参数编码是从语音信号的产生机理出发，提取描述语音信号的特征参数，对模型参数或其预测值进行编码。在接收端合成一个新的声音近似但波形不尽相同的语音信号。 3混合编码 介于波形编码和参数编码之间的一种编码。形成的声音自然度比较好。 语音编码标准 G.711 64kbit/s PCM语音编码器 G.721 16kbit/s G.728 G.729 G.729A G.729B G.723 G.726 G.727 GSM CDMA 语音信号的波形编码 1 脉冲编码调制（PCM） 首先对模拟信号波形进行时间离散化，再对每个样值幅度独立进行量化和编码。 1.A律13折线压扩 2.u律15折线压扩 2自适应差分脉冲编码调制（ADPCM) ADPCM同时利用了差分量化、自适应量化和自适应预测的基本技术。 自适应差分脉冲编码调制是语音压缩中复杂度较低的一种方法，可以在32kbit/s的速率上达到64kbit/sPCM的语音质量。 3子带编码（SBC） 首先用带通滤波器将语音信号分割成几个不同的频带分量（子带），再分别对每个子带进行抽样和编码。编码后的码流通过复接器复接，送到信道上传输。 优点： 首先，如果对不同子带合理地分配比特数，就可能分别控制各子带的量化精度及量化噪声，使误差谱的适应人耳听觉特性，获得更好的主观听音效果。 其次，子带编码中各子带的量化噪声相互独立，从而使量化噪声的频谱与信号的短时频谱相匹配，避免能量较小频段上的信号被其他频段的量化噪声所淹没。 语音信号的参数编码 语音信号是一个非稳态过程。特性随时间而变化。 语音信号的线性预测模型 一个最有效的语音分析模型是线性预测编码（LPC）模型，它利用了语音具有很强的短时相关性。将语音信号样值之间的短时相关模型化，并结合语音产生机理用一个短时滤波器集中地表征出来，从而构成简化的语音信号发生模型。 线性预测声码器 LPC声码器能够在保证可懂度的情况下，大幅度地降低编码速率。但这种方法采用的二元激励模型过于简化，使合成语音的自然度较低，抗干扰能力差。合成的语音质量差。 多带激励和混合激励线性预测编码 (1)多带激励编码（MBE） MBE模型中，整个语音频带被划分为若干子频带，它们分别以各基音频波为中心，以基音频率为带宽。在每个子频带上根据频谱特征进行清浊音判决，就形成所谓的多带激励谱。整个激励谱由基音频谱和它的谐波以及一组清浊音判决信息表示，能较好地反映语音特征。 (2)混合激励线性预测编码 混合激励线性预测（MELP）编码地基本特点在于它采用了混合激励地形式代替基本LPC模型地二元激励形式，将周期脉冲激励源和白噪声源混合作为激励信号。改善了语音的自然度，同时提高了参数模型的鲁棒性。 MELP算法采用新的方法来提高语音质量 1.引入非周期脉冲的概念 2.对合成的混合激励信号进行自适应谱增强 3.对合成语音进行后处理，消除啸叫声 MELP算法具有良好的合成语音质量和较强的抗噪声性能，是一种较为理想的低速率语音编码算法。 语音信号的混合编码 在线性预测基础上采用合成分析法的编码方式称为线性预测合成分析编码（LPAS）或（AbS－LPC）。 (1)多脉冲激励线性预测编码（MPLPC） MPLPC是第一个有效、实用的AbS－LPC编码器，其设计思想是只对激励信号的重要部分抽样编码，忽略其它部分抽样。 (2)规则脉冲激励线性预测编码（RPELPC） RPELPC是对多脉冲激励的一种改进。采用间距相等仅幅度变化的脉冲序列作为激励信号，降低了算法的复杂度。 (3)码本激励线性预测编码（CELP） 使用矢量量化技术来描述激励源，并把预先设计的一组激励序列矢量存储在一个码本中。编码效率高可以获得高质量的语音，能承受多次转接。 图像编码技术 图像处理领域的首要任务是压缩数字