语音信号处理第七章.ppt

;7.1 概述; 矢量量化的理论基础是仙农的率-失真理论。 率-失真理论指出，利用矢量量化，编码性能有可能任意接近率-失真函数，其方法是增加维数k；该理论指出了矢量量化的优越性。 率-失真理论在实际应用中的重要指导意义： 常作为一个理论下界与实际编码速率相比较，分析系统还有多大的改进余地。 但是，率-失真理论是一个存在性定理而非构造性定理，因为它没有指出如何构造矢量量化器。 ;矢量量化技术的发展历程; 7.2 矢量量化基本原理 7.2.1 矢量量化的定义 （1）定义： 矢量量化是先把信号序列的每K个样点分成一组，形成K维欧氏空间中的一个矢量，然后对此矢量进行量化。 ; {xn} X1 X2 X3 X4 Xn/4 　　　; 矢量量化就是先集体量化X1 ,然后量化X2， 依次向下量化。下面以K=2为例说明其量化过程。; （2）几个概念 量化矢量(或称重构矢量)：利用最小失真原则，分别计算用量化矢量Yi（i=1，2，……7）替代X所带来的失真，其中最小失真所对应的那个矢量Yj，就是模拟矢量X 的量化矢量。 码书：量化矢量构成的集合称为码书(Codebook)。码字：码书中的每个矢量Yj （i=1，2，……N）称为码字(Codeword)。 ; 7.2.2 失真测度 失真测度的选择直接影响矢量量化系统的性能。 失真测度是以什么方法来反映用码字Yi代替信源矢量X时所付出的代价。这种代价的统计平均值(平均失真)描述了矢量量化器的工作特性，即 式中E[·]表示求期望。 ; 常用的失真测度有如下几种： ⑴平方失真测度 这是最常用的失真测度，易于处理和计算，且在主观评价上有意义，即小的失真值对应好的主观评价质量。 ; ⑵ 绝对误差失真测度 主要优点：计算简单，硬???容易实现。 ⑶ 加权平方失真测度 式中 T —— 矩阵转置符号； W —— 正定加权矩阵。 ; 要使所选用的失真测度有实际意义，必须要求它具有以下几个特点： 1. 必须在主观评价上有意义，即小的失真对应好的主观质量评价； 2. 必须在数学上易于处理，能导致实际的系统设计； 3. 必须可计算并保证平均失真D=E[D(X,Q(X))]存在； 4. 采用的失真测度，应使系统容易用硬件实现。;7.2.3 矢量量化器 ? 通常用最小失真的方法-最近邻准则NNR（Nearest Neighbor Rule)）来设计矢量量化器，也就是要满足下式： 式中 IN={1,2,……,i,……N}； N —码书的大小； 符号 表示充分必要条件。 ;; 矢量量化器的工作过程是： 在编码端，输入矢量X与码本中的每一个或部分码字进行比较，分别计算出它们的失真。有哪些信誉好的足球投注网站到失真最小的码字Yj 的序号(或此码字在码本中的地址)，并将j的编码信号通过信道传送到译码端；在译码端，先把信道传送来的编码信号译成序号j，