南邮信息技术综合实验-实验二语音编码实验(DOC).pdfVIP

南京邮电大学

实验报告

实验名称语音编码实验

课程名称信息处理技术专业综合实验

班级学号

姓名陈超

开课时间2016/2017学年，第--学期

实验语音编码

、实验目的

熟悉语音基本压缩编码的方法，观察语音压缩效果，加深对语音线性预测编码

(LPC)的理解。

、实验内容

1编写并调试语音LPC参数提取程序。编写并调试语音基音周期提取程序。

、

编写并调试语音LPC合成程序。

2

、

三、实验原理

语音信号中含有大量的冗余信息，采用各种信源编码技术减除语音信号的冗余

度，并充分利用人耳的听觉掩蔽效应，就可以将其编码速率压缩很多倍，而仍能提

供可懂语音。

LPC声码器是一种比较简单实用的语音压缩方法，其基本原理是：根据语音生

成模型，将语音看作激励源通过一个线性时不变系统产生的输出，利用线性预测分

析对声道参数进行估值，将求得的线性预测系数，结合基音周期等少量参数进行传

输，就可以在接收端利用合成滤波器重构语音信号。

线性预测系数的估计方法为：

M个语音样值来进行预测

假设语音的当前样值可以用过去的

M

~(n)=aXn—1)+aX(n-2…+ax(n-M)=SaXn-i)

i2

Mi丝

i

式中｛｝即为线性预测系数。实际值和预测值之间的均方误差可表示为

a

孑(n)=S

要求均方误差总和最小，将E关于a的偏导数设置为零，可以得到

fM\

Zx(n-klx(n)—S^xln—i)=0

nVy丿

通过采用自相关法、协方差法或格形法求解该方程，即可得到最优的ar。

四、实验方法及程序

1.调用xcorr命令计算一帧语音的自相关函数。

2.调用toeplitz命令形成该帧语音的自相关矩阵。

3.调用durbin命令，采用杜宾递推算法计算该帧语音的线性预测系数。

4.编写lpcauto.m函数，求取一句语音信号的线性预测系数及预测残差。选择设当的窗函数对语

音信号进行分幀。

5.编写lpcpitch函数，由残差信号计算该句语音的基音周期。

6.编写lpcgain函数，由预测残差能量，求出该句语音的增益。

7.编写lpcsyn函数，由该句语音的基音周期、预测残差能量和增益进行LPC合成。

五、实验结果与分析

1.如何对全极点模型的线性预测参数进行提取?加窗等预处理对提取结果有何影响?

2.如何实现线性预测参数的各种表现方式之间的转换？使用预测残差求基音周期有何优点？如

3.何根据线性预测系数求得LPC频谱？

LPC