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移动通信(第四版)第7章语音编码技术12021/10/10/周日

目录contents语音编码技术概述线性预测编码技术波形编码技术参数编码技术混合编码技术语音编码技术发展趋势与挑战22021/10/10/周日

语音编码技术概述0132021/10/10/周日

语音编码是一种将模拟语音信号转换为数字信号的技术，以便在数字通信系统中进行传输和存储。语音编码定义减少传输带宽和存储需求，提高通信效率；实现语音信号的数字化处理，便于加密和纠错等。语音编码目的语音编码定义与目的42021/10/10/周日

语音编码发展历程早期模拟语音通信采用模拟信号进行传输，质量较差且易受干扰。数字语音编码技术出现随着数字信号处理技术的发展，数字语音编码技术逐渐取代模拟通信。不断进步的编码标准为适应不同应用场景和需求，各种语音编码标准不断涌现并持续更新迭代。52021/10/10/周日

123如PCM（脉冲编码调制）等，适用于对语音质量要求较高的场景，如音乐、语音存储等。波形编码如LPC（线性预测编码）等，以较低的比特率实现语音编码，适用于低带宽、低质量的语音通信场景。参量编码结合波形编码和参量编码的优点，如MP3、AAC等音频编码格式，广泛应用于音频压缩和多媒体通信领域。混合编码语音编码分类及应用场景62021/10/10/周日

线性预测编码技术0272021/10/10/周日

03编码过程提取语音信号的线性预测系数，将系数转换为适合传输或存储的格式。01线性预测模型基于过去样本值来预测未来样本值的方法，通过最小化预测误差来确定模型参数。02语音信号建模将语音信号看作一个时变线性系统的输出，利用线性预测模型对语音信号进行建模。线性预测编码原理82021/10/10/周日

选择适当的预测阶数，以平衡模型复杂度和预测精度。预测阶数确定量化器的位数和量化间隔，以在编码精度和码率之间取得折衷。量化精度选择合适的窗函数类型和长度，以减少频谱泄漏和提高频率分辨率。窗函数线性预测编码参数选择92021/10/10/周日

客观评价指标包括信噪比、均方误差、对数谱距离等，用于定量评估编码性能。主观评价指标如平均意见分（MOS），通过人耳听觉实验来评估语音质量和可懂度。复杂度分析评估编码算法的计算复杂度和存储需求，以确定其实用性和可行性。实时性分析考察编码算法的延迟和抖动等实时性能指标，以满足实时通信系统的要求。线性预测编码性能评估102021/10/10/周日

波形编码技10/10/周日

波形编码基于采样定理，即当采样频率大于信号中最高频率的两倍时，可以完整地保留原始信号中的信息。采样定理对采样后的信号进行量化处理，将连续的信号幅度值转换为离散的幅度值，以便于数字传输和存储。量化处理将量化后的信号进行编码，生成二进制码流，以便于传输和存储。编码过程波形编码基本原理122021/10/10/周日

01PCM是一种基本的波形编码方法，它将模拟信号转换为数字信号，具有较高的保真度和适应性。脉冲编码调制（PCM）02DPCM在PCM的基础上，利用信号之间的相关性进行预测编码，进一步降低了码率。差分脉冲编码调制（DPCM）03ADPCM在DPCM的基础上，根据信号的变化自适应地调整预测参数和量化步长，以达到更好的压缩效果。自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）典型波形编码方法介绍132021/10/10/周日

优点波形编码方法简单直观，易于实现；对语音信号的保真度较高，适用于对音质要求较高的场合。缺点波形编码方法的压缩比相对较低，占用存储空间较大；对于非平稳信号和噪声干扰等情况，编码效果可能不佳。此外，波形编码方法没有充分利用语音信号中的冗余信息，因此其压缩效率有限。波形编码优缺点分析142021/10/10/周日

参数编码技10/10/周日

语音信号分析将语音信号分解为若干参数，包括声道参数和激励参数，以便进行编码。编码过程根据分析得到的参数，采用一定的编码算法对参数进行量化、编码，生成数字码流。解码过程在接收端，对数字码流进行解码，还原出原始语音信号的参数，再经过合成器合成出语音信号。参数编码基本原理162021/10/10/周日

线性预测编码（LPC）01一种基于声道模型的参数编码方法，通过线性预测技术估计声道参数，并对激励信号进行编码。码激励线性预测编码（CELP）02在LPC基础上，采用码本激励方式，提高了编码效率和语音质量。混合激励线性预测编码（MELP）03结合了CELP和多带激励编码（MBE）的优点，适用于低速率语音编码。典型参数编码方法介绍172021/10/10/周日

包括语音质量、编码速率、复杂度等，用于评估不同参数编码方法的性能。性能评估指标针对性能评估结果，采用优化算法对编码参数进行调整，以提高编码效率和语音