melp语音编码算法实现及算法改进

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1、1绪论不冲突，只是后者分类更细[2]。标准的制定是工业生产的前提，能够对通信体制的确定造成很大的影响。为了实现不同的设备商的利益共享，使不同的设备商产品兼容，以国际电信联盟标准部（ITU-T）为代表的各种国际机构和组织提出了大量国际语音编码标准的建议，其中对低速率语音编码提出标准的主要是美国政府和北大西洋公约组织（NorthAtlanticTreatyOrganization,NATO）。另外，管理全球地球同步通信卫星的国际海事卫星公司（InternationalMaritimeSatelliteCorpor

2、ation,INMARSAT）也在低速率语音编码领域公布一个标准。具体情况如下：表1.1低速率编码标准Table1.1TheInternationalstandardofthelowratespeechcoding语音编码器制定机构公布时间编码速率语音质量MOSDRTDAMFS-1015DoD19812.4kb/s2.59055LPC-10FS-1016DoD19914.8kb/s3.29364CELPDoD2.4DoD19972.4kb/s3.39463MELP2.4kb/s3.3´´NATONATO200

3、11.2kb/s3.1´´MELPe600b/s2.55´´SAT-MINMAR19914.15kb/s3.49665IMBESAT在现阶段低速率语音编解码算法中，混合激励线性预测（Mixed-ExcitationLinearPrediction,MELP）语音编解码算法于1997年被美国国防部认定为联邦标准，相比较于编码速率相似的语音编码方式，MELP是一种编码速率比较低并且合成语音质量比较好的低速率语音编解码算法，论文以MELP语音编解码算法为基础，研究低速率语音编解码算法。另外对MELP修正与改进的ME

4、LPe算法在2001成为NATO保密电话标准[3]，该标准能够在2.4kb/s，1.2kb/s，600b/s下工作，但是由于该算法保密，国内外对该算法流程了解很少。3重庆大学硕士学位论文2.4论文研究内容和本文章节安排论文所做的工作主要是在1997年美国联邦标准MELP低速率语音编解码算法的基础上，在MicrosoftVisualStudio2003环境下做出MELP的C语言实现。并进行MELP语音编解码算法在TMS320C6418平台上的工程实现和为了工程需要所必需的优化。论文最后研究出两种编码速率在1.2

5、kb/s左右速率的甚低速率语音编解码算法并进行仿真分析。论文主要内容安排如下：第一章主要是绪论部分。主要介绍课题的来源，语音编解码的重要地位以及发展方向和低速率语音编码在近几十年国内外发展的状况，从而引出文本的主题：对MELP语音编码算法进行详细研究，分析了其在工程中的实现及进行优化的必要性。并研究了以MELP语音编解码算法为基础改进的1.2kb/s左右甚低速率语音编解码算法。第二章主要介绍语音编码能够实现的理论依据，并介绍了对语音编码算法的评价方法以及当前低速率语音编码的算法体制。第三章首先讨论了MELP语

6、音编解码算法相比其他低速率语音编码算法的5大特征。然后详细讨论了MELP语音编解码主要算法流程，以及各种参数计算，量化方法以及量化比特数的分配，在并此基础上构建了MELP语音编解码算法的C语言实现，分析合成结果，得到比较理想的合成语音。第四章主要介绍MELP语音编解码算法在DSP上的实现方法，并介绍用于实现的DSP平台，实现的主要流程。然后讨论在实际应用背景下的优化，并分析优化结果和语音合成结果。最后在实际工程背景下，介绍了MELP语音编解码算法在工程中的应用情况。第五章主要在MELP语音编解码算法的基础上，

7、分析各种参数的作用以及量化情况并作出改进，并且在两种改进思想的指导下提出方案，并进行编程实现。第六章主要是对论文的研究结果作出总结，并对下一步工作作出展望。42语音编码理论基础2语音编码理论基础2.4语音可以被压缩编码的理论依据语言信号可以被压缩编码的依据主要包括：（1）语音信号本身存在很大的冗余度。（2）由于人耳的听觉感知的机理。从语音信号本身来分析，语音信号可以被压缩编码的依据主要在于：（1）幅度非均匀分布。小幅度样本出现的概率比较高，这样可以用较少的比特数来表征。（2）语音信号之间具有很强的相关性。这样

8、可以利用这种一维相关性进行预测编码。（3）浊音语音段具有准周期性，其表现出对于音调间隔周期的重复，因此可以对浊音部分编码实现有效的压缩，对一个音调间隔波形编码，并以此作为重复周期内相似声音信号的模板。从人耳的听觉感知机理来分析，主要利用了人类听觉的某些特点。主要表现在：（1）人耳对语音信号的相位变化感知不明显。人的耳朵对语音信号的周期性比较敏感，但是对相位的变化却很迟钝，这样人耳感知不明显的相位分量