第六章 信源编码技术

《第六章 信源编码技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章信源编码技术语音与图像压缩编码7/19/20211共50页信源编码技术信源编码：将模拟信源信号转换为二进制数字信号，在接收端再将收到的数字信号还原为模拟信号的方法这是由模拟网数字网至关重要的一步类别语音编解码图像编解码目前在移动通信系统中，语音信号还是主要业务，在今后多媒体移动系统中，图像业务比重越来越大。7/19/20212共50页语音编码概念：把模拟语音信号变成数字语音信号，以便在信道中传输意义提高通话质量(数字化＋纠错码)提高频谱利用率(低码率编码)提高系统容量(低码率＋话音激活技术)移动通信对语音编码要求码率低、语音质量高抗噪声和抗干扰能力强编译码延时小，总延时在

2、65ms以内编译码复杂度低，便于大规模集成化功耗小，便于应用于手持台7/19/20213共50页语音编码分类7/19/20214共50页语音编码方法波形编码：将时间域信号直接变换成数字代码，目的是尽可能精确再现原始语音波形。基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定速率抽样，然后将幅度样本分层量化，并用代码表示。参量编码：又称声源编码，是将信源信号在频域或其它正交变换域提取特征参量，并转换成数字代码进行传输。基本原理是以发音机制的模型为基础，用一套模拟声带频谱特性的滤波器系数和若干声源参数来描述这个模型，从模拟语音信号中提取这些特征参量并量化编码混合编码：将波形编码和参量编码结合起来7

3、/19/20215共50页几种语音编码优缺点波形编码优点：对于比特速率较高的编码信号(16~64kbits/s)，波形编码技术能够提供相当好的话音质量缺点：对低速语音编码(低于16kbits/s)，波形编码的语音质量显著下降，所以不适合频谱资源紧张的移动通信系统参量编码优点：可实现低速语音编码，速率可达2~4.8kbits/s缺点：语音质量只能达到中等混合编码吸收了上述两种编码的优点,是优选方向7/19/20216共50页语音编码与压缩技术要实现低速、高质量的语音编码，必须采用压缩技术；波形技术处理：削减语音波形冗余度，包括线性预测分析、频带分割、正交变换和分析合成等；量化技术：

4、优化幅度量化，包括自适应量化、自适应比特分配和矢量量化7/19/20217共50页语音评价客观评定方法：用客观测量的手段来评价语音编码的质量，常用信噪比、加权信噪比、平均分段信噪比等方法；特点有建立在度量均方误差基础上；计算简单；对于低速语音编码，不能完全反映人对语音质量的感觉主观评定方法：主观评定等级或平均评定得分(MOS)－－由数十名试听者在相同信道环境中试听并给予评分，然后对评分进行统计处理，求出平均得分。要求试听者人数足够多；语音材料足够丰富；试听环境尽量相同MeanOpinionScore7/19/20218共50页主观评定等级试听者对语音质量的感觉往往是和注意力集中程

5、度相联系的，因此对于主观评定等级，还有一个收听注意力等级。7/19/20219共50页MOS分与语音质量MOS分在4.0~4.5分为高质量语音编码，达到长途电话网的质量要求MOS分为3.5分左右称作通信质量，听者能感觉到语音质量有所下降，但不影响正常通话，可以满足多数通信系统使用要求MOS分为3分以下常称为合成语音质量，只有足够高的可懂度，但自然度较差，不容易识别讲话者7/19/202110共50页语音编码现状标准制定情况7/19/202111共50页7/19/202112共50页语音质量与比特速率7/19/202113共50页语音波形编码模拟语音信号数字语音信号：时间和幅度离

6、散化，即抽样与量化抽样定理：采样率大于或等于信号带宽的2倍，离散信号可以无失真恢复成原始模拟信号幅度量化：用有限个幅值表示样值幅度，从而离散化信号幅度的过程量化阶距：相邻两量化值之差均匀量化：量化阶距为常量－－小信号的“信号与量化噪声比”小，因此对小信号不利非均匀量化：量化阶距可变－－压缩量化，即在均匀量化前，对大信号进行压缩，对小信号进行放大7/19/202114共50页压缩量化压缩量化：对输入信号的对数进行量化，以使量化信噪比与量化电平无关律压缩：A律压缩：7/19/202115共50页压缩量化特性A与的物理意义：最大量化阶距与最小量化阶距之比7/19/202116共50

7、页PCM调制PCM(脉冲编码调制)：直接将样值编码为信号，特点为64kbit/s：量化成128个正负各半的量值，用7位二进制数表示，再加上一位符号共8比特；采样率8kHz采用A律或律压缩7/19/202117共50页参量编码原理原理：模型化人类语音产生机制，提取模型参数，并且只传送模型参数－－低码率编码，导致合成的语音波形失去了自然度和音质语音信号的产生模型语音的产生：声带与声道不同语音产生原因：声音激励源和声道不同声音分类：清音和浊音浊音：声带振动基音周期波形：三角形周期脉冲