4kb2fs代数码本激励线性预测语音编码的算法分析

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1、哈尔演T程』：学硕I‘学忙论文pulse—dispersion；algebraiccodebook哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出、，并与参考文献相对应。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：垂丞肇日期：乃哆年罗月侈日哈尔沪丁程，：学硕{‘学位论史1．1引言第1章绪论语音信号处理最早和最重要的一种应用是贝尔实

2、验室的HomerDudley在1939年发明的第一个声码器【11。随着通信技术的发展，卫星、微波和光通信系统提供了很宽的频带，但是在很多情况下仍然有着节省频带的需要，同时，利用多余码字对语音信号进行极其复杂的加密的可能性也极大地推动了语音压缩编码在许多方面的应用。语音信号属于非平稳随机过程，但又具有短时平稳的特点。因此，语音的一些特征参数(如短时能量、相关系数)在短时内(几毫秒～几十毫秒)基本保持不变，相邻短时段的参数也不会有很大变化，即它们之间也存在着相关性，这是由于人的发音器官运动速度有限所决定的。这正是语音信号分帧处理的基础【2】f3】。利用这一特点也可以压缩编码率。例如采用短时

3、能量预测、线谱对参数预测等方法来压缩码率，同时，对滤波器参数按帧校正以减小计算量。CCITT(ITLn已经制定了几种码率的语音编码国际标准，这些标准推动了研究工作的进展，但是低速率编码的语音质量大多不能令人满意，使得低速率的语音编码成为近年来的一个热点和难点。尤其是在短波信道、水声信道等对码率要求极其苛刻的应用场合，进行低速率语音编码的研究工作尤其迫切。1．2语音编码技术1．2．1语音编码技术分类语音编码技术可以分为以下三类Ⅲ：1．波形编码哈尔滨T程夫学硕}：学位论文最基本的波形编码器在编码时，并未企图使用什么语音发生过程的技术和知识。正如名称所暗示的一样，他们的目标就是尽可能精确地重

4、现原始波形。由于这些编码器并不限于语音，所以能很容易地给许多非语音信号，背景噪音和多个讲话者提供必要的条件，然而必须为这种“声音鲁棒性”付出非常高的位率。2．参数编码相反地，声码器并不想重新产生原始波形，而是在编码端得到一系列参数用于控制解码器的语音合成模块。语音合成模块的参数集相对的小，能够有效地量化传输，所以声码器的位率很低。3．混合编码混合编码器结合了波形编码和参数编码的特点。形成复杂的编码方案，提供音质良好，高效的语音编码。和参数编码一样，混合编码也使用语音产生模型。然而，和参数编码器非常简单的激励信号表示不同的是，混合编码使用了精选的激励代表。混合编码器应用于中等位率，介于参

5、数编码器和波形编码器之间。1．2．2语音编码技术的发展现状语音压缩编码的发展，一直是在用尽可能低的数码率获得尽可能好的合成语音质量的矛盾中发展口】。数码率实质上反映的是频带宽度，降低数码率实质上是压缩频带宽度。当然随着数码率的降低，+相应的算法延迟时间和计算复杂度也要增加。在半个多世纪的研究中，各国学者做出大量的努力，从人类发音机理和听觉机理出发，对语音的基本元素的声学特性、频谱特性和语意表达等做了大量研究，建立了发音模型、听觉模型，在不同程度上逼近真讵的语占过程，并取得了长足的进展，逐步形成了通信和信息处理科学的重要研究方向，所以系统、科学地对语音压缩编码回顾和总结是十分必要的。在语

6、音压缩编码的发展过程中，在众多的理论和技术中，以各种语音压缩编码标准为基准，研究其历史沿革有事半功倍之效果。它作为技术标准，至少代表了当时的技术最高水平，是技术成熟完善的标志，同时经过标准的制定，对技术又是一个很好的指导和激励。2哈力：演j。符大学硕卜学位论文(1)自从1939年美国HomerDudley发明声码器以来，语音处理开始了参数编码或模型编码的研究，它是以滤波器为主构造的通道声码器。20世纪60年代以前，Sato．Itakura和Atal．Schroede一61研究出使用的共振峰声码器，最早把“线性预预IJ(LPC)”技术应用到语音分析和合成。(21从1985年B．S．Ata

7、l和M．R．Schroede提出CELP算法以来，闭环分析算法成为主流。美国国防部公布了CELP联邦标准，欧洲电讯管理局(GSM)于1988年公布了RPE．LTP线性预测语音编码方案。1989年，北美蜂窝电话工业组织(CTUA)公布了矢量和激励线性预测(vsELP)语音编码方案。1992年，CCITT公布了G．728短时延码激励线性预测语音编码(LD．CELP)方案，1995年公布了G．729共轭结构代数码激励的语音编码(CS．ACELP)标准