G.729B语音编码器的优化与其在DSP上的实现

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1、创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：重鱼垄日期生：：：：!关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期

2、间论文工作的知识产权革位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本人签名：导师签名：日期塑：!：12日期趋Ztu罩馨第一章绪论I．1．1语音编码发展新动向1．1语音编码概述语音编码12】是数字语音通信中的一项重要技术，为了使同样的信道容量能传输更多路的语音信号和节省存储空间。近二十几年来，语音编码的研究

3、主要集中于以码激励线性预测(CELP)为核心的线性预测分析合成(LPAS)编码方面。目前，在4．8kb／s～16kb／s的码率范围内较成功的语音编码方案都基于CELP技术，例如G729标准及G723．1标准等。这些编码方案的主要的不同点在于激励源码本的构造和搜索方法。语音编码今后的研究重点将逐步转向更低码率的编码【121144]方法。然而，在更低的码率下，由于CELP能用于激励源的编码比特数过少，合成语音质量下降较快。随着研究的深入，语音编码的研究也引入了新的分析技术，例如非线性预测、小波分析技术以及高阶统计分析技术等。

4、预计这些技术更能挖掘人耳听觉掩蔽【211等感知机理，更能以类似入耳的特性作语音的分析与合成，使语音编码系统更接近于人类听觉器官的处理方式工作，从而在低码率语音编码的研究上取得突破。语音压缩编码作为语音信号处理的分支，从目前的研究现状来看，它的未来发展将表现如下几个方面：(1)研究简化算法。现有处理效果较好编码算法，都是以算法复杂、速度低、性能降低为代价。在不降低现有算法性能的前提下，尽量简化算法，提高运算速度，增强算法的实用性，将是未来～段时间的研究课题f矧。(2)寻找最佳的语音激励模型是今后一段时间里的热门课题。采用不

5、同的激励模型，可产生不同的编码速率和不同的合成语音质量，合适的激励模型对于保证语音质量，减少算法复杂度起着举足轻重的作用。(3)进一步降低编码速率，而保持一定的语音质量也是近期内人们研究的内容。(4)研究语音的感知特性是未来很长一段丑寸间内基础研究工作之一。为了建立较理想的语音模型，不损语音中的重要信息，在研究中必须考虑人的听觉特性，如入耳的升沉、失真和掩蔽现象等15州。总之，语音压缩编码的研究，将朝着高性能、低复杂度、实用化的方向发展，而理论上讲朝着多元化、高层次方向发展【l】。2G．729B语音编码器的优化及其在DS

6、P上的实现1．1．2现有语音编码标准国际电报电话咨询委员会(CCITT)和国际标准化组织(ISO)等先后提出一系列有关语音编码的建议。1972年首先制定了G．71164kb／s／a(A)律PCM编码标准，两种编码器的信号都用8bit表示；1984年又对32kb／s自适应差值脉冲编码(ADPCM)作了标准化，称为G721。以上两个标准适用于200Hz至3．4kHz窄带语音信号，已用于公共电话网。CCITT制定的G722编码标准，是针对宽带音频(50Hz7kHz)信号的，其数据率为64kb／s，可用于综合业务数据网(ISDN

7、)的B通道上传输音频数据。CCITT于1990年通过了16kb／s～40kb／s自适应差分脉码调审tJ(ADPCM)标准G727。在16kb／s低时延码激励(LD．CELP)编码方案的基础上，CCITT在t992年和1993年分别公布了浮点和定点算法的G728标准，该算法时延小于2ms。1996年国际电信联盟(ITu)公布了G．729标准f15】，采用共轭结构一代数码激励线性预测(CS-ACELP)技术，数据传输速率为8kb／s，算法延迟为15ms，它提供的语音质量可以满足网络通信的要求。G723．1是ITU推出的面向多

8、媒体通信的低码率语音编码标准，它最初是为可视电话而设计的，有5．3kb／s和6．3kb／s两种传输速率，分别采用代数码本激励(ACELP)和多脉冲最大似然量化(MP．MLQ)技术，算法延迟为37．5ms。与G729相比，G723．1又进一步降低了传输速率，但它的音质也有所下降【14】。RPE—LTP编码器的数据传输速