语音编码与应用研究

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1、语音编码与应用研究语音编码与皿川研究作考：XXX单位：北京交通人学电子信息T程学院摘要：本文首先介绍了编码与编码速率等基木概念，然后详细研究学习了PCM、CDMA.GSM、IP电话的语音编码原理，并对其中一些技术关键做出了对比分析。还研究了CELP编码的相关实际应用，提出了功能改造的一个构想。关键词：语音编码；混合编码；PCM；CDMA；GSM；TP1•编码-与编码速率编码（Encoding）在认知上是解释传入的刺激的一种基木知觉的过程。技术上來说，这是一个复杂的、多阶段的转换过程，从较为客观的感

2、觉输入（例如光、声）到主观上冇意义的体验。字符编码（Characterencoding）是一•套法则，使用该法则能够对口然语言的字符的一个集合（如字母表或音节表），与其他东西的一个集合（如号码或电脉冲）进行配对。编码、传输、存储和译码是语音数字传输和数字存储的必要过程。随着语咅通信技术的发展，压缩语音信号的传输带宽，降低信道的传输速率，一直是人们追求的忖标。语音编码在实现这一口标的过程中担当重耍的角色。语音编码就是対模拟的语音信号进行编码，将模拟信号转化成数字信号，从而降低传输码率并进行数字传输，

3、语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码（音源编码）和混合编码，波形编码是将时域的模拟话音的波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字话音信号，参量编码是基于人类语言的发音机理，找出表征语音的特征参量，对特征参量进行编码，混合编译码是结合波形编译码和参量编译码之间的优点。波形编译码粘虽然可提供高话音的质量，但数据率低于16kb/s的情况下，在技术上还没有解决音质的问题。编码速率：用比特/秒（b/s或bps）來度量，用I表示，I二R•fs,R代表每个语咅采样值编码所需的比特数；fs是采样频率。2.P

4、CM语音编码2.1概述在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是対连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM（PulseCodeModulation）,即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，曲PCM电端机产生。现在的数字传输系统都是采用脉码调制体制。PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机Z间有一条中继线不是只传送一条电话信号。PCM有两个标准（表现形式）即E1和T1。中国釆用的是欧洲的E

5、1标准。T1的速率是1.544Mbit/s,El的速率是2.048Mbit/so脉冲编码调制叮以向用户提供多种业务，既町以提供从2M到155H速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图像传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。1.2工作原理脉冲编码调制就是把一个时间连续，収值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值进行幅度量化，编码的过程。抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的

6、信号变成时间上离散的信号，抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也独是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是山抽样定理确定的。抽样速率采用8Kbit/so量化，就是把经过抽样得到的瞬吋值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示，通常是用二进制表示。=0（x）=Q{g<-r

7、28160.6130.6117.7913931L9S1拠i线分段时的X011281641莎11114121Xly1InAA1InAA,段落1Axl1InAxl,0Xy斜車7图1A律相关计算参数表屮第二行x值是根据A二87.6是计算得到的，第三行的x值是根据13折线分段时的值。图2PCM编码示意图图3PCM编码波形示意具体波形示意图如上图所示：（a为信号的抽样值和量化抽样值，b为单极性二进制PCM信号，fb1Tb）一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。编码，就是

8、用-•组二进制码组來表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。话音信号先经防混程低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KIIz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为冇限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。对于电话，CCTTT（国际电报电话咨询委员会）规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码，即共有2/8二256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准