数字通信技术课件.ppt

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1、§2.1语音编码的方法、性能和标准§2.2信号的采样和量化§2.3语音的产生模型和LPC声码器§2.4语音编码的A-b-S方法§2.5几种混合编码方法内容1了解语音信号数字化的目的和要求；理解语音信号的波形编码、参数编码、混合编码的定义；掌握对语音编码信号性能的评价方法。理解标量量化和矢量量化的原理及异同点。了解语音信号的参数模型；掌握线性预测的概念、线性预测声码器的工作原理。掌握参数编码中合成分析算法的基本原理和优缺点；了解常用的语音信号的混合编码方法。要求2§2.1语音编码的方法、性能和标准语音编码方法的分类：波形编码参数编码混合编码一、语音编码的方法41.语音信号的波形编码原理

2、：从语音信号波形的特点出发，在时间轴上对模拟语音按一定的速率抽样，对波形的采样值，或其预测值，或其预测的误差值进行量化并编码，编码后的信号为二进制数字序列。解码是其反过程，将收到的数字序列经过解码和滤波恢复成模拟信号。一、语音编码的方法5特点：以重构语音波形为目的，力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状。适应能力强、语音质量好。编码速率高。在16至64kbit/s的速率上获得较高的编码质量，当速率进一步下降时，其性能会下降较快。一、语音编码的方法6常见的波形编码方式：脉冲编码调制（PCM）、增量调制（△M）自适应增量调制（ADM）、自适应预测编码（APC）、自适应差分编码（ADP

3、CM）子带编码（SBC）一、语音编码的方法72.语音信号的参量编码原理：从语音信号的产生机理出发，构造语音信号的模型，提取描述语音信号的特征参数，对模型参数或其预测值进行编码。在收端，根据特征参数通过模型重构语音信号。一、语音编码的方法8特点：编码速率低，可压缩到2kbit/s-800bit/s；合成的话音质量差，只能达到中等，自然度较低；不以重构语音波形为目的，在解码端重构一个新的有相似声音但波形不尽相同的语音信号。常见的方式：线性预测编码（LPC），及其各种改进型，如MBE等。一、语音编码的方法93.语音信号的混合编码原理：混合编码将波形编码和参量编码组合起来，克服了原有波形编码

4、和参量编码的弱点，结合各自的长处，力图保持波形编码的高质量和参量编码的低速率，目前在1.2-16Kbit/s速率上能够得到高质量的合成语音。特点：低速率、高质量一、语音编码的方法10常见混合编码方式：多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）规则脉冲激励线性预测编码（RPELPC）码本激励线性预测编码（CELP）矢量和激励线性预测编码（VSELP）多带激励（MBE）及改进型IMBE（ImprovedMBE）和AMBE(AdvancedMBE)混合激励线性预测（MELP）一、语音编码的方法11说明上述语音编码器的分类方法只是一种较通用的方法，并非十分严格。除了传统的波形编码器和参数编码器以外

5、，许多新型的语音编码技术都比较复杂，很难严格分类。基于分析合成技术的线性预测编码器则既可以视为参量编码，也可以视为混合编码。一、语音编码的方法12语音编码性能评价的参量：1、语音编码质量2、编码速率3、编解码的复杂度4、编解码延时语音编码的基本目标：在给定编码速率的条件下，用尽量小的编解码延时和复杂度，得到尽量好的重建语音质量。二、语音编码性能的评价131、语音编码质量语音编码质量是衡量语音编码算法优劣的关键性能之一，在数字通信中常把语音质量分为四级：广播级质量长途电话质量通信质量合成语音质量二、语音编码性能的评价14语音编码质量用质量评估指标衡量，分为以客观评定方法和主观评定方法两

6、大类。主观评定方法是以人类听话时对语音质量的感觉来评定。国际上常用的主观评定标准主要有：平均意见得分MOS（MeanOpinionScore）判断韵字测试DRT（DiagnosticRhymeTest）判断满意度测量DAM（DiagnosticAcceptabilityMeasure）可懂度指数AI(ArticulationIndex)二、语音编码性能的评价15MOS评定方法由于语音质量高低的直接感受者是听众的主观感觉，因此目前广泛采用的评定方法是MOS。获取MOS的方法是，由数十名试听者在不同的信道环境中试听并给予评分，然后求出统计平均分。分数等级采用5级分制：5分为优，4分为良，

7、3分为中，2分为差，1分为不可接受。4分以及4分以上为高质量语音编码，达到长途电话质量，3.5分左右为通信级质量，3分以及3分以下为合成语音质量。二、语音编码性能的评价16对应于主观评定等级，还有一个收听注意力等级（ListeningEffortScale）。表2.1给出了主观评定等级制的质量等级、分数和相应的收听注意力等级。二、语音编码性能的评价17客观评价的方法:时域：信噪比、加权信噪比、平均分段信噪比等频域：谱失真测度、LPC倒谱距离测度等说明：以上