话音编译码器

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1、第三讲话音编码1.信息量大信号类型频率范围Hz声道采样频率kHz样本精度bit数据率/s（kbit未压缩）话音200-3400单8864.0AM50-7000单11.025888.2FM20-15k立22.05016705.6高质量音频(CD,DAT)20-20k立44.148161411.11536.012.编码与压缩标准ITU-TSSPulsecodemodulation:PCMDeltamodulation:DM与ADMAdaptivePCM:APCMDifferentialPCM:DPCMADPCMG.722,SBCGlobalSystemforMobilecom

2、municationsGSM协议2话音编译码器波形编译码器(waveformcodecs)话音质量高，但数据率也很高音源编译码器(sourcecodecs)数据率很低，产生的合成话音的音质有待提高混合编译码器(hybridcodecs)使用音源编译码技术和波形编译码技术数据率和音质介于它们之间3波形编译码器波形编译码的基本思想不利用生成话音信号的任何知识而企图产生一种重构信号，它的波形与原始话音波形尽可能地一致。最简单的波形编码是脉冲编码调制，PCM(pulsecodemodulation)仅对输入信号进行采样和量化，优点：编译码器简单，延迟时间短，音质高。不足：数据速率

3、比较高，对传输通道的错误比较敏感。4音源编译码器音源编译码的基本思想企图从话音波形信号中提取生成话音的参数，使用这些参数通过话音生成模型重构出话音声码器(vocoder)其话音生成模型中声道被等效为时变滤波器(time-varyingfilter)只需要传输:滤波器规格、发声标志、音节周期等等特点：质量远远低于自然话音，保密性能好5混合编译码混合编译码的基本思想企图填补波形编译码和音源编译码之间的间隔最成功并且普遍使用的编译码器时域合成-分析AbS(analysis-by-synthesis)编译码器673.2PCMPCM的概念（参见图3-7)ttt模拟声波的数字化示意图

4、82.量化均匀量化：等距离分割信号的幅度范围对每个分割区间，用一个整数值表示例如信号幅度（-0.9,0.7），分成8个等距区间。量化噪声：x(n)为未量化的采样值，e(n)为量化误差实际应用中，很少采用9非均匀量化：语音信号幅度的分布：拉普拉斯分布密度解释信噪比位数不增加，保证信号的质量根据抽样非均匀分布的特点，设法让量化阶距随信号的概率密度的减少而增加。或者说把大的量化误差留给出现概率较小的样值。用非线性变换y=F(x),先将信号压缩后，再均匀量化。恢复时，用该变换的反函数x=F-1(y)对量化值进行扩展，就可得到重建信号。10非均匀量化：非线性变换:对数变换ln人耳对

5、音量、人眼对光强的感知也呈现对数特性：声音响一倍，光亮一倍。非均匀量化举例大的信号采用大的量化间隔，小的信号采用小的量化间隔（P31）量化间隔与信号的概率密度成反比。113.律压扩(-law)124.A律压扩(A-law)133.4增量调制与自适应增量调制编码的数据压缩依据幅度非均匀分布--非均匀编码样本间的相关,即相邻样本之间的取样数据存在强相关。例如，取样频率8kHz，相邻样本间的相关系数〉0.85,相距10个样本间，仍有0.3—产生预测编码技术141.增量调制DeltaModulationPCM:对采样信号的幅度编码DM:sign（采样信号与预测的采样信号）采样

6、信号〉预测的采样信号：编码为1否则编码为0只需要1位对话音进行编码，1位系统参见图3-1215162.DM的问题信号变化率大：斜率过载（slopeoverload）信号变化率小：粒状噪声（granularnoise）3.ADM(AdaptiveDM)检测信号斜率，过载时，加大Delta。斜率减少时，减少Delta.具体方案：Song在1971：每当输出不变时，Delta增大50%每当输出值改变时，Delta减少50%Greefkes70年:输出连续出现三个相同的值，量化阶就加上一个大的增量，否则就加上一个小的增量173.5APCM、DPCM目的：对PCM的量化数据（量化数

7、据为s(k)）压缩。一种根据输入信号幅度大小来改变量化阶大小的一种波形编码技术1.APCM(AdaptivePCM)方法：根据s(k)的方差，决定量化阶的大小。量化阶大小的改变：每隔几个样本（瞬时）或者较长时间量化阶的确定：前向：为量化样本的均方差（入端）后向：量化器最近刚输出的样本的均方差（出端）。Seefig3-1318前向自适应(forwardadaptation)根据未量化的样本值的均方根值来估算输入信号的电平，以此来确定量化阶的大小，并对其电平进行编码作为边信息(sideinformation)传送到接收端S(k)是