信号压缩编码的DSP实现.ppt

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1、成都理工大学工程技术学院电子信息工程系主讲教师：徐灵飞数字信号的DSP实现第7章信号压缩编码的DSP实现第一节非线性量化的DSP实现第二节预测编码的DSP实现语音编码的分类按照压缩后传输所需要的数据速率可以分为：高速率语音编码，速率32kbit/s以上,PCM64kbit/s,主要用于公用电话网中高速率语音编码，速率16～32kbit/s，ADPCM,32kbit/s主要用于公用网。中速率语音编码，速率4.8~16kbit/s，GSM用得RPE/LTP(规则脉冲激励长时预测编码)13kbit/s；VSELP(矢量和激励线性预测编码)8kb/s主要用于数字移动通信话音邮件；低速率语音编码，速

2、率1.2~4.8kbit/sCELP4.8kb/s,LPC1.2kb/s主要用于保密话音极低速率语音编码，速率1.2kbit/s以下PCM脉冲编码调制是PulseCodeModulation的缩写。PCM编码的方法是对语音信号进行采样，然后对每个样值进行量化编码。CCITT（现ITU-T）的64kbit／s语音编码标准G.711采用PCM编码方式，采样速率为8kHz，每个样值用8bit非线性的μ律或A律进行编码，总速率为64kbit／s。ΔM增量调制是DeltaModulation的缩写。增量调制编码的方法是比较当前采样值和前一个采样值的大小，若当前采样值大于前一个采样值，则编码为1，否则

3、编码为0。ADPCM自适应差分脉冲编码调制是AdaptiveDifferentialPulseCodeModulation的编写。ADPCM编码的方法是对输入样值进行自适应预测，然后对预测误差进行量化编码。CCITT的32kbit／s语音编码标准G.721采用ADPCM编码方式，每个语音样值相当于用4bit进行编码。1、语音编码的分类-波形编码波形编码：以尽可能重构语音波形为原则进行数据压缩，即在编码端以波形逼近为原则，对语音信号进行编码，解码端根据这些编码数据恢复出语音信号的波形。波形编码比较简单，编码前采样定理对模拟语音信号进行量化，然后进行幅度量化，再进行二进制编码。解码器作数／模变

4、换后再由低通滤波器恢复出现原始的模拟语音波形，这就是最简单的脉冲编码调制（PCM），也称为线性PCM。可以通过非线性量化，前后样值的差分、自适应预测等方法实现数据压缩。1、语音编码的分类-波形编码波形编码的目标是让解码器恢复出的模拟信号在波形上尽量与编码前原始波形相一致，也即失真要最小。波形编码的方法简单，数码率较高，在64kbit/s至32kbit/s之间音质优良，当数码率低于32kbit/s的时候音质明显降低，16kbit/s时音质非常差。脉冲编码调制，自适应增量调制，自适应差分脉冲编码调制，自适应子带编码，自适应预测编码都属于这类编码方式。2、语音编码的分类-声码器参数编码（声码器）

5、：从听觉的角度注重语音本身的重现，通常都是基于某种语音产生模型的假定，在编码端分析出这种模型的参数并选择适当的方式对其进行高效的编码，解码端则利用这些参数和语音产生模型重新合成语音。参数编码过程中对语音信号特征参数进行提取和编码，力图使重建语音信号具有尽可能高的可懂性。声码器，是根据人的发生机理，在编码端对语音信号进行分析，分解成有声音和无声音两部分。声码器每隔一定时间分析一次语音，传送一次分析得到的有／无声和滤波参数。在解码端根据接收的参数再合成声音。声码器编码后的码率可以做得很低，如1.2kbit/s、2.4kbit/s，但是也有其缺点。首先是合成语音质量较差，往往清晰度可以而自然度没

6、有，难于辨认说话人是谁，其次是复杂度比较高。通道声码器，共振峰声码器以及线性预测声码器都是这类参数编码器2、语音编码的分类-声码器3、语音编码的分类-混合编码混合编码是将波形编码和声码器的原理结合起来，数码率约在4kbit/s—16kbit/s之间，音质比较好，最近有个别算法所取得的音质可与波形编码相当，复杂程度介乎与波形编码器和声码器之间多脉冲激励线性预测编码，规则脉冲激励线性预测编码，码本激励线性预测编码都是混合编码器。话音的分类浊音（voicedsounds）：声道打开，声带在先打开后关闭，气流经过使声带要发生张驰振动，变为准周期振动气流。浊音的激励源被等效为准周期的脉冲信号。清音（

7、unvoicedsounds）：声带不振动，而在某处保持收缩，气流在声道里收缩后高速通过产生湍流，再经过主声道（咽、口腔）的调整最终形成清音。清音的激励源被等效为一种白噪声信号。爆破音（plosivesounds）：声道关闭之后产生压缩空气然后突然打开声道所发出的声音。话音产生的数字模型周期脉冲序列发生器伪随机噪声产生器周期时变数字滤波器音量控制声道参数语音输出浊/清选择语音信号编码系统的应用语音信号编码系统的应用归纳起