《通信》课件第二讲 语音编码.ppt

1、第二讲 语音编码G语音编码n波形编码nPCM 8KHz抽样、8bits/抽样 64Kb/sn参量编码n根据语音的发生模型，结合线性预测（LPC），对语音进行编码。语音模型语音模型n当你发声时n气流从肺经过声道，发出语音n发浊音时，气流引起声门周期性开合，带动声带震动，其频率据因人而异。小孩、妇女的音频较高；成年男子较低n发清音时，气流不引起声带震动，而发出声音，声门是开启的n声道的形状决定了发出的声音n当说话时，声道变化形状，发出不同的语音n声带形状变化不会太快，大约需要（10100ms）n肺部的气流量决定了发声的大小在（俗语嗓门大小）语音模型n可以用一个线性时变系统来近似发声过程周期窄带脉冲

2、发生器声门脉冲成形模型G(Z)随机噪声脉冲发生器声道模型H(Z)语音S(Z）声道模型参数GVUVu(n)语音模型n上述模型通常称为LPC模型n声带-H(z)n气流-u(n)n声门震动-V（浊音）、声门震动周期Tn声门开-UV（清音）n气流量-GLPC滤波器n通常设nLPC参数包括nA(a1a10，G，V/UV，T）n20ms内不发生变化1 0111nnnHzazLPC模型n对于8KHz抽样，每抽样8比特，则20ms的抽样点数为160，即这160个抽样点可以由LPC的13个参数表示。n语音处理n语音分析 给定S0-S159，给出最好的LPC参数。n语音综合 给定LPC参数，再生语音。LPC分析n

3、由语音模型n求LPC参数a1-a10,使下式最小1 01iisna sniun1 5 920nfunLPC分析n令n得0,1,2,.,1 0ifiaLPC分析 0123456789101234567821012345673210123456432101234554321012346543210123765432101287654321019876543210RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR 1234567891012345678

4、910aRaRaRaRaRaRaRaRaRaR1 5 90knRksnsnkLPC分析n上述方程的解可以通过n矩阵求逆*n高斯消元法*nLevinson-Durbin快速算法*n其它参数(V/UV，G，T）n通过分析u(n)的自相关可以得到 Ru(n)若是周期性的，则T、V 反之，则UV G可由Ru(0)得到2.4Kbps声码器n声道参数用10个线谱对(LSP)表示n通过因式分解，得 12101111029101121011110291011.1.P zaazaazaa zzQ zaazaazaa zz 1122,4,.,101121,3,.,911 2cos11 2coskkP zzzzQ

5、zzzz2.4kbps声码器nLSP参数n前后帧的LSP参数比LPC参数相关性强nLSP参数量化时比LPC更可控n20ms帧时共48比特，其比特分配如下n2-5每个4比特，其它3比特，共34比特；nG7比特nV/UV,T联合编成7比特10121010.kk2.4Kbps声码器nUV/V T 编码nUV 0nV 20 1nV 21 2n nV 146 1274.8Kbps CELPnCELPnCode-excited linear predictionn与LPC声码器类似n30ms/帧nu(n)直接编码 分成四个子帧，每帧512个矢量，G用5比特/子帧n音调预测函数 一阶AR模型，12比特/子帧

6、n处理更加复杂，使用了矢量量化的概念CELP声码器的应用n移动通信中的语音nGSM（RPELPT）13KbpsnCDMA IS95（CELP)8Kbpsn提高信道利用率，系统容量n语音存储n语音信箱、语音台等参考n1.L.R.Rabiner and R.W.Schafer,Digital Processing of Speech Signals.n2.N.Morgan and B.Gold,Speech and Audio Signal Processing:Processing and Perception of Speech and Music.n3.J.R.Deller,J.G.Proa

7、kis,and J.H.L.Hansen,Discrete-Time Processing of Speech Signals.n4.S.Furui,Digital Speech Processing,Synthesis and Recognition.n5.D.OShaughnessy,Speech Communications:Human and Machine.n6.A.J.Rubio Ayuso and J.M.Lopez Soler,Speech Recognition and Coding:New Advances and Trends.n7.M.R.Schroeder,Compu

8、ter Speech:Recognition,Compression,Synthesis.n8.B.S.Atal,V.Cuperman,and A.Gersho,Speech and Audio Coding for Wireless and Network Applications.n9.B.S.Atal,V.Cuperman,and A.Gersho,Advances in Speech Coding.n10.D.G.Childers,Speech Processing and Synthesis Toolboxes.n11.R.Goldberg and L.Rick,A Practical Handbook of Speech Cpression-,Blahut写的文档小结n信源编码n消除信源中的冗余n信源冗余度计算n熵、互熵、条件熵的计算n无损编码、率失真编码的概念nHuffman编码*、LZ压缩编码*n语音编码的基本原理*