第章自适应差分脉码调制.ppt

6.1 概述 几十年来，人们一直致力于压缩数字化语音占用频带的工作，也就是在相同质量指标下，努力降低数字化语音比特率，以提高数字通信系统的频带利用率 语音压缩方法有DPCM SBC ATC CELP MPLPC VQ ADPCM ADPCM在更低的码率下(16-8kbps)，质量明显下降 6.2 DPCM基本原理 P141 6.2 ADPCM基本原理 P142 极点预测器 预测误差滤波器 重建滤波器 6.3 自适应预测 P145 按短时统计相关特性求出短时最佳预测系数 前向自适应预测算法和后向序贯自适应算法 后向序贯自适应算法 6.4 自适应量化 P146 为了量化器始终能处于最佳状态或接近于最佳状态，量化器的量化电平、分层电平应能自适应于输入方差的变化。 前向自适应量化：根据输入方差 后向自适应量化：根据前一时刻输出数字码或量化器输出值 附加1： 语音压缩编码 原理框图 附1.1 语音编码技术概述 语音编码：移动通信数字化的基础 第1/2代蜂窝系统根本区别 语音编码的意义： 提高通话质量 (数字化+信道编码纠错) 提高频谱利用率 (低码率编码) 提高系统容量 (低码率，语音激活技术) 附1.2 语音编码分类 附1.3 语音编码分类 波形编码：将时域模拟话音的波形信号进过采样、量化和编码形成数字语音信号---《现代通信原理》 编码速率较高，16k~64k 包括：PCM，ADPCM，?M，CVSDM，APC等 占用较高带宽，适合有线 参量编码：基于人类语音的产生机理建立数学模型，根据输入语音得出模型参数并传输，在收端恢复。 编码速率较低，1.2~4.8 kbps 包括各种线形预测编码(LPC)方法和余弦声码器 语音质量中等，不满足商用要求 混合编码：波形编码+参量编码 (LPAS) 包括GSM的RPE-LPC编码和VSELP编码 附1.4 语音编码的标准 G.711 PCM (64k bps) G.721 ADPCM (32k bps) G.722 7kHz带宽64k bps速率内的音频编码 G.723 6.3k/5.6k 双速率多媒体语音编码 G.728 16k bps 语音编码 LD-CELP G.729 8k bps多媒体语音编码 附1.5 语音编码的发展 极低速率语音编码，600bps 高保真语音编码 自适应多速率语音编码 新的编码分析技术： 非线形预测 多精度时频分析技术(子波分析技术) 高阶统计分析技术 附1.6 线性预测编码的原理 原理：模型化人类语音信号产生的机制，提取模型参数，并且只传输模型的参数。 语音信号的产生模型： 语音的产生，声带和声道 不同语音产生的原因：声音激励源和声道不同 声音分类：浊音和清音 发声过程 口腔和鼻腔形成时变滤波器 附1.7 清音和浊音 清浊音信号 清浊音频谱 附1.8 语音产生模型 语音模型的建立：1. 产生激励，2.响应 模型参数：基音，共振峰频率及强度，清浊音判决 低码率编码 码率降低有限 合成的语音波形失去了自然度和音质 附1.9 LPC语音编码 使误差均方最小，可求得一组预测系数{ak}， 传送：预测系数，基音周期合增益，清浊音判决 附2 图像编码 变换： 编码 附2.1 图像压缩标准 可压缩的原因 已有的标准 附2.2 编码与变换、量化 * * 第6章 自适应差分脉码调制 语音编码器 波形编码器 参量编码器 频域 时域 非差分 子带编码 自适应变换域编码 差分 PCM DPCM ?M 连续可变斜率?M ADPCM APC 线性预测编码 声码器 信道声码器 共振峰声码器 倒频谱声码器 语音激励声码器 多脉冲激励LPC 码本激励LPC 矢量和激励LPC 周期脉冲发生器 随机噪声发生器 G 时变数字滤波器 清/浊音开关 声道参数 基音周期 为什么要变换和量化 变换 量化 熵编码 具有优良频 率特性的滤波器作 变换工具，有利于得 到平稳的能量分布， 有利于进一步的 量化处理 原始信号的 信息损失主要发生 在量化阶段，好的量 化能以尽可能少的 量化误差换取 最小的码率 + = 高 质 量 编 码 器