数字通信与技术02-1 .ppt

内容 §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 要求 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。 §2.1 语音编码的方法、性能和标准 一、语音编码的方法 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 1. 语音信号的波形编码 原理： 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 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 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（ADPCM） 子带编码（SBC） 一、语音编码的方法 2. 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 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 3. 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 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（Improved MBE）和AMBE(Advanced MBE) 混合激励线性预测（MELP） 一、语音编码的方法 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，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。 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 2. 编码速率 语言编码后的速率用“比特/秒”度量或用“比特/样点”度量。后者表示平均每个样点所需的编码比特数。 通常编码速率高，则编码后的语音质量高，但所需的传输带宽就宽。 二、语音编码性能的评价 3. 编解码的复杂程度 编解码的复杂度与算法有关。 通常算法复杂，则话音质量好，编码速率低，但实现复杂，且体积大、功耗高、成本高，甚至编解码延时大。 二、语音编码性能的评价 4. 编解码延时 编解码延时也与算法有关。 通常算法复杂，则编解码延时大。也有专为减小延时的短延时算法。不过，质量好、延时短的算法，相应的编码速率也高。 二、语音编码性能的评价 二、语音编码性能的评价 三、语音编码的标准 三、语音编码的标准 保密电话语音编码标准 各种语音编码标准的相对效果 §2.2 信号的采样和量化 信号的采样和量化 采样是将一个时间连续的信号变换为时间离散的信号，即用间隔均匀的样点表示时间连续的信号。 量化就是把连续取值的采样幅度变成有限取值。 一、采样 一、采样 一、采样 一、采样 一、采样 一、采样 一、采样 二、量化 标量量化 均匀量化 非均匀量化 自适应量化 差分量化 矢量量