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第3章语音压缩编码1024
OF FACFS
Inner推荐
信号冗余
采样数据之间的相关
8kHz速率时，
周期相关：
浊音的准周期性
幅度的非均匀分布
小幅度概率高，信息集中在低功率
语音间隙的存(共轭结构-代数数码激励线性预测技术)
可与32kbps的ADPCM同质量
用于个人移动通信、低C/N卫星、高质量移动无线通信，分组语音

AMR-ACELP(自适应多速率)
用于WCDMA和TD-SCDMA系统
现状
主流：CELP(码激励线性预测）

发展方向
中低速率的语音编码的实用化
降低复杂度
减少时延
提高抗干扰、抗噪声能力
进一步降低编码速率
目前5-6kbps的速率--较高质量重建语音
目标4kbps得到短时延、高质语音
发展方向
中长延时编码
400-1200bps得到高质语音
新算法
正弦变换编码（STC）
混合激励线性预测编码（MELPC）
时频域插值编码（TFI）
基音同步激励线性预测编码（PSELP）
新分析技术
非线性预测
多精度时频分析
高阶统计分析
内容提要
课题背景
国内外研究现状
常用编码算法简介
波形编码技术
参数编码技术
一、PCM编码
PCM：Pulse Coded Modulation
抽样：8000Hz
量化：
编码：8位码
极性码：第1位
段落码：第2-3位
段内码：第4-7位
二、DPCM编码
差分PCM编码
对相邻样本的差进行PCM编码
由于样本差值的动态范围远小于样本动态范围，因此达到相似性能可以减小编码位数
技术实现关键问题
编码位数的选取
预测器系数选取：LMS
DPCM框图
三、ADPCM
自适应DPCM
自适应预测系数调整
自适应编码位数调整
技术实现关键
自适应预测器：指预测器的预测系数能随话音瞬时变化作自适应调整，从而得到高预测增益
自适应量化器：指量化器的量化级（阶距）能随话音瞬时变化作自适应调整，从而得到高的量化信噪比。
3. 子带编码(Subband Code；SBC) 子带编码(SBC)是首先用带通滤波器将语音信号分割成几个不同的频带分量(子带)，再分别对每个子带进行抽样和编码。编码后的码流通过复接器复接，送到信道上传输。接收端再将它们分接、译码，并组合起来重建原始的输入信号。下图就是子带编码的原理方框图。
在语音信号的子带划分上，应考虑到各频段对主观听觉贡献相等的原则做合理的分配，使低频段的子带宽度较窄，高频段的子带宽度较宽。通常语音信号经带通滤波器组滤波后分成4 ~ 6个子带，子带之间允许有小的间隙，如图所示。
子带编码原理
在子带编码器的设计中，必须考虑子带数目、子带划分、编码的参数、子带中的比特分配以及带宽等主要参数。
设一个子带编码系统包括m个子带，各子带带宽为Bk(k=1,…,m)，每个子带信号经过频率为fsk=2Bk的抽样后，使用Rk个比特来进行量化和编码，那么该系统总的编码速率I应为式（3-3）
各子带带宽相等，即等带宽子带编码，有式（3-4）
式（3-3）可化简为式（3-5）※
例：一个4子带的SBC系统，子带分别为(0~800Hz),(800Hz~
1600Hz),(1600Hz~2400Hz),(2400Hz~3200Hz),如果忽略同步的
边带信息，子带的比特分配分别为3、2、1、0比特/样值，则
SBC编码系统总的传输速率为
设B=3200Hz， m=4，R1=3， R2=2， R3=1， R4=0，代入上式
全带抽样编码的平均比特数为
矢量量化
标量量化和矢量量化
矢量量化（Vector Quantization；VQ)
应用很广：
语音压缩编码；参数编码；图像压缩编码
例：在矢量量化器的设计中，设抽样频率为16kHz,
码本由256个4维矢量组成，
1）求矢量量化器输出的数码率？
2）系统满意工作的最大消息带宽是多少？
内容提要
课题背景
国内外研究现状
常用编码算法简介
波形编码技术
参数编码技术
语音生成机构
声源：
声带
共鸣机构：
声道(鼻腔、口腔与舌头)
放射机构：
嘴唇或鼻孔
语音产生机理
浊音
气流通过声门时，声带的张力刚好使声带产生张弛振荡式振动，产生一股准周期脉冲气流，激励声道产生浊音
轻音
声带不振动，而在某处收缩，迫使气流高速通过这一收缩部分产生湍流就产生清音
爆破音
声道完全闭合的情况下突然释放产生爆破音