基于壓縮感知的語(yǔ)音壓縮編碼及重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、這是一個(gè)信息的時(shí)代，一個(gè)互聯(lián)互通的世界。信息量、信息處理和傳輸速度都呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。經(jīng)典數(shù)字系統(tǒng)基于奈奎斯特采樣對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，面對(duì)寬帶信號(hào)或者冗余程度高的信號(hào)時(shí)不僅給采樣系統(tǒng)帶來(lái)壓力，也造成了數(shù)據(jù)計(jì)算和內(nèi)存資源的浪費(fèi)。因此，壓縮感知作為近年來(lái)新的數(shù)據(jù)采樣方法進(jìn)入大眾視野，成為信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文就是以該理論為基礎(chǔ)，研究了基于壓縮感知的實(shí)際語(yǔ)音通信系統(tǒng)亟待解決的編碼和重構(gòu)問(wèn)題。
　　首先，本文結(jié)合語(yǔ)音線性預(yù)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建

2、了一種基于壓縮感知和線性預(yù)測(cè)分析的語(yǔ)音PCM編碼方案。對(duì)觀測(cè)序列和線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行聯(lián)合PCM編碼，再用解碼得到的觀測(cè)值和線性預(yù)測(cè)系數(shù)重構(gòu)出線性預(yù)測(cè)殘差，最后由殘差恢復(fù)出原始語(yǔ)音信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：線性預(yù)測(cè)技術(shù)有效提高了語(yǔ)音的稀疏表示效果，可以降低信號(hào)的采樣壓縮比。與傳統(tǒng)語(yǔ)音PCM編碼相比，雖然合成語(yǔ)音質(zhì)量略差一點(diǎn)，但系統(tǒng)碼率得到降低。
　　為進(jìn)一步減少傳輸數(shù)據(jù)量，本文嘗試對(duì)觀測(cè)序列建模，提出了一種基于壓縮感知的碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼方

3、案。首先用行階梯矩陣對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，驗(yàn)證了行階梯矩陣觀測(cè)下的觀測(cè)序列仍然符合LPC模型，然后求取了觀測(cè)序列的線性預(yù)測(cè)系數(shù)、線譜頻率系數(shù)、基音周期、增益等模型參數(shù)，并從數(shù)學(xué)角度證明了觀測(cè)基音周期與原始語(yǔ)音基音周期之間的關(guān)系。最后用碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼方法對(duì)觀測(cè)序列整體編碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以一半的壓縮比采樣，該方案的系統(tǒng)碼率得到大大降低，但合成語(yǔ)音質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。
　　最后，本文基于小波分解下的語(yǔ)音壓縮編碼與重構(gòu)框架，分析了含噪