基于超幀機制的極低速率語音編碼方法的研究.pdf

1、隨著數(shù)字通信理論和技術(shù)的發(fā)展，極低速率語音編碼技術(shù)因為其很高的信道資源利用率和極低的編碼速率，逐漸在網(wǎng)絡(luò)通信、軍事通信、短波與超短波通信、保密通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
　　當(dāng)前主流的低速率語音編碼算法主要有碼激勵線性預(yù)測(CELP，Code Excited Linear Prediction)、二元激勵線性預(yù)測編碼（如LPC-10，Linear Predictive Coding-10）、多帶激勵模型(MBE，Mul

2、ti-Band Excitation)、正弦變換編碼(STC， Sinusoidal Transform Coding)、波形插值編碼(WI，Waveform Interpolation)、混合激勵線性預(yù)測模型(MELP，Mixed-Excitation Linear Prediction)等。混合激勵線性預(yù)測模型(MELP)基于二元激勵LPC算法，采用多帶混合激勵、非周期脈沖、自適應(yīng)譜增強、脈沖離散濾波和殘差諧波處理等5項新技術(shù)，使合

3、成的語音更加自然，碼率更低，并且具有良好的抗誤碼特性。而增強型混和激勵線性預(yù)測(MELPe，Enhanced Mixed-Excitation Linear Prediction)是在MELP的基礎(chǔ)上引入超幀機制，加入噪聲預(yù)處理和后置濾波，改進諧波合成方法，降低碼率至1.2kbit/s，同時提高了合成語音的質(zhì)量，在各種環(huán)境下比其他算法具有更好的優(yōu)越性和兼容性。
　　因此，本文選取MELPe算法為基礎(chǔ)算法，主要完成了以下工作:

4、>　　(1)深入研究和分析了噪聲預(yù)處理算法和基音周期、子帶聲音強度、增益、線譜對參數(shù)、傅里葉級數(shù)幅度和非周期性標(biāo)志等參數(shù)特征，同時研究了諧波合成（生成混合激勵）算法和后置濾波算法。
　　(2)提出了一種基于超幀機制的極低速率語音編碼算法，其中包括改進了噪聲預(yù)處理中的先驗信噪比估計算法，把基于軟判決方案的預(yù)測估計算法和直接判決估計算法結(jié)合起來使用，能夠更靈活的控制殘余噪聲，同時還增加了分幀長度，改進了提取基音周期和增益的算法，增加了

5、線性預(yù)測分析的窗長，增加了解碼器后置濾波的子幀長度，省略了傅里葉級數(shù)幅度和非周期性標(biāo)志的傳輸，改進了線譜對參數(shù)的幀間插值技術(shù)等。
　　(3)完成了基于超幀機制的極低速率語音編碼算法在PC機上的實現(xiàn)，在eclipse+cpp+win32和MinGW上用C語言開發(fā)了算法的定點程序，利用VC/MFC開發(fā)聲碼器的語音采集與播放程序和用戶界面，包括語音文件的編解碼和數(shù)字語音實時傳輸。測試結(jié)果表明，該聲碼器將編碼速率從2.4/1.2 kbit