8kbit-s低延遲語音編碼算法研究.pdf

1、低碼率、低復雜度的LD-CELP算法在通信領域具有十分重要的意義。G728是目前低延遲碼激勵語音編碼算法中唯一的16kbit/s的國際標準。本研究以降低碼率為目的對G.728算法進行改進，提出了三個延遲為2.5ms的8kbit/s的語音編碼算法。實驗表明，提出的改進算法在主客觀質量上均接近于G728的水平。 低延遲的語音編碼算法必須采用實時基音檢測，到目前為止基音檢測都是基于幀長20ms以上的長延遲算法，不滿足實時性要求。因此G

2、.728算法無法采用基音檢測。所謂實時基音檢測，是指連續(xù)監(jiān)測每幀采樣信號，當采樣的一幀樣點里存在一個基音脈沖時，立刻將它檢測出來并計算基音周期。利用小波變換，本研究設計了幀長2.5ms的實時基音檢測算法。依據(jù)小波變換的多分辨率能力發(fā)現(xiàn)第4階小波系數(shù)極值與信號突變點之間存在強相關。以此為基礎設計了基于小波變換的語音基音周期實時檢測算法。該算法對語音信號分幀處理，通過結合小波域波形和時域波形，采取自適應基準、多特征參數(shù)提取小波系數(shù)極大值來確

3、定基音周期。該算法在準確檢測信號峰值點的基礎上，精確提取基音周期，可以同時檢測到基音周期的值和起止點，是本文后向基音預測8kbit/s低延遲編碼算法的基礎。 本研究是在G.728中引入自適應碼書結構，自適應碼書由最近的歷史激勵構成。算法采用歸一化的固定碼書。訓練固定碼書時，根據(jù)其使用頻率對固定碼書進行優(yōu)化設計，通過迭代求出最佳固定碼書。增益量化時對自適應碼書采用固定量化方案，固定碼書采用自適應量化。文中比較了三種延遲為2.5ms

4、的8kbit/s編碼方案：方案一采用全搜索模式，對128個自適應碼矢、8個增益值和128個固定碼矢、8個增益值的全部組合進行搜索，獲得最佳的碼矢標號和增益；方案二在連續(xù)的兩幀里對自適應碼書采用不同搜索模式：偶數(shù)幀的搜索與方案一相同；奇數(shù)幀的搜索僅在偶數(shù)幀得到的自適應碼矢標號前后的小范圍內進行；方案三在方案一的基礎上增加了后向基音預測，在自適應碼書中依據(jù)基音預測值確定64個碼矢作為搜索對象，并將節(jié)省的1個比特用于擴大固定碼書尺寸，從而進一