語音信號矢量量化編碼技術(shù)研究.pdf

1、語音通信一直是現(xiàn)代各種通信系統(tǒng)承載的一項(xiàng)重要的、不可缺少的業(yè)務(wù)。隨著通信網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增加、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)綜合化、多樣化，網(wǎng)絡(luò)帶寬與系統(tǒng)容量、服務(wù)質(zhì)量的矛盾逐漸突出，傳統(tǒng)的64Kbps的PCM語音壓縮編碼已經(jīng)不能滿足逐漸變得擁擠的傳輸信道要求。因此，壓縮語音信號的傳輸帶寬或降低電話信道的傳輸碼率，一直是人們追求的目標(biāo)，語音編碼在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中擔(dān)當(dāng)著重要角色。語音編碼就是壓縮語音信號的數(shù)字表示而使表達(dá)這些信號所需比特?cái)?shù)最小的算法。那么如何

2、在不犧牲語音通話質(zhì)量的前提下盡可能降低其傳輸?shù)谋忍厮俾适悄壳把芯康闹匾n題。 人們一直在尋找新的算法來提高編碼質(zhì)量，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)矢量量化技術(shù)對于語音壓縮編碼并獲得高質(zhì)量的合成語音是非常有效的。而矢量量化之所以優(yōu)于標(biāo)量量化，是由于它不僅能夠象標(biāo)量量化那樣利用線性依賴(線性相關(guān))和概率密度函數(shù)的形狀來消除冗余度，而且能夠利用非線性依賴(統(tǒng)計(jì)不獨(dú)立)和矢量量化的維數(shù)來消除冗余度，從而壓縮了數(shù)據(jù)。本論文主要對語音信號編碼中的矢量量化技術(shù)

3、進(jìn)行了研究。 線性預(yù)測是許多語音編碼方案的核心技術(shù)。為降低編碼速率，選用高效的線性預(yù)測系數(shù)編碼方法很重要。通過閱讀大量的文獻(xiàn)資料，參數(shù)量化所選取的語音參數(shù)有部分相關(guān)系數(shù)(PARCOR)、對數(shù)面積比系數(shù)、倒譜系數(shù)等。而線譜對(line spectrum pair,LSP)即線譜頻率(line spectrum frequency,LSF)是線性預(yù)測系數(shù)的等價(jià)參數(shù)，它對量化精度要求不嚴(yán)格，在滿足單調(diào)性的前提下，可以保證由它恢復(fù)出的合

4、成濾波器是穩(wěn)定的，所以本論文采用的矢量量化技術(shù)是對LSP參數(shù)進(jìn)行量化編碼。目前對LSP參數(shù)的矢量量化研究方法有兩級矢量量化、分裂式矢量量化、預(yù)測式矢量量化、模擬退火法連接分裂矢量量化等。它們各有優(yōu)點(diǎn)，比一般的VQ算法性能要好。而本論文則采用有限狀態(tài)矢量量化(FSVQ)技術(shù)對LSP參數(shù)進(jìn)行量化編碼。 本論文首先從語音信號產(chǎn)生的離散數(shù)字模型出發(fā)，簡單講述了低速率語音編解碼的基本原理和技術(shù)；然后講述了矢量量化技術(shù)的基本概念、矢量量化器