G.729B語音編碼器的優(yōu)化與其在DSP上的實現(xiàn)

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1、創(chuàng)新性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學(xué)位論文與資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名：重魚壟日期生：：：：!關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期

2、間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)革位屬西安電子科技大學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表論文或使用論文工作成果時署名單位仍然為西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。(保密的論文在解密后遵守此規(guī)定)本人簽名：導(dǎo)師簽名：日期塑：!：12日期趨Ztu罩馨第一章緒論I．1．1語音編碼發(fā)展新動向1．1語音編碼概述語音編碼12】是數(shù)字語音通信中的一項重要技術(shù)，為了使同樣的信道容量能傳輸更多路的語音信號和節(jié)省存儲空間。近二十幾年來，語音編碼的研究

3、主要集中于以碼激勵線性預(yù)測(CELP)為核心的線性預(yù)測分析合成(LPAS)編碼方面。目前，在4．8kb／s～16kb／s的碼率范圍內(nèi)較成功的語音編碼方案都基于CELP技術(shù)，例如G729標(biāo)準(zhǔn)及G723．1標(biāo)準(zhǔn)等。這些編碼方案的主要的不同點在于激勵源碼本的構(gòu)造和搜索方法。語音編碼今后的研究重點將逐步轉(zhuǎn)向更低碼率的編碼【121144]方法。然而，在更低的碼率下，由于CELP能用于激勵源的編碼比特數(shù)過少，合成語音質(zhì)量下降較快。隨著研究的深入，語音編碼的研究也引入了新的分析技術(shù)，例如非線性預(yù)測、小波分析技術(shù)以及高階統(tǒng)計分析技術(shù)等。

4、預(yù)計這些技術(shù)更能挖掘人耳聽覺掩蔽【211等感知機(jī)理，更能以類似入耳的特性作語音的分析與合成，使語音編碼系統(tǒng)更接近于人類聽覺器官的處理方式工作，從而在低碼率語音編碼的研究上取得突破。語音壓縮編碼作為語音信號處理的分支，從目前的研究現(xiàn)狀來看，它的未來發(fā)展將表現(xiàn)如下幾個方面：(1)研究簡化算法?，F(xiàn)有處理效果較好編碼算法，都是以算法復(fù)雜、速度低、性能降低為代價。在不降低現(xiàn)有算法性能的前提下，盡量簡化算法，提高運算速度，增強算法的實用性，將是未來～段時間的研究課題f矧。(2)尋找最佳的語音激勵模型是今后一段時間里的熱門課題。采用不

5、同的激勵模型，可產(chǎn)生不同的編碼速率和不同的合成語音質(zhì)量，合適的激勵模型對于保證語音質(zhì)量，減少算法復(fù)雜度起著舉足輕重的作用。(3)進(jìn)一步降低編碼速率，而保持一定的語音質(zhì)量也是近期內(nèi)人們研究的內(nèi)容。(4)研究語音的感知特性是未來很長一段丑寸間內(nèi)基礎(chǔ)研究工作之一。為了建立較理想的語音模型，不損語音中的重要信息，在研究中必須考慮人的聽覺特性，如入耳的升沉、失真和掩蔽現(xiàn)象等15州?？傊?，語音壓縮編碼的研究，將朝著高性能、低復(fù)雜度、實用化的方向發(fā)展，而理論上講朝著多元化、高層次方向發(fā)展【l】。2G．729B語音編碼器的優(yōu)化及其在DS

6、P上的實現(xiàn)1．1．2現(xiàn)有語音編碼標(biāo)準(zhǔn)國際電報電話咨詢委員會(CCITT)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)等先后提出一系列有關(guān)語音編碼的建議。1972年首先制定了G．71164kb／s／a(A)律PCM編碼標(biāo)準(zhǔn)，兩種編碼器的信號都用8bit表示；1984年又對32kb／s自適應(yīng)差值脈沖編碼(ADPCM)作了標(biāo)準(zhǔn)化，稱為G721。以上兩個標(biāo)準(zhǔn)適用于200Hz至3．4kHz窄帶語音信號，已用于公共電話網(wǎng)。CCITT制定的G722編碼標(biāo)準(zhǔn)，是針對寬帶音頻(50Hz7kHz)信號的，其數(shù)據(jù)率為64kb／s，可用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(ISDN

7、)的B通道上傳輸音頻數(shù)據(jù)。CCITT于1990年通過了16kb／s～40kb／s自適應(yīng)差分脈碼調(diào)審tJ(ADPCM)標(biāo)準(zhǔn)G727。在16kb／s低時延碼激勵(LD．CELP)編碼方案的基礎(chǔ)上，CCITT在t992年和1993年分別公布了浮點和定點算法的G728標(biāo)準(zhǔn)，該算法時延小于2ms。1996年國際電信聯(lián)盟(ITu)公布了G．729標(biāo)準(zhǔn)f15】，采用共軛結(jié)構(gòu)一代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(CS-ACELP)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為8kb／s，算法延遲為15ms，它提供的語音質(zhì)量可以滿足網(wǎng)絡(luò)通信的要求。G723．1是ITU推出的面向多

8、媒體通信的低碼率語音編碼標(biāo)準(zhǔn)，它最初是為可視電話而設(shè)計的，有5．3kb／s和6．3kb／s兩種傳輸速率，分別采用代數(shù)碼本激勵(ACELP)和多脈沖最大似然量化(MP．MLQ)技術(shù)，算法延遲為37．5ms。與G729相比，G723．1又進(jìn)一步降低了傳輸速率，但它的音質(zhì)也有所下降【14】。RPE—LTP編碼器的數(shù)據(jù)傳輸速