基于正弦语音模型的低比特率宽带语音编码算法的研究

论文摘要

低比特率宽带语音压缩技术在语音信号处理领域及通信和网络系统中有着越来越广泛的应用。本文在分析了低比特率宽带语音编码技术发展的现状与需求的基础上,研究了基于正弦语音模型的低比特率宽带语音编码算法在低码率语音编码的应用,给出了基本正弦语音模型编码与谐波正弦语音模型编码算法。首先在语音分析中,提出一种基于正弦语音模型的三阶累积量清浊音分类算法;并提出了改进型子谐波—谐波比率基音提取算法。采用复杂度降低的正弦均方误差计算方法,提高了语音参数的估计精度。仿真实验还验证了这两种算法对噪声干扰都具有强鲁棒性。采用能量—谱熵两步法分类清浊音和幅度参数拟合量化以降低计算复杂度,论文实现了9.03kbit/s的变速率宽带语音编码算法;以频率偏移参数保证语音质量,提出了7.95kbit/s的修正型双带混合激励预测编码（MBME-LPC）算法;并研究了一种新的相位模型,基于最小二乘算法,推导出最佳相位估计及其迭代算法。将该模型应用于宽带语音编码中,获得了8.85kbit/s的编码速率。对各种编码算法进行计算机仿真,并用客观、主观评价将其与宽带编码标准G.722.2进行比较。测试表明,本文编码算法具有很好的合成语音质量,抗噪声能力较强,某种程度上接近（或者优于）G.722.2算法。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 语音编码技术的发展现状
• 1.2.1 语音编码的分类
• 1.2.2 语音编码器的设计准则
• 1.2.3 语音编码算法的现状
• 1.3 低比特率宽带语音编码算法的研究现状与发展要求
• 1.3.1 研究宽带语音编码算法的意义
• 1.3.2 宽带语音编码算法的现状
• 1.4 正弦语音模型在低比特率宽带语音编码中的应用
• 1.4.1 正弦语音模型
• 1.4.2 正弦语音模型在宽带语音编码中的应用
• 1.5 本文的主要研究内容及难点
• 1.5.1 本文的研究目标、内容及难点
• 1.5.2 章节安排
• 第二章 语音清浊音分类和基音检测算法
• 2.1 引言
• 2.2 短时分析
• 2.3 清浊音分类算法
• 2.3.1 语音分类基本特征及方法
• 2.3.2 一种三阶累积量的清浊音分类算法
• 2.4 精确基音检测算法
• 2.4.1 基本的基音检测方法
• 2.4.2 一种高精度改进型SHR 基音检测算法
• 2.5 线性预测分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 语音参数的矢量量化
• 3.1 引言
• 3.2 矢量量化的基本知识
• 3.2.1 失真测度
• 3.2.2 码书设计
• 3.2.3 码书种类
• 3.3 语音编码参数的矢量量化
• 3.3.1 线谱对LSP
• 3.3.2 参数的分裂矢量量化方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于基本正弦语音模型的低比特率宽带语音编码算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 基本正弦语音模型的编码算法
• 4.3 BSSM 宽带语音编码算法
• 4.3.1 语音分析
• 4.3.2 参数量化
• 4.3.3 语音重建与仿真
• 4.3.4 算法小结
• 4.4 改进的BSSM 宽带语音编码算法
• 4.5 语音质量的评价及比较
• 4.5.1 实验语音库
• 4.5.2 客观质量评价及比较
• 4.5.3 主观质量评价及比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于谐波正弦语音模型的修正型双带混合激励编码算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 谐波正弦语音模型（HSSM）的编码算法
• 5.2.1 HSSM 模型参数的估计
• 5.2.2 声门脉冲的起始时间估计
• 5.2.3 参数编码与语音重建
• 5.3 修正型双带混合激励语音编码算法
• 5.3.1 语音编码算法
• 5.3.2 算法仿真实验
• 5.3.3 算法小结
• 5.4 语音质量的评价及比较
• 5.4.1 客观质量评价及比较
• 5.4.2 主观质量评价及比较
• 5.5 本章小结
• 第六章 一种基于谐波正弦语音模型的相位模型估计及其编码算法
• 6.1 引言
• 6.2 一种新的谐波语音相位模型
• 6.2.1 相位模型和最佳相位估计
• 6.2.2 最佳相位估计的迭代算法
• 6.3 基于相位模型的语音编码算法及仿真分析
• 6.4 语音质量的评价及比较
• 6.4.1 客观质量评价及比较
• 6.4.2 主观质量评价及比较
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的学术论文及参加的科研项目
• 致谢
• 摘要
• Abstract