论文摘要
随着第三代移动通信技术的迅速发展,变速率语音编码技术已成为近年来研究的热点。增强型可变速率编解码器EVRC以其较高的合成语音质量和较低的平均码率成为目前应用范围广泛的变速率语音编码技术之一。本文在深入研究了其算法原理的基础上实现了EVRC编解码器,并对其中的一项关键技术——固定码本搜索进行了改进。测试结果表明,改进算法能大幅降低运算负荷,同时合成语音的自然度也有所提高。 EVRC编解码算法以松散码激励线性预测(RCELP)算法为基础,包括编码器和解码器。在编码器端,首先对语音信号进行预处理,通过线性预测分析和长时预测提取线谱频率(LSF)和基音延时,得出的LSFs用分裂矢量量化(SVQ)方法进行量化,然后利用速率判决算法确定本帧的编码速率,最后根据编码速率计算所需的参数并将这些参数按相应的格式打包发送。在解码器端,首先用帧错误检测模块检测并修正帧错误,然后从接收到的数据包中恢复出语音参数,产生激励通过合成滤波器重构语音信号,并经过后置滤波进一步增强音质。 在参考国外一篇论文并对其算法进行改进与修正的基础上,本文中给出了一种改进的全速率固定码本搜索算法。与原标准中采用“深度优先—联合搜索”策略的搜索算法不同,改进算法采用“顺序搜索+脉冲替换”的两级搜索方法。第一级,通过快速纯顺序码本搜索得出一个粗略码矢,第二级,通过脉冲替换程序修正粗略码矢并最终得到最优解。经过测试,在采用改进的全速率固定码本搜索算法后,固定码本搜索量仅为原来的21%。同时改进算法还解决了原算法中无法保证码矢最优性的问题,在实际中体现为合成语音能保留更多说话人的语音特征。 本文在VC++6.0环境下实现了EVRC编解码器并对其性能进行了测试。测试结果表明:采用“顺序搜索+脉冲替换”全速率固定码本搜索算法的EVRC编解码器运算量与原系统相比减少了20.5%,同时合成语音自然度有所提高,在平均数据速率方面满足标准IS-718要求。若存CMG系统中的声码器单板上运行这种改进的EVRC编解码算法,在支持相同数目的EVRC编解码器的情况下,能为系统节省一定的DSP数量。
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