MELPe语音编码关键技术研究

论文摘要

语音编码技术是现代语音通信系统重要的支撑技术之一,甚低速率语音编码算法研究是语音编码领域的一个重要研究方向。本文研究了增强型混合激励线性预测(MELPe)声码器的关键技术,主要完成了以下工作:(1)研究并实现了噪声抑制算法。该方法将含噪语音信号变换到频域,然后根据巴克临界带宽将信号分成一组互不重叠的频段,在各个频段计算基于信噪比的增益,利用噪声和语音在不同频带能量分布不同的特点,在各频段内把含噪语音幅度谱与增益相乘,使噪声得到抑制,提高了合成语音的主观感觉质量。(2)研究了语音参数的估计算法。这些参数包括基音周期、增益、清浊判决、付立叶幅度、线谱对参数等。在1200bps和600bps算法中,重点研究了基音的平滑算法。(3)重点研究了参数的量化算法。在600bps算法中,为了进一步降低超帧的比特数,采用分类分模式的参数的量化方案,该方案不仅对超帧进行模式分类,而且对模式又根据前后帧情况的不同,又进行细分类,同一模式不同类或同一类不同模式时,均采用不同的量化方案。在对多帧基音周期参数量化时,采用了基于基音轨迹的量化方案,使得能利用较少的比特对基音周期做较细致的量化。(4)提出了1200bps与2400bps速率转换算法。通过设置缓存长度的方法,实现了两种速率的转换。(5)研究了混合激励的生成方法。该方法改进了MELP算法的激励生成方案,采用了根据带通浊音强度动态改变混合边界的方法,改善了合成语音质量。(6)实现了2400bps/1200bps/600bps编解码算法。实验结果表明,三种速率的算法都具有较高的清晰度和可懂度,2400bps算法具有较高的自然度。

论文目录

• 表目录
• 图目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 语音编码概述
• 1.2.1 语音编码分类
• 1.2.2 语音编码理论依据
• 1.2.3 特征参数及在编码中的重要性
• 1.2.4 特征参数的表示和量化技术
• 1.2.5 语音编码算法的衡量
• 1.3 语音编码算法概述
• 1.3.1 语音编码国内外发展现状
• 1.3.2 常用算法介绍
• 1.4 论文的主要内容和章节安排
• 1.4.1 论文研究的主要内容
• 1.4.2 论文的章节安排
• 第二章 2400BPS 语音编解码算法概述
• 2.1 2400BPS编码算法总体框图
• 2.2 2400BPS编码算法关键技术
• 2.2.1 语音增强
• 2.2.2 基音周期的估计
• 2.2.3 带通浊音强度的估计
• 2.2.4 增益的估计
• 2.2.5 线性预测分析
• 2.2.6 残差信号的估计
• 2.2.7 非周期性标志
• 2.2.8 付立叶幅度的估计
• 2.2.9 参数量化
• 2.2.10 纠错编码
• 2.2.11 比特分配方案
• 2.3 2400BPS解码器
• 2.3.1 比特流的解包和纠错
• 2.3.2 基音周期的解码
• 2.3.3 增益的解码
• 2.3.4 增益的抑制
• 2.3.5 参数的插值
• 2.3.6 混合激励的生成
• 2.3.7 自适应谱增强
• 2.3.8 线性预测合成
• 2.3.9 增益的校正
• 2.3.10 脉冲散布滤波
• 2.3.11 合成环路控制
• 第三章 1200BPS 声码器算法
• 3.1 概述
• 3.2 1200BPS语音编码算法关键技术
• 3.2.1 基音和U/V 判决的量化
• 3.2.2 LSF 量化
• 3.2.3 付立叶幅度量化
• 3.2.4 其它参数的量化
• 3.2.5 1200bps 声码器的比特方案和帧格式
• 3.3 1200BPS解码器
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 语音合成
• 3.3.3 可选的后置滤波
• 3.3.5 1200bps 声码器帧格式
• 3.4 1200BPS-2400BPS速率转换
• 3.4.1 综述
• 3.4.2 1200bps-2400bps 转换
• 3.4.3 2400bps-1200bps 转换
• 第四章 600BPS声码器算法
• 4.1 概述
• 4.2 参数编码
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 带通浊音强度量化
• 4.2.3 基音量化方案
• 4.2.4 LSF 量化
• 4.2.5 增益量化
• 4.2.6 帧结构
• 4.3 600BPS解码器
• 第五章 声码器性能评价
• 5.1 原始语音与合成语音的比较
• 5.2 抗误码率测试
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果