語聲信號(hào)數(shù)字化編碼

語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第一節(jié)語聲信號(hào)編碼基本概念及分類第二節(jié)脈沖編碼調(diào)制——PCM

第三節(jié)差值脈沖編碼調(diào)制——DPCM第四節(jié)子帶編碼——SBC第五節(jié)參量編碼第六節(jié)GSM及IP電話系統(tǒng)語聲編碼技術(shù)應(yīng)用及標(biāo)準(zhǔn)語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第1頁第一節(jié)語聲信號(hào)編碼基本概念及分類一、語聲信號(hào)編碼概念 現(xiàn)以一個(gè)簡單語聲信號(hào)脈沖編碼調(diào)制(PCM)編碼，解碼過程說明語聲信號(hào)編碼概念，示意圖如圖2.1所表示。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第2頁圖2.1PCM編解碼框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第3頁 圖中A/D變換包含三個(gè)部分：抽樣、量化和編碼。(1)抽樣 抽樣是將模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化過程。(2)量化 量化是將模擬信號(hào)在幅度上離散化過程。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第4頁(3)編碼 編碼是指將每個(gè)量化后樣值用一定二進(jìn)制代碼來表示。二、語聲信號(hào)編碼分類 語聲信號(hào)編碼可劃分為三大類型。 ·波形編碼，是對(duì)信號(hào)波形進(jìn)行編碼，前述PCM方式即為波形編碼一個(gè)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第5頁·參量編碼是提取語聲信號(hào)一些特征參量，對(duì)其進(jìn)行編碼?！せ旌暇幋a，介于波形編碼與參量編碼之間一個(gè)編碼，即在參量編碼基礎(chǔ)上，引入了一定波形編碼特征，以到達(dá)改進(jìn)自然度目標(biāo)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第6頁第二節(jié)脈沖編碼調(diào)制——PCM一、概述 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)中信號(hào)變換和處理過程如圖2.2所表示。圖2.2PCM系統(tǒng)中信號(hào)處理過程語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第7頁二、抽樣 模擬信號(hào)數(shù)字化第一步是在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行離散化處理，即將時(shí)間上連續(xù)信號(hào)處理成時(shí)間上離散信號(hào)，這一過程稱之為抽樣。1.抽樣定義及實(shí)現(xiàn)抽樣電路模型 連續(xù)信號(hào)在時(shí)間上離散化抽樣過程如圖2.3所表示。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第8頁圖2.3連續(xù)信號(hào)抽樣示意圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第9頁圖2.4抽樣器及抽樣波形示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第10頁圖2.5相乘器抽樣模型語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第11頁圖2.6開關(guān)函數(shù)語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第12頁2.抽樣定理(1)低通型信號(hào)抽樣 設(shè)時(shí)間連續(xù)信號(hào)f(t)，其最高截止頻率為fM。假如用時(shí)間間隔為TS≤1/2fM開關(guān)信號(hào)對(duì)f(t)進(jìn)行抽樣，則f(t)就可被樣值信號(hào)fS(t)=f(nTS)來唯一地表示?；蛘哒f，要從樣值序列無失真地恢復(fù)原時(shí)間連續(xù)信號(hào)，其抽樣頻率應(yīng)選為fS≥2fM。這就是著名奈奎斯特抽樣定理，簡稱抽樣定理。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第13頁 所謂理想抽樣是指以式2.1中開關(guān)函數(shù)ST(t)為單位高度周期沖激脈沖序列，其波形圖如圖2.7所表示。圖2.7單位沖激脈沖序列語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第14頁圖2.8理想抽樣樣值序列頻譜語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第15頁圖2.9三種不一樣抽樣頻率時(shí)樣值序列頻譜語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第16頁至此，我們能夠用下述兩種被此等價(jià)方式來表示有限能量頻帶受限信號(hào)抽樣定理。①對(duì)于頻譜分量低于fM有限能量信號(hào)，能夠用間隔小于或等于1/2fM該信號(hào)瞬時(shí)樣值來完全描述。②對(duì)于頻譜分量低于fM有限能量信號(hào)，能夠從抽樣速率大于或等于2fM該信號(hào)瞬時(shí)樣值序列中完全地恢復(fù)，即抽樣頻率應(yīng)為fS≥2fM。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第17頁(2)帶通型信號(hào)抽樣圖2.10帶通型信號(hào)示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第18頁圖2.11帶通型信號(hào)樣值序頻譜語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第19頁(3)與抽樣相關(guān)誤差 前面所討論抽樣定理是基于以下三個(gè)前提： ·對(duì)語聲信號(hào)帶寬限制是充分； ·實(shí)施抽樣開關(guān)函數(shù)是單位沖激脈沖序列，即理想抽樣； ·經(jīng)過理想低通濾波器恢復(fù)原語聲信號(hào)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第20頁①抽樣折疊噪聲 抽樣定理指出，抽樣序列無失真恢復(fù)原信號(hào)條件是fS≥2fM。為了滿足抽樣定理，對(duì)語聲信號(hào)抽樣時(shí)先將語聲信號(hào)頻譜限制在fM以內(nèi)。為此，在抽樣之前，先設(shè)置一個(gè)前置低通濾波器將輸入信號(hào)頻帶限制在3400Hz以下，然后再進(jìn)行抽樣。②抽樣展寬孔徑效應(yīng)失真語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第21頁圖2.12抽樣折疊噪聲示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第22頁圖2.13自然抽樣與抽樣展寬語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第23頁圖2.14抽樣展寬電路框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第24頁圖2.15展寬孔徑效應(yīng)失真語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第25頁三、量化1.量化定義及描述 量化是把信號(hào)在幅度域上連續(xù)取值變換為幅度域上離散取值過程。 量化過程是一個(gè)近似表示過程，即無限個(gè)數(shù)取值模擬信號(hào)用有限個(gè)數(shù)值離散信號(hào)近似表示。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第26頁圖2.16量化示意圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第27頁2.均勻量化及量化噪聲計(jì)算 量化就是將幅度值為連續(xù)信號(hào)變換為幅度值為有限個(gè)離散值過程。 各量化分級(jí)間隔相等量化方式即為均勻量化。 圖2.17(a)所表示階梯狀特征中一個(gè)臺(tái)階高度稱為一個(gè)量化級(jí)。如圖所表示，均勻量化時(shí)在整個(gè)輸入信號(hào)幅度范圍內(nèi)量化級(jí)大小都是相等。量化誤差所產(chǎn)生量化噪聲也應(yīng)有兩部分：非過載量化噪聲和過載量化噪聲。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第28頁圖2.17均勻量化特征與量化誤差特征語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第29頁 設(shè)量化間隔為Δ，則Δ=2U/N 在非過載區(qū)內(nèi)最大量化誤差為emax(u)=Δ/2語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第30頁圖2.18語聲信號(hào)幅度概率分布語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第31頁圖2.19語聲信號(hào)分級(jí)間隔及量化值語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第32頁圖2.20量化信噪比隨l、X

e關(guān)系曲線語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第33頁3.非均勻量化及壓縮擴(kuò)張技術(shù)(1)非均勻量化及實(shí)現(xiàn) 采取均勻分級(jí)量化時(shí)其量化信噪比隨信號(hào)電平減小而下降。 非均勻量化特點(diǎn)是：信號(hào)幅度小時(shí)，量化間隔小，其量化誤差也??；信號(hào)幅度大時(shí)，量化間隔大，其量化誤差也大。 非均勻量化特點(diǎn)是：信號(hào)幅度小時(shí)，量化間隔小，其量化誤差也??；信號(hào)幅度大時(shí)，量化間隔大，其量化誤差也大。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第34頁圖2.21非均勻量化特征及量化誤差語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第35頁圖2.22非均勻量化實(shí)現(xiàn)框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第36頁圖2.23壓縮擴(kuò)張?zhí)卣髡Z聲信號(hào)數(shù)字化編碼第37頁(2)μ律和A律壓縮特征①μ律壓擴(kuò)特征②A律壓擴(kuò)特征語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第38頁圖2.24語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第39頁圖2.25A=87.6時(shí)(S/Nq)dB(A)曲線語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第40頁③A律13折線壓擴(kuò)特征 詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方法是：對(duì)X軸在0～1(歸一化)范圍內(nèi)以1/2遞減規(guī)律分成8個(gè)不均勻段，其分段點(diǎn)是1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64和1/128。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第41頁圖2.268段折線分段示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第42頁圖2.27A律13折線壓縮特征語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第43頁圖2.28A律13折線量化信噪比語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第44頁四、編碼與解碼1.二進(jìn)制碼組及編碼基本概念 當(dāng)前使用二進(jìn)制碼組編碼關(guān)系有3種： ·普通二進(jìn)制碼編碼 ·循環(huán)碼編碼 ·折疊二進(jìn)制碼編碼語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第45頁圖2.29幾個(gè)編碼方案誤碼信噪比語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第46頁圖2.30天平稱重示意圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第47頁2.線性編碼與解碼(1)級(jí)聯(lián)逐次比較型編碼電路 級(jí)聯(lián)逐次比較型編碼器就是參考前述天平稱重原理組成。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第48頁圖2.31級(jí)聯(lián)逐次比較編碼器原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第49頁(2)反饋型線性編碼器 反饋型線性編碼器原理框圖如圖2.32所表示。 反饋型編碼器是采取樣值與當(dāng)?shù)亟獯a輸出逐次比較方法進(jìn)行編碼，每一比特比較一次并編出一個(gè)碼元，這種編碼器編碼過程是逐次迫近。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第50頁圖2.32反饋型線性編碼器原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第51頁圖2.33編碼過程波形語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第52頁(3)加權(quán)求和解碼網(wǎng)絡(luò) 解碼網(wǎng)絡(luò)作用是把PCM數(shù)字碼組轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電壓或電流幅度。前述反饋型線性編碼器中當(dāng)?shù)亟獯a所用解碼網(wǎng)絡(luò)是電流相加型解碼網(wǎng)絡(luò)，它是加權(quán)求和解碼網(wǎng)絡(luò)變型。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第53頁圖2.34加權(quán)求和解碼網(wǎng)絡(luò)語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第54頁圖2.35電流相加型解碼網(wǎng)絡(luò)語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第55頁3.非線性編碼與解碼 含有均勻量化特征編碼叫做線性編碼，與之對(duì)應(yīng)含有非均勻量化特征編碼就叫做非線性編碼。(1)A律13折線編碼碼字安排 前述已說明A律13折線分段是對(duì)輸入信號(hào)歸一化范圍(0～1)分為8個(gè)不均勻段，故要表示不一樣段落號(hào)就需要有三位碼。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第56頁 采取A律13折線編碼時(shí)所需碼位數(shù)是8，其詳細(xì)安排是：

a1 a2a3a4

a5a6a7a8 極性碼 段落碼 段內(nèi)電平碼

a1=1，表示正極性；a1=0，表示負(fù)極性；

a2a3a4為000～111共有8種組合，分別表示對(duì)應(yīng)8個(gè)分段，即第1段至第8段；

a5a6a7a8為0000～1111共有16種組合，表示每段16個(gè)分級(jí)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第57頁(2)A律13折線編碼方法①判定值確實(shí)定規(guī)律和提供方法 極性碼判決： 極性碼判定值為零，它依據(jù)輸入信號(hào)IS(以電流表示)極性來決定，即

IS≥0時(shí)，a1=“1”碼；

IS＜0時(shí)，a1=“0”碼。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第58頁 段落碼判決： 對(duì)A律13折線編碼是將編碼電平范圍(歸一化0～1)以量化段或量化級(jí)為單位，逐次對(duì)分，對(duì)分點(diǎn)電流(或電壓)即為判定值IR。 段內(nèi)電平碼判決： 當(dāng)段落碼確定之后，接著確定出該量化段起始電平IBi和該量化段量化間隔Δi，由此，就能夠進(jìn)行段內(nèi)電平碼判決了。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第59頁圖2.36段落碼碼字判決過程語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第60頁②編碼方法

A律13折線編碼采取逐次反饋編碼。③逐次漸近型編碼器 ·比較判決和碼形成電路 ·判定值提供電路——當(dāng)?shù)亟獯a器語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第61頁圖2.37逐次漸近型編碼器原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第62頁圖2.38D1～D8時(shí)序關(guān)系語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第63頁④編碼端量化誤差分析⑤A律13折線解碼 ·增加了極性控制部分 ·數(shù)字?jǐn)U張部分由7/11變換變?yōu)?/12變換 ·增加了讀出控制電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第64頁圖2.39A律13折線解碼器方框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第65頁五、單片集成PCM編解碼器 ·發(fā)送部分 發(fā)送部分包含：輸入運(yùn)放、帶通濾波器、抽樣保持和DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)、比較器、逐次迫近存放器、輸出存放器以及A/D控制邏輯、參考電源等。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第66頁圖2.402914功效框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第67頁 ·接收部分 接收部分包含：輸入存放器、D/A控制邏輯、抽樣保持和DAC、低通濾波器和輸出功放等。 ·控制部分 控制部分主要是一個(gè)控制邏輯單元，經(jīng)過PDN(低功耗選擇)、CLKO(主時(shí)鐘選擇)、LOOP(模擬信號(hào)環(huán)回)三個(gè)外接控制端控制芯片工作狀態(tài)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第68頁圖2.412914經(jīng)典實(shí)用電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第69頁第三節(jié)差值脈沖編碼調(diào)制

——DPCM一、DPCM原理及實(shí)現(xiàn)

DPCM就是考慮利用語聲信號(hào)相關(guān)性找出可反應(yīng)信號(hào)改變特征一個(gè)差值量進(jìn)行編碼。 差值編碼普通是以預(yù)測方式來實(shí)現(xiàn)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第70頁圖2.42實(shí)現(xiàn)預(yù)測橫截濾波器語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第71頁圖2.43是DPCM實(shí)現(xiàn)原理框圖。如前面所述，DPCM方式發(fā)送端就是將現(xiàn)有樣值與預(yù)測值之差進(jìn)行量化編碼方式來實(shí)現(xiàn)，而在接收端為了恢復(fù)原信號(hào)也必須進(jìn)行與發(fā)送端相同預(yù)測。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第72頁圖2.43DPCM系統(tǒng)原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第73頁二、自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制

——ADPCM 自適應(yīng)量化基本思想是：讓量化間隔Δ(t)改變，與輸入信號(hào)方差相匹配，即量化器階距隨輸入信號(hào)方差而改變，它正比于量化器輸入信號(hào)方差。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第74頁圖2.44前饋?zhàn)赃m應(yīng)量化ADPCM語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第75頁圖2.45反饋?zhàn)赃m應(yīng)量化ADPCM語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第76頁圖2.46固定和自適應(yīng)DPCM系統(tǒng)性能語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第77頁三、32kbit/sADPCM系統(tǒng) 1984年ITU-T公布了G.72132kbit/sADPCM標(biāo)準(zhǔn)，并于1986年做了深入修改。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第78頁圖2.47G.72132kbit/sADPCM工作原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第79頁四、單片集成ADPCM編解碼器1.MC145532ADPCM代碼轉(zhuǎn)換器(1)技術(shù)特點(diǎn) ·滿足ITU-T提議G.721—1988； ·全雙工、單信道工作； ·選擇引腳μ律或A律編碼； ·同時(shí)或異步工作；語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第80頁 ·輕易與摩托羅拉PCM編解碼器、濾波器等接口； ·串行PCM和ADPCM數(shù)據(jù)傳輸速率為64kbit/s～5120kbit/s； ·省電能力用于低電流消耗； ·簡單時(shí)隙分配定時(shí)用于代碼轉(zhuǎn)換器； ·單5V電源。(2)MC145532引腳符號(hào)與功效(3)應(yīng)用電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第81頁圖2.48MC145532引腳排列圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第82頁圖2.49MC145532ADPCM應(yīng)用電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第83頁2.MC145540ADPCM編/解碼器(1)技術(shù)特點(diǎn) ·單電源工作(2.7～5.25V)； ·3V時(shí)經(jīng)典功耗為60mW，省電時(shí)為15μW； ·最小噪音差分模擬電路設(shè)計(jì)； ·完全μ律或A律壓擴(kuò)PCM編解碼器濾波器；語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第84頁 ·64，32，24和16kbit/s數(shù)據(jù)率ADPCM代碼轉(zhuǎn)換器； ·通用可編程雙音頻發(fā)生器； ·可編程發(fā)送增益、接收增益和側(cè)音增益； ·用于與話筒接口低噪聲、高增益、三端輸入運(yùn)算放大器；(2)MC145540引腳符號(hào)與功效(3)應(yīng)用電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第85頁圖2.50MC145540引腳排列圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第86頁圖2.51MC14550手持機(jī)應(yīng)用電路語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第87頁第四節(jié)子帶編碼——SBC一、子帶編碼基本概念及工作原理 子帶編碼是首先將輸入信號(hào)分割成幾個(gè)不一樣頻帶分量，然后再分別進(jìn)行編碼，這類編碼方式稱為頻域編碼。 把語聲信號(hào)分成若干子帶進(jìn)行編碼主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第88頁 子帶編碼實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖2.52所表示。在子帶編碼中，用帶通濾波器將語聲頻帶分割為若干個(gè)子帶，每個(gè)子帶經(jīng)過調(diào)制將各子帶變成低通型信號(hào)(圖中未畫出)。這么就可使抽樣速率降低到各子帶頻寬兩倍。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第89頁圖2.52子帶編碼原理方框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第90頁二、子帶編碼比特分配及編碼速率 在子帶編碼中，各子帶帶寬ΔBk能夠是相同，也能夠是不一樣。前者稱為等帶寬子帶編碼，后者稱為變帶寬子帶編碼。等帶寬子帶編碼優(yōu)點(diǎn)是易于用硬件實(shí)現(xiàn)，也便于進(jìn)行理論分析。在這種情況下帶寬ΔBk等于ΔBk=ΔB=B/m 式中，k=1,2,3,…m,m是子帶總數(shù)，B是編碼信號(hào)總帶寬。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第91頁三、子帶劃分 語聲信號(hào)各子帶帶寬應(yīng)考慮到各頻段對(duì)主觀聽覺貢獻(xiàn)相等標(biāo)準(zhǔn)做合理分配。四、16、24、32kbit/s電話語聲子帶編碼 該標(biāo)準(zhǔn)采取三種編碼速率，即48、56及64kbit/s。輸入語聲信號(hào)帶寬為50～7000Hz，分成兩個(gè)等寬子帶。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第92頁第五節(jié)參量編碼

參量編碼原理和設(shè)計(jì)思想與波形編碼完全不一樣。波形編碼基本思緒是忠實(shí)地再現(xiàn)話音時(shí)域波形，為了降低比特率，可充分利用抽樣點(diǎn)之間信息冗余性對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行編碼，在不影響話音質(zhì)量前提下，比特率能夠降至32kbit/s。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第93頁一、語聲形成機(jī)理及語聲信號(hào)分析 語聲形成大致過程可如圖2.54所表示。 從語聲信號(hào)分析可知，音素分為兩類：伴有聲帶振動(dòng)音稱為濁音；聲帶不振動(dòng)音稱為清音。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第94頁圖2.54語聲形成過程語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第95頁1.濁音與基音 濁音又稱有聲音，語聲發(fā)聲時(shí)聲帶在氣流作用下激勵(lì)起準(zhǔn)周期聲波，如圖2.55所表示。由圖可見濁音聲波含有顯著準(zhǔn)周期特征，這一準(zhǔn)周期音稱為基音，其基音周期為4～18ms相當(dāng)于基音頻率在50～250Hz范圍內(nèi)。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第96頁圖2.55波音聲波波形圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第97頁圖2.56濁音頻譜示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第98頁2.清音 清音又稱無聲音。圖2.57清音波形圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第99頁 清音沒有周期特征，經(jīng)典清音波形頻譜如圖2.58所表示。從清音頻譜分析可知，清音中不含含有周期或準(zhǔn)周期特征基音及其諧波成份。圖2.58清音頻譜示意語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第100頁3.語聲信號(hào)產(chǎn)生模型圖2.59語聲信號(hào)產(chǎn)生模型語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第101頁二、線性預(yù)測編碼(LPC)基本概念 在發(fā)送端，原始語聲輸入A/D變換器，以8kHz速率抽樣并變換成數(shù)字化語聲。然后以每180個(gè)樣值為一幀(幀周期22.5ms)，以幀為處理單元逐幀進(jìn)行線性預(yù)測系數(shù)分析，并作對(duì)應(yīng)清/濁音判決和基音提取，最終把這些參量進(jìn)行量化、編碼并送入信道傳送。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第102頁圖2.60線性預(yù)測LPC編譯碼方框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第103頁在接收端，經(jīng)參量解碼分出參量｛ai｝、G、P和u/v等。G、P以及u/v用作語聲信號(hào)合成產(chǎn)生，｛ai｝用作形成合成濾波器參數(shù)。最終將合成產(chǎn)生數(shù)字化語聲信號(hào)再經(jīng)D/A變換即還原為接收端合成產(chǎn)生語聲信號(hào)。圖2.61所表示是簡化LPC原理框圖。語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第104頁圖2.61簡化LPC原理框圖語聲信號(hào)數(shù)字化編碼第105頁三、線性預(yù)測合成份析編碼1.結(jié)構(gòu)原理 激勵(lì)生成器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)經(jīng)線性預(yù)測器后得到重構(gòu)話音信號(hào)(i)，線性預(yù)測器模擬聲道特征，加強(qiáng)了激勵(lì)信號(hào)一些頻率域，減弱了另一些頻率域，表達(dá)了語聲信號(hào)短時(shí)相關(guān)性。激勵(lì)信號(hào)則表達(dá)了語聲信號(hào)長時(shí)相關(guān)性，輸入線性預(yù)測器激勵(lì)信號(hào)是量化后增益和基音