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简述福建IP电话低速率语音编码器削减编码比特率的几种办法

时间:2020-05-08 03:00:00来源:http://www.corestar.top/news365019.html

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  福建IP电话低速率编码以语音信号发生的数学模型为根底,提取能表示语音特征的参数,尽量 去掉冗余或许人耳不灵敏的信息,选用的具体办法首要表现如下。

  (1) 尽量削减语音信号中的冗余度

  语音信号首要存在两方面的冗余度,分别是语音信号幅度分布的非均匀性和样本之 间的相关性。非均匀性表现为小幅度语音信号出现的概率大,而大幅度语音信号出现的 概率小。非均匀量化技术正是针对语音信号的这一特点而提出的,如ADPCM编码算 法。语音中存在两种类型的相关性,即样点之间的短时相关性和相邻基音周期之间的长 时相关性,运用语音信号的这些相关性,在完成低速率编码时,福建IP电话也能保持较高的语音编码 质量,如线性猜测算法便是运用这一原理。

  (2) 充分运用人耳的听觉特性来削减编码信息

  人耳对语音信号的听觉特性表现在3个方面:一是人耳对语音信号的分辨率有限;二 是人耳对语音信号某些失真不是很灵敏;三是人耳的掩蔽效应。因此,低速率高品质语音 编码算法的完成便是根据人耳的这些听觉特性。例如.因为人耳对语音信号的幅度分辨 能力是有限的,因而在对语音信号进行量化时,首先能够去掉语音信号所带着的相对于人 耳来说无法感觉或感觉不是很灵敏的信息。其次,运用人耳对某些失真不灵敏的特性,如 线性猜测声码器运用人耳对语音信号的相位不灵敏的特点,福建IP电话在编码时就能够忽略语音的 相位信息,这样,既能够降低语音编码速率,又能使人耳感觉不到语音质量的下降。掩蔽 效应是指在语音频谱中能量较高的频段处(共振峰处)的噪声相对于能量较低频段的噪声 而言不易被感知,因此在核算组成语音信号与原始语音信号之间的差错时能够考虑这一 因素,在语音能量高的频段,允许二者的差错大一些,而在能量较低的频段则小一些。 G. 723. 1编码器中运用的感觉加权滤波器便是运用这一原理。

  (3) 静音紧缩

  测验标明,人在正常说话时,有50%左右是静音,而静音特征信息只需很少儿个参数 (4字节/帧)来表示。静音编码首要由两个算法组成:语音检测(VAD,Voice Activity Detection) 和舒适噪声再生 (CNG,Comfort Noise Generator)。 VAD 是用来检测输入的信 号是实践语音信号仍是背景噪声。假如检测到是语音信号,则对语音信号进行固定速率 的编码;假如输入信号被检测为背景噪声,编码器则对其进行更低速率的编码。CNG的 作用是在语音信号的接纳端重构背景噪声。

  (4) 线性猜测组成剖析(LPAS)编码器

  线性猜测组成剖析编码器是应用得广泛的参数编码器,其原理结构。

  从图1屮可看出语音先经过输入预处理模块进行预处理,输入信号预处理的作 用便是对信号进行简略的时延处理或较为复杂的时间变换处理,以掩蔽相位差错。它可 以有效地进步基音猜测的编码效率。

  鼓励生成器发生的鼓励信号经线性猜测组成滤波器后得到重构的语音信号,线性预 测组成滤波器模仿声道特性,加强鼓励信号的某些频率域,削弱一些频率域,表现了语音 的短时相关性。鼓励信号则表现了语音的长时相关性,输入线性猜测组成滤波器的鼓励 信号是量化后的增益和基音信号。因为量化差错的影响,重构信号和输入信号之间必然 存在有限的差值,称之为残差信号,差错小化进程的意图便是调整鼓励信号,使残差的 方差小,由此构成确认鼓励信号的闭环回路。为了减小量化比特,进步编码效率,鼓励 生成器输出的是残差信号估值,而不是原信号估值。从频域上来说,小化进程使鼓励信 号量化噪声的能量会集在猜测滤波器的低谷部分,从而使量化噪声出现平坦的类似白噪 声的功率频谱。

  经过小化进程确认的鼓励信号量化值便是声码器的输出,接纳端的解码器根据此 信号和相同的线性猜测组成滤波器恢复本来的语音信号。图3-2-2虚框部分所示闭环回 路的下半部分便是解码器的结构,因此该结构的编码器已内含解码器。

  在线性猜测组成剖析运用的基本算法编码进程如图2所示。在编码进程屮,使 用个闭环优化进程来决议鼓励信号,然后用这个鼓励信号去鼓励一个长时猜测组成滤 波器和一个短时猜测组成滤波器,从而发生?个听觉上优化了的组成语音信号。鼓励信 号是从一个采样数据块中遵循小均方差的原则选取的,差错信号为原始语音信号与解 码语音信号之差,并经过加权滤波器滤波。

  在福建IP电话系统中得到广泛应用的G. 723. 1和G. 729A编码器的根底便是线性猜测组成剖析编码器。

  (5) 参数编码规范

  现在首要的语音参数编码国际规范和地区性规范首要是由ITU-T和数字蜂窝规范组织制订的,首要有G. 728、G. 729、G. 729A、G. 723. 1、GSM全速率、GSM半速率、IS54、 IS96、JDC全速率和JDC半速率。

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