语音编码
语音编码的基本方法
语音编码的基本方法
语音编码是将语音信号转换成数字形式以便于存储、传输和处理的过程。
以下是一些常见的语音编码方法：
1. 脉冲编码调制（PCM）：
• PCM是一种最基本的语音编码方法，它将模拟语音信号在时间上均匀采样，并将每个样本的振幅量化为数字形式。
•采样率和量化位数是PCM中的两个重要参数，它们决定了数字表示的精度和数据量大小。
2. 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）：
• ADPCM是一种通过对语音信号进行预测和差分编码来减小数据量的方法。
它利用前一个采样的信息来预测当前采样，并只编码预测误差。
•由于只需要编码误差，ADPCM相比于PCM可以实现更高的压缩比。
3. 线性预测编码（LPC）：
• LPC是一种基于声道建模的编码方法，它假设语音信号是由声道和激励信号的组合产生的。
• LPC通过对语音信号进行分析，提取声道特征，并将其参数化以减小数据量。
4. 矢量量化：
•矢量量化是一种高效的无损压缩方法，通过将一组相邻的样本映射到一个矢量码本中的一个向量，从而减小数据量。
5. 变换编码：
•将语音信号通过某种变换（如傅立叶变换）转换到频域，然后对频域信息进行编码。
其中，MP3是一种常见的基于变换编码的方法。
6. 深度学习方法：
•近年来，深度学习技术在语音编码领域取得了显著进展。
循环神经网络（RNN）和卷积神经网络（CNN）等模型被用于语音特征提取和编码。
这些方法有各自的优点和适用场景，选择合适的编码方法通常取决于应用需求、带宽要求以及对音频质量的要求。
语音的压缩编码
长途电话 (8 KHz x 8 bit x 1), 时分多路复用TDM (time-division multiplexing)
应用于全频带数字声音的表示/存储:
CD-DA（CD唱片），DAT (44.1 KHz x 16 bit x 2)
原理： 声音信号具有很强的相关性，可从已知信号来预测未知信号, 即使用前面的样本预测当前的样本，实际样本值与预测值之间的误差往往很小。 利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值， 效果：量化位数可以显著减少，从而降低了总的码率。
+
预测值
差值
重建信号
DPCM
编码输出
CCITT G.721 ADPCM编码器
A
量化阶适配器
自适应
( 4 位 )
6阶自适应线性预测， 4位的自适应量化器， 输出码率： 8k x 4 = 32 kbps
ADPCM 小结
PCM话音质量 4.5级 ADPCM话音质量 4.34级,码率降低一倍(32 kbps)。 ADPCM应用： 数字语音通信 多媒体应用中的语音（解说词）
ADPCM自适应差分脉冲编码调制 (Adaptive Differential PCM)
增量调制(DM)
差分脉冲编码调制 DPCM
实际样本值
利用样本与样本之间存在的相关性进行编码，即根据前面的样本估算当前样本的大小，然后对预测误差进行量化编码。
差值
线性预测公式： Xn = A1*Xn-1 + A2*Xn-2 + ... + Am*Xn-m
举例
根据输入样本幅度的大小来改变量化阶大小。 可以是瞬时自适应，即量化阶的大小每隔几个样本就改变，也可以是音节自适应，即量化阶的大小在较长时间周期里发生变化。
数字通信中的语音编码技术
数字通信中的语音编码技术数字通信中的语音编码技术是指将人类语音信号压缩为低比特率数字信息以便于数字通信传输的技术。
语音信号是一种具有高峰值和高频带宽的信号，因而传输语音信号需要占用大量的带宽，现代数字通信使用语音编码技术，可以将语音信号编码后压缩为低比特率数字信号，降低了数据传输量，提高了通信效率。
语音编码的基本原理是有损压缩技术。
它将语音信号的特征参数提取出来，使用一系列数学模型和算法将特征参数编码为数字信号。
在接收端，接收到数字信号后，进行解码和还原过程即可得到原始的语音信号。
语音编码技术有多种方法。
以下几种语音编码技术已经得到广泛应用。
1. PCM编码PCM编码是将模拟语音信号直接进行抽样量化，按照一定的位数将每个数字成码字，这是最简单、常见的一种压缩方法。
其原理是将连续的模拟信号转换为一连串数字信号，使其成为数字信号。
PCM编码处理效率较高且压缩率较低，但是容易受到信道噪声的干扰，使得音质明显降低。
2.ADPCM编码ADPCM编码是自适应差分脉冲编码，从语音的脉冲模式和动态范围的角度来处理压缩问题，可以快速反应出语音发生的动态变化。
由于ADPCM编码采用不同的量化等级来减小数据流量，因此它比PCM编码具有更高的压缩率，但引入了一些误差，使音质受到一定程度的影响。
3.MDCT编码MDCT编码方法是一种新兴的时间-频率分析技术。
通过对语音信号做窗口变换获取信号的频谱信息，再使用变换系数压缩来实现信号的压缩。
由于它在处理音乐的时候效果明显，在语音信号的压缩方面也得到了广泛的应用。
MDCT编码的压缩效率较高并偏向于无损压缩，音质稳定，而且它及其变种已经被广泛争用于现代音频编码器中。
语音编码技术的应用已经涉及到广泛的领域，如语音通信、数据存储、音视频等等。
语音编码技术将语音信息转换为数字信息、压缩和解压缩，已经成为现代数字通信中不可或缺的一部分，促进了数字通信技术的发展。
5g通信的语音编码标准
5g通信的语音编码标准在5G通信系统中，语音编码技术是实现高效、可靠和低延迟语音传输的关键。
以下是关于5G通信的语音编码标准的主要内容：1. 音频编解码器标准在5G通信中，音频编解码器（Audio Coder）标准是实现语音信号的压缩和编码的核心技术。
目前，3GPP组织正在制定新一代的音频编解码器标准，称为3 (Low Complexity Communication Efficient Coding)。
该标准旨在提供低复杂度、高通信效率的音频编码方案，以适应5G通信的高速率、大带宽和低延迟的需求。
2. 语音传输协议标准5G通信系统需要提供低延迟、高可靠性的语音传输协议。
为了实现这一目标，一些新兴的语音传输协议正在被开发和应用。
其中最具代表性的两种技术是VoNR (Voice over New Radio)和VoLTE (Voice over LTE)。
这两种技术都旨在提供高效的语音传输方案，同时保证低延迟和高可靠性。
VoNR是一种基于5G NR（新无线电）技术的语音传输协议。
它利用5G的高速率和低延迟特性，实现在移动通信网络中传输语音和视频信号。
VoNR可以提供比传统VoLTE技术更高的频谱效率和更低的传输延迟，从而提供更好的语音通话体验。
VoLTE是一种基于LTE技术的语音传输协议。
它利用LTE的高速率和低延迟特性，实现在移动通信网络中传输语音信号。
VoLTE可以提供与VoNR相似的语音质量和低延迟性能，但需要在LTE网络中进行优化和部署。
3. 语音质量评估和测量标准为了确保5G通信中的语音质量，需要制定相应的语音质量评估和测量标准。
这些标准应该能够评估各种语音编码器和传输协议的性能，以确保它们能够提供高质量的语音传输。
例如，主观音质评估（Subjective音质Evaluation）和客观音质评估（Objective音质Evaluation）是两种常用的语音质量评估方法。
主观音质评估是通过人的听觉感受来评估音质的好坏，客观音质评估则是通过测量信号的客观指标如失真度、噪声水平等来评估音质。
语音压缩编码与图像压缩编码
语音压缩编码与图像压缩编码语音压缩编码语音压缩编码可分为三类：波形编码、参量编码和混合编码。
这些都属于有损压缩编码。
1．波形编码（1）波形编码的定义波形编码是指对利用调制信号的波形对语音信号进行调制编码的方式。
（2）波形编码的性能要求保持语音波形不变，或使波形失真尽量小。
2．语音参量编码（1）语音参量编码的定义语音参量编码是将语音的主要参量提取出来编码的方式。
（2）语音参量编码的基本原理首先分析语音的短时频谱特性，提取出语音的频谱参量，然后再用这些参量合成语音波形。
（3）语音参量编码的性能要求保持语音的可懂度和清晰度尽量高。
3．混合编码（1）混合编码的定义混合编码是既采用了语音参量又包括了部分语音波形信息的编码方式。
（2）混合编码的基本原理混合编码除了采用时变线性滤波器作为核心外，还在激励源中加入了语音波形的某种信息，从而改进其合成语音的质量。
（3）混合编码的性能要求保持语音的可懂度和清晰度尽量高。
图像压缩编码图像压缩按照图像是否有失真，可分为有损压缩和无损压缩；按照静止图像和动态图像，又可分为静止图像压缩和动态图像压缩。
1．静止图像压缩编码的特点（1）静止数字图像信号是由二维的许多像素构成的；（2）在各邻近像素之间都有相关性；（3）所以可以用差分编码（DPCM）或其他预测方法，仅传输预测误差从而压缩数据率。
2．动态图像压缩编码的特点（1）动态数字图像是由许多帧静止图像构成的，可看成是三维的图像；（2）在邻近帧的像素之间有相关性；（3）动态图像的压缩可看作是在静止图像压缩基础上再设法减小邻近帧之间的相关性。
sip 语音编码标准
sip 语音编码标准
SIP（Session Initiation Protocol）是一种用于建立、修改和终止多媒体会话的协议，它不直接处理语音编码。
SIP通过使用各种媒体传输协议（如RTP）来传输音频、视频等媒体流，而这些协议支持多种语音编码标准。
在音频传输方面，常见的语音编码标准包括：
1. PCM（Pulse Code Modulation）：这是最基本的数字音频编码格式，
也称为线性PCM。
它以原始的模拟音频信号采样，每个样本以8位或16
位表示，采样率可以从32kHz到96kHz。
2. ：这是ITU-T制定的一种简单的音频压缩标准，用于电话通信。
它包括
两种压缩算法：μ-law和A-law，可以将一个样点的8位PCM信号压缩到
4位或5位。
3. ：这是一种更高效的语音压缩标准，主要用于VoIP和无线通信。
它可以将语音信号压缩到8kbit/s左右，同时保持良好的语音质量。
4. AMR（Adaptive Multi-Rate）：这是一种用于移动通信的语音压缩标准，可以根据不同的信道条件自适应地选择不同的编码速率。
5. EVRC（Enhanced Variable Rate Codec）：这是一种用于CDMA网络的语音压缩标准，可以在/s到/s的范围内自适应地选择编码速率。
这些语音编码标准都可以在SIP协议中使用，具体使用哪种标准取决于实际的应用场景和网络条件。
第四章1语音编码
话音产生的数字模型
周期
周期脉冲序 列发生器 浊/清选择 清选择 伪随机噪声 产生器
声道参数
时变数字滤 波器 音量控制
语音 输出
语音信号编码系统的应用 语音信号编码系统的应用归纳起来可以分为 两类：
一类是编码－存储－回放系统，或称为数字语音 录放系统。
输出语音 语音编码器 数字存储媒介 语音解码器
主要内容
话音的形成原理 话音编译码器原理 脉冲编码调制（PCM） 增量调制与自适应增量调制 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 子带编码 其他编码
话音的形成原理
• 肺中的空气受到挤压形成气流，气流通过
声门（声带）沿着声道（由咽、喉、口腔 等组成）释放出去，就形成了话音。 • 气流、声门可以等效为一个激励源，声道 可以等效为一个时变滤波器（共振峰）。 • 话音信号具有很强的相关性（长期相关、 短期相关）。
语音编码中常遇到的名词
ACELP 代数码本激励线性预测编码 是Algebraic Code Excited Linear Prediction的缩写。代数激励码本是CELP激 励码本的一种简化形式，采用+1或-1作为激励矢量中的激励 样值。极低速率可视电话标准H.324中语音编码标准是 G.723.1，采用5.27kbit／s和6.3kbit／s两种速率，其中 5.27kbit／s速率就是以ACELP算法为基础。 PSI-CELP 基音同步更新—码激励线性预测编码 是Pitch 基音同步更新— Synchronous Innovation-Code Excited Linear Prediction的 缩写。PSI-CELP在传统CELP的基础上对激励作进一步的改 进，使随机激励矢量以基音为间隔作重复，从而提高语音质 量。日本的半速率数字移动电话标准基于这种算法。
语音编码格式名词解释
语音编码格式名词解释
语音编码格式是指将语音信号转换为数字信号的过程，以便在数字通信系统中传输和存储。
以下是一些常见的语音编码格式及其解释：
1. PCM（脉冲编码调制）：将模拟语音信号转换为数字信号的最基本方法，每秒钟采样8000次，每次采样用8位或16位表示。
2. ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）：采用自适应算法对PCM信号进行压缩，从而减少传输带宽和存储空间。
3. MP3（MPEG音频层3）：一种有损压缩格式，通过去除人耳听不见的音频信号来减小文件大小。
4. AAC（高级音频编码）：一种有损压缩格式，比MP3更高效，可以实现更高质量的音频传输和存储。
5. Opus：一种开放源代码的音频编码格式，支持低延迟和高质量的音频传输。
学习技巧：
1. 熟悉常见的语音编码格式，了解它们的特点和适用场景。
2. 学习数字信号处理和音频编码的基本原理，包括采样、量化、压缩等。
3. 练习使用相关的工具和软件，如Audacity、FFmpeg等，实践音频编码和解码的过程。
4. 参考相关的文献和教程，了解最新的音频编码技术和发展趋势。
语音编码Speech Codling
语音编码语音编码是一个基本技术，已经存在60多年了，始于20世纪30年代的达德利原始声码器。
那个时候，语音编码的目标是提供压缩技术使铜线能够处理AT&T网络中语音业务的连续增长。
幸好出现了带宽传输，对语言编码的最初需求没有实现，而这种带宽传输能力最初有微波无线系统提供，最终由光纤传输系统提供。
就在最近，由于无线系统（数字语言编码是处理日益增长的业务所必须）和IP语音系统的快速发展，对语音编码需求再次出现，其中语音正是一种（非常重要的）通过IP网络传输的数据类型。
语言编码的目标是为了把语音信号进行压缩（也就是说，降低所需的比特率表示语音信号）并且不失真的存储或者传输。
语言编码区别于一般的音频编码，在音频编码中关注的是语音本身。
其他信号（例如背景噪声或音乐）可能与语音同在，从而将会随着语音而被压缩和编码。
然而，这些信号在语音编码中一般是微不足道的，可以不考虑。
本文中，我们简要讨论了语音编码中的基本问题。
语音编码器通过分析并量化语音波形的特性对语音进行压缩，试图使听见的语音缺陷达到最小化。
标准电信中最简单和最广泛使用的语音编码器比基本的波形量化器（在表6—1中称作直接量化）要小。
国际电信联盟（ITU）建议G.711定义了两个（A律和mu律）8比特长脉冲PCM量化器。
对于各种输入电平，这些量化器保持大概35dB 的信号量化噪声比。
这个噪声电平对电话宽带（200到3400赫兹）语音来说几乎是听不到的。
语音采样速率是8K赫兹，产生一个总共64K比特每秒的编码语音比特率。
事实上所有现存的电信应用都始于这个标准进行编码的语音，虽然此编码速率超过了电信的要求，但它限制了语音（我们称之为电话质量语音）质量，因此不仅影响了语音编码器的性能还影响了语音识别系统的性能。
电话带宽语音的另一个选择是宽带语音，即已知的评论品质语音。
这里，带宽是500到7000赫兹，采样速率是16K赫兹，量化器通常是采用14比特的均匀PCM。
语音编码技术的分类
语音编码技术的分类语音编码技术概述语音编码技术是指将语音信号转换成数字信号的技术，是现代通信系统中不可或缺的一部分。
语音编码技术能够有效地压缩语音数据，减小传输带宽，提高通信质量。
分类1.无损编码–PCM编码：将模拟语音信号进行采样和量化，并使用脉冲编码调制（PCM）进行数字化，保留了所有原始信息。
–ADPCM编码：利用自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）对采样值进行编码，以减小数据量。
–LPC编码：根据语音信号的模型参数，利用线性预测编码（LPC）对信号进行编码，适用于高压缩比的应用。
2.有损编码–CELP编码：采用声道模型和码字搜索算法，通过对语音信号进行向量量化，实现高压缩比的语音编码。
–MP3编码：基于MDCT变换和感知模型，通过分析人耳对声音敏感度，实现高质量音频的压缩。
–AMR编码：适用于移动通信系统的编码标准，通过对语音信号进行截断和窄带限制，达到低比特率的编码效果。
无损编码无损编码技术旨在将语音信号以无失真的方式进行压缩，并能够还原原始信号。
其中，PCM编码是一种最简单的无损编码方式，它通过对语音信号进行时域采样和量化，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
由于PCM编码保留了全部语音信息，因此文件体积较大，不适合传输和存储。
为了减小数据量，ADPCM编码在PCM编码的基础上引入了差分脉冲编码调制技术。
ADPCM编码根据每个采样值和前一个采样值之间的差异进行编码，以便用更少的位数表示信号。
LPC编码则通过语音信号的线性预测，利用模型参数的编码表示来实现信号的压缩。
有损编码有损编码技术能够更高效地压缩语音信号，但在压缩的过程中会存在一定的信号失真。
有损编码主要应用于高压缩比的语音传输和存储场景。
CELP编码是一种基于声道模型的语音编码技术，它利用矢量量化和码字搜索算法对语音信号进行编码。
通过分析语音信号在频域和时间域的特性，CELP编码能够以较低的比特率实现较高的语音质量。
MP3编码是广泛应用于音频压缩的技术，它基于MDCT变换和感知模型。
数字通信中的语音编码技术
数字通信中的语音编码技术数字通信技术是当前社会中应用最为广泛的一种通信方式，我们平时使用的手机、电脑、电视等都是基于数字通信技术实现的。
而在数字通信领域中，语音编码技术是其中非常重要的一个领域。
本文将会对数字通信中的语音编码技术进行详细介绍，包括其概念、应用和实现原理等方面。
一、语音编码技术概述语音编码是一种将人类语音转换成数字信号的技术。
正常人类语音每秒钟会有约25帧的语音信号，每帧包含了很多信息。
如果在数字通信系统中直接把语音信号传输，将会占用很大的带宽，造成通信的负担。
因此，对于数字通信系统来说，我们需要对语音信号进行压缩和编码处理，以便于在数据传输过程中占用更少的带宽，从而提高通信效率。
语音编码技术主要有两个阶段，即语音信号的采样和量化和语音信号的压缩编码。
采样和量化是指将语音信号转化为数字信号，并对数字信号的每一个样本进行一定的量化。
而压缩编码则是将量化后的语音信号进行编码，使其占用更少的位数，从而实现带宽压缩并提高通信效率。
语音编码技术的主要应用领域是手机通信和VOIP（网络电话），手机通信是我们日常生活中必不可少的通信方式之一。
由于手机的通信信道有限，因此需要对语音信号进行压缩编码以节省通信资源，从而实现高清晰度的通话。
而VOIP则是在互联网上进行语音通话的技术，也需要使用语音编码技术实现高质量的通话。
二、语音编码技术的实现原理语音编码技术的实现原理涉及到数字信号处理、信息论和信号处理等多个方面。
具体来说，语音编码技术的实现主要包括以下几个步骤：1、语音信号的采样和量化。
语音信号的采样和量化将模拟语音信号转换为数字信号。
在这一步骤中，对于语音信号的每一个样本进行一定的量化，将其表示为二进制数，以实现数字化信号的传输、处理和存储。
2、语音信号的预处理。
为了提高语音信号的编码效果，需要对语音信号进行预处理。
主要有高通滤波、分帧、时域抖动平滑等处理方式。
预处理的目的主要是消除语音信号中不必要的信息，以减少编码后的数据量。
语音编码的基本方法
语音编码的基本方法语音编码是将语音信号转换为数字信号的过程，以便能够利用数字信号处理技术进行存储、传输、分析和合成。
语音编码的目标是尽可能减小存储和传输所需的比特率，同时尽量保持原始语音信号的质量。
下面将介绍语音编码的基本方法。
1.线性预测编码（LPC）线性预测编码（Linear Predictive Coding，LPC）是一种基于声道模型的语音编码方法。
该方法假设语音信号可以由线性滤波器和一个激励源合成。
LPC编码先通过线性预测分析，估计出语音信号的线性滤波器参数，然后将这些参数进行编码传输。
2.矢量量化矢量量化是一种有损数据压缩技术，也是常用的语音编码方法。
它将一组相关的样本（向量）映射到一组有限的离散码字中。
在语音编码中，矢量量化可以应用于线性预测编码的残差信号，以及其他一些语音特征参数的编码。
3.短时傅里叶变换编码（STFT）短时傅里叶变换编码（Short-Time Fourier Transform，STFT）是一种频域分析方法，常用于语音信号的编码。
STFT将语音信号分段进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，然后对频域信号进行编码传输。
4.频率对齐线性预测编码（FSLP）频率对齐线性预测编码（Frequency-Selective Linear Prediction，FSLP）是一种新型的语音编码方法。
它通过对语音信号进行预处理，将频率对齐后的语音信号分帧，然后利用线性预测分析得到每一帧的滤波器系数，并对这些系数进行编码传输。
5.自适应编码自适应编码是一种根据传输条件自动调整编码参数的方法。
最常见的自适应编码方法是可変速率编码（Variable Bit Rate，VBR）和可变码率编码（Adaptive Bit Rate，ABR）。
这些编码方法根据语音信号的特性和传输条件，动态调整编码参数，以尽可能减小比特率，并保持较高的语音质量。
除了上述几种基本方法，还有很多其他的语音编码技术，如无失真编码、人工神经网络编码等。
四种语音编码方法简介
四种语⾳编码⽅法简介
G.711编码
G.711 ⼀种⾳频压缩标准，⽤于数字PBX/ISDN上的数字式电话。
在G.711中，经过编码的语⾳已经具有了在PSTN中或者通过PBX传输数字语⾳的正确格式。
G.711使⽤的是64Kbps的带宽。
符合G.711的设备可以与其他G.711设备进⾏通信，但是不能与G.723设备通信。
ITU-T在它的G 系列建议中详细介绍了这项标准。
iLBC编码
iLBC 是全球著名语⾳引擎提供商Global IP Sound开发，它是低⽐特率的编码解码器，提供在丢包时具有的强⼤的健壮性。
iLBC 提供的语⾳⾳质等同于或超过 G.729 和 G.723.1，并⽐其它低⽐特率的编码解码器更能阻⽌丢包。
iLBC 以13.3 kb/s (每帧30毫秒)和15.2 kb/s (每帧20毫秒)速度运⾏，很适合拨号连接。
G.729编码
G.729 ITU-T的标准语⾳算法。
它描述了⽤CS-ACELP⽅法以8Kbps的⽐特速率对语⾳进⾏编码/译码的⽅法。
G.723.1编码
G.723.1 ⼀种能够以⾮常低的位速率压缩语⾳或者⾳频信号的压缩技术，它是H.324标准系列的⼀部分。
这种编译码⽅式可以使不同的通信设备利⽤⼀种标准化的通信协议进⾏通信。
它可以⽤在以6.4或者5.3Kbps产⽣数字⾳频信号的数字式PBX/ISDN上。
较⾼的⽐特速率可以提供较⾼的声⾳质量。
较低的⽐特速率可以为系统设计⼈员提供更⾼的灵活性。
ITU-T在它的G系列建议中详细介绍了这项标准。
常用的语音编码方法有
常用的语音编码方法有常用的语音编码方法主要包括：PCM（脉冲编码调制）、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、MP3（MPEG音频层3）、AAC（高级音频编码）、OPUS、GSM（全球系统移动通信）、ILBC（无损语音编码器）、G.722等。
1.PCM（脉冲编码调制）PCM是最常用的语音编码方法之一，将模拟语音信号采样后，通过量化和编码来数字化语音信号。
PCM编码质量较好，但占用存储空间较大。
2.ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）ADPCM是对PCM的改进，通过预测和差分编码的方式来压缩语音数据。
ADPCM编码可以减小文件大小，但也会损失一定的音质。
3.MP3（MPEG音频层3）MP3是一种无损的音频压缩格式，通过删除人耳难以察觉的音频信号细节来减小文件大小。
MP3编码在音质和文件大小之间取得了平衡，成为广泛应用于音乐和语音传输的标准格式。
4.AAC（高级音频编码）AAC是一种高级音频编码方法，能够提供较好的音质和较小的文件大小。
AAC在广播、音乐和视频领域都有广泛应用。
5.OPUSOPUS是一种开放和免版权的音频编码格式，适用于广泛的应用场景，如实时通信、网络音频流传输等。
OPUS编码可以根据不同场景的需求，在音质和延迟之间做出灵活权衡。
6.GSM（全球系统移动通信）GSM编码是一种在移动通信领域广泛使用的语音编码方法，它通过移除语音频带中的高频和低频信息来实现数据压缩。
7.iLBC（无损语音编码器）iLBC是一种专为网络语音传输设计的编码格式，能够在高丢包环境下提供较好的语音质量。
8.G.722G.722是一种宽带语音编码方法，提供更好的语音质量和更宽的频带宽度，适用于音频和视频会议等高质量语音通信场景。
语音信号处理 -语音编码
2 d
=E[d
2(k)]
N
=E{s[(k) ais(kj)2]}
i=1
求偏微分，并令为零
E [d 2 ] = 0 ai
i = 1 , 2 ,... N
所以得到一组线性方程
R(1)
R(2)
.
.
R(N)
=
R(0)R(1)...R(N 1)
R(1)R(0)...R(N 2)
.....................
增量调制(△M)
增量调制 (delta modulation，DM) 是一种预测编码技术，是对 实际的采样信号与预测的采样信号之差的极性进行编码，将 极性变成“0”和“1”这两种可能的取值之一。如果实际的采样 信号与预测的采样信号之差的极性为“正”，则用“1”表示； 相反则用“0”表示。DM编码系统又称为“1位系统”。
可以看出：
（1）、d(n)越小，在相同的编码位数时 信噪比越大
（2）、收发端必须有相同的减去量x(n)
❖ 三、DPCM系统
1、DPCM系统的概念： 根据前些时刻的样值来预测现时刻的样 值，只要传递预测值和实际值之差，而 不需要每个样值的编码都传。这种方法 就称为DPCM编码。
❖ 举例来说,设以1/Ts的速率对信号S（t）抽
将时间连续信号 变成时间离散信号。
采样频率通常为 fs＝8kHz。
xa(t) t
xa(nT) n
❖ Ideal sampling and real sampling
3. A/D转换
对离散时间信号进行量化，在每一时刻对xa(nT) 独立进行量化，把给定的幅度连续的信号变成为有限 多个幅度的集合中某个幅度值的过程。
xa(t)
语音信号处理PPT_第七章_语音编码
信噪比是一种最简单的时域客观评价失真测度。通常有合成语音信噪 比、加权信噪比、平均分段信噪比等。例如，一个较常用的客观评价的 M 1 信噪比为 2 s(n) n0 S N R 1 0 lo g M 1 2 (7-8) 16 s ( n ) sˆ ( n ) n0
15
2.客观评价
一般地，一种客观测度的优劣取决亍它不主观评价结果的统计意义上 的相关程度。 目前所用的客观测度分为时域测度、频域测度和在两者基础上发展起 来的其他测度。 计算简单，缺点是客观参数对增益和延迟都比较敏感 没有考虑人耳的听觉特性，因此它主要适用亍速率较高的波形编码类 型的算法。而对亍低亍16Kbit/s的语音编码质量的评价通常采用主观评定 的斱法。 1)时域测度 被测系统的输入不输出语音在时域波形比较上的失真度。
8
语音编码的第二个依据是：人的听觉感知机理。主要表现在：
人类听觉系统（HAS）具有掩蔽效应：单音的声级越高，对其周围频 率声音的掩蔽作用越强。利用这一性质可抑制不信号同时存在的量化 噪声。 人耳对丌同频段声音的敏感程度丌同：强的低频音能妨碍同时存在的 高频音。 人耳对语音信号的相位变化丌敏感：人耳能做短时的频率分析，对信 号的周期性即音调很敏感但对信号相位感知却丌敏感。人耳听丌到戒 感知很丌灵敏的声音分量都可规为冗余信号。
第七章 语音编码刘利娟ຫໍສະໝຸດ 1第七章 语音编码
• 概述
• 语音信号压缩编码的原理和压缩系统的评价
• 语音信号的波形编码 • 语音信号的参数编码 • 语音信号的混合编码
2
7.1 概述
对语音信号直接采用模/数转换技术迚行编码时，传输戒存储语音的 数据量太大，为了降低传输戒存储的费用，就必须对其迚行压缩。各种 编码技术的目的就是为了减少传输码率戒存储量，以提高传输戒存储的 效率。经过这样的降低数据量的编码后，同样的信道容量能传输更多路 的信号，幵且需要的存储器的容量也会减小，因而这类编码又称为压缩 编码。 实际上，压缩编码需要在保持可懂度和音质、降低数码率、降低编 码过程的计算代价这3斱面迚行折中。近10年来固定电话和秱劢通信高 速发展，信道使用效率成为一项关键因素，这促使语音压缩编码技术丌
sip 语音编码标准 -回复
sip 语音编码标准-回复SIP语音编码标准(SIP Voice Coding Standard)是一种用于实现音频通信的标准，它定义了在SIP媒体传输中使用的音频编码格式和相关参数。
本文将一步一步地解释SIP语音编码标准的相关概念、原理、常用编码格式以及一些应用示例。
第一步是了解SIP(Session Initiation Protocol)。
SIP是一种用于建立、修改和终止通信会话的网络协议，它主要用于呼叫控制和信令传递。
SIP 将媒体传输和信令传输分离，因此它需要一种标准来定义音频的编码和传输方式，这就是SIP语音编码标准。
接下来是理解音频编码的原理。
音频编码是将原始音频信号转换为数字数据的过程。
在SIP语音编码标准中，音频信号通过采样、量化、编码和传输等步骤进行数字化处理。
采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，量化是将采样后的信号映射为离散的数值，编码是使用特定的算法将量化后的信号压缩为较小的数据量，传输则是将压缩后的数据通过网络传送给接收方。
在SIP语音编码标准中，常用的音频编码格式有多种选择，如G.711、G.722、G.729等。
G.711是一种无损的音频编码格式，它主要用于模拟电话网络中的音频传输。
G.722是一种宽带音频编码格式，它可以提供更高的音频质量和更宽的频带宽度。
G.729是一种窄带音频编码格式，它可以将音频数据压缩到更小的带宽，并在低带宽网络环境下实现音频通信。
每种音频编码格式都有其特定的参数设置，如采样率、比特率、帧长度等。
这些参数可以根据具体的应用和网络环境进行调整。
例如，对于要求高音质的应用，可以选择较高的采样率和比特率；对于带宽受限的网络环境，可以选择较低的比特率和帧长度。
最后是一些SIP语音编码标准的应用示例。
SIP语音编码标准可以应用于各种语音通信场景，如网络电话、语音会议、实时语音广播等。
它可以在不同的网络环境和终端设备上实现高质量的语音通信。
例如，在企业中，可以使用SIP语音编码标准实现内部员工之间的实时语音通话，减少通信成本和提高工作效率。
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NEB = Nominal Ethernet Bandwidth (one direction)
根据我的使用经验，8K的G.729加上IP封装后达到32K,为了防封杀，还有的用户使用IP Sec设备将语音做成VPN，这样G.729加上IP封装，再加上VPN会达到60多K。
注意语音编码用的压缩，都是有损压缩，也就压缩后语音会些失真。
iLBC与迅时通信
iLBC背景和优势
iLBC技术与Skype
什么是iLBC？
iLBC是一种专为包交换网络通信设计的编解码，优于目前流行的G.729、G.723.1，对丢包进行了特有处理，既使在丢包率 相当高的网络环境下，仍可获得非常清晰的语音效果。
下图为在不同的网络丢包环境下，使用iLBC与G.729A、G.723.1编解码的语音质量比较。
图1. iLBC与 G.729A、 G.723.1的比较(Dynastat, Inc)
无论在高丢包率条件下还是在没有丢包的条件下，iLBC的语音质量都优于目前流行的G.723.1, G.729A等标准编解码；而且丢包率越大，使用iLBC的语音质量优势越明显。通常情况下，为了衡量IP网络语音质量，将≥5％丢包率的网络情况定义为VoIP的极限网络条件。经过语音质量测试，即使在5％丢包率的情况下，iLBC仍然能够提供相当于GSM手机的语音质量。
语音编码的带宽计算
IT笔记 2009-02-19 11:13:44 阅读438 评论0 字号：大中小 订阅
VOIP Bandwidth consumption naturally depends on the codec used.
VOIP消耗的带宽一般取决于所使用的语音编码.
iLBC所占用带宽？
30ms ptime的iLBC所占用的总通信带宽比通常采用的ptime 20ms的G.729的带宽还要小，以下是iLBC与传统编解码占用带宽列表：
iLBC——语音质量的飞跃
语音质量一直是VoIP应用的主要难点，如何保证和提高IP网络传输语音的通话效果，是VoIP应用迫切需要解决的问题。“iLBC”编解码的出现，解决了在包交换的IP网络中，传输语音所遇到的网络丢包严重影响通话质量等实际问题，实现了“语音质量的飞跃”。
迅时通信的RTP冗余机制可有效改善音质，其理论抗随机丢包能力高达75％；其RTP语音包中的冗余帧个数可由用户设置，其设置范围为1－3。然而大量冗余数据也可能会造成网络拥塞增加，加剧网络丢包的问题，这可能会使采用冗余数据试图解决的包丢失问题变得更糟。因此，用户在配置RTP冗余数据多少的时候，需要根据自己的实际网络带宽来进行调整。
RTP冗余技术
早在1997年，IETF就已经制定了RFC2198 (RTP Payload for Redundant Audio Data)协议，标准化多媒体应用的RTP冗余技术，以改善在IP网上进行多媒体应用中的质量问题。
[1] 参见国际电联(ITU)的语音质量评估标准P.862，该标准评定的PESQ MOS分值越大，语音质量越好。PESQ MOS分值有效范围为[-0.5,4.5]。
RTP冗余技术简介
众所周知，VoIP是一种利用RTP实时传输协议在包易丢失的Internet网上传输语音数据的技术。RTP基于无连接UDP的应用协议，它不提供语音数据包的重传机制，这就要求VoIP技术在网络传输中应尽可能减少语音数据包的丢失，满足语音传输的实时性要求，减少网络丢包对语音质量的影响。
一个传送64kb流的语音编码很大程度上都是IP网络流的结果.额外的带宽使用主要是IP或UDP头的增加.VOIP只传送少量的包,很多时候,实际上是包头远远大于包数据.
Codec BR NEB
G.711 64 Kbps 87.2 Kbps
G.729 8 Kbps 31.2 Kbps
G711 在大约有 100Kbps 带宽时，有很好的语音质量。
G.726 在大约有 50Kbps 带宽时，有好的语音质量。
G.729 在大约有 30Kbps 带宽时，有好的语音质量。
Байду номын сангаас
GIPS公司用的语音编码技术是带宽可变的码率，也就是根据网络 实际的带宽状态，调整语音编码的压缩比率。 也就是带宽越少，语音压缩得越厉害，失真损失越多；带宽越好，就压缩不厉害，失真损失少。
一个会话建立了两个64kbps的RTP流，在UDP/IP/Ethernet上,并非在所有的时间都使用全部的带宽。
一种编码方法发送64kbps的数据流，会导致大得多的IP网的数据流，引起额外带宽的主要原因是IP和UDP的报文头.当VoIP发送小的数据包时，在大多数时候，报文头实际上要比包中的数据大得多。
QQ使用的编码技术GIPS，实际使用起来感觉声音比较清晰，相对于SIP的编码就显得声音有些不好，请问，GIPS理论占用的带宽有多大？能不能在SIP加入GIPS编码方式？
GIPS公司用的语音编码技术是 iLBC编码。
iLBC 若采30ms一帧，则理论带宽需要13.33 kbps。若20ms 一帧，则理论带宽需要15.2 kbps 。
iLBC的语音质量要比 G.729A好些，但是能够容忍丢失更多的包；也就是在丢包后，iLBC恢复能力更强。
iLBC计算复杂度与G.729A差不多。都是计算度比较复杂的算法。
SIP终端中，也有使用 iLBC编码的。 skype 、QQ在语音编码上并没有什么优势。由于它们是私有协议，目前在穿透私网（NAT）和防火墙上，更好做些，所以媒体流的路径，可能比SIP标准（目前）好做些而已。穿透易，路径选得近些，音质就显得好些。
注:头三段中文是我自己译过来的,所以读起来并不怎么准确,而且会感觉别扭,呵呵.多多包涵了.有兴趣的朋友可以再译一次.以供借鉴.
集群通软交换电话-所需带宽说明
VoIP所需要的带宽，通常取决于它所使用的codec编码方法。在计算带宽时，不能假定每个通道总是在使用之中。通常的会话过程中包括大量的静默时段，就是不发送任何数据包。
下面的表列出了各种编码方法，所需要的带宽：
编码方法
编码所需带宽
实际所需要的网络带宽
G.711
64 Kbps
87.2 Kbps
G.729
8 Kbps
31.2 Kbps
G.723.1
6.4 Kbps
21.9 Kbps
G.723.1
When calculating bandwidth, one can't assume that every channel is used all the time. Normal conversation includes a lot of silence, which often means no packets are sent at all.So even if one voice call sets up two 64 Kbit RTP streams over UDP over IP over Ethernet (which adds overhead), the full bandwidth is not used at all times.
G.723.1 6.4 Kbps 21.9 Kbps
G.723.1 5.3 Kbps 20.8 Kbps
G.726 32 Kbps 55.2 Kbps
G.726 24 Kbps 47.2 Kbps
G.728 16 Kbps 31.5 Kbps
iLBC 15 Kbps 27.7 Kbps
5.3 Kbps
20.8 Kbps
G.726
32 Kbps
55.2 Kbps
G.726
24 Kbps
47.2 Kbps
G.728
16 Kbps
31.5 Kbps
编码所需带宽，是指理论上所需要的带宽。但在实际的传输过程中，还要付出其他的消耗，如报文头。真正需要的带宽是实际所需要的网络带宽，这是大致的数值，而不是严格的精确值。实际所需要的网络带宽通常是以太网所需要的带宽，或者是ppp连接所要的带宽。
计算带宽时,不能假设每一个通道都处于使用状态.正常的通话过程包括一系列的静音,也就意味着并不是一直都有包在传送.所以一个语音呼叫建立两个经过UDP,IP和以太网的64Kbit的RTP流(总开销),全部带宽并末一直被使用.
A codec that sends a 64kb stream results in a much larger IP network stream. The main cause of the extra bandwidth usage is IP and UDP headers. VoIP sends small packets and so, many times, the headers are actually much larger than the data part of the packet.
图1. 常用编码在不同网络丢包条件下的语音质量对比
由上图可见，随着网络丢包率的增加，各种编解码的PESQ[1](Perceptual Evaluation of Speech Quality)分值都有很大程度的下降。为此，迅时通信提出RTP冗余机制，以改善由语音包传送丢失而引起的语音质量。
RTP冗余机制是指在RTP语音包里携带当前帧和前几个帧的语音数据，以便在丢包的网络环境下，接收方可以从后续包中获取相关数据，实现对已丢失语音包的重组和恢复，解决由于网络丢包所导致的语音质量问题。
在VoIP应用的RTP冗余机制中，当网关或IAD使用某种规定的编解码（如G729A或iLBC）进行语音数据流的打包时，系统将进行插入冗余语音数据包的处理，对当前帧和前几个帧的净荷语音数据进行RTP封装；在进行语音数据流的解包时，系统将进行去除冗余语音数据的处理，对RTP包进行重组。因此，在网络随机丢包的情况下，如果某一个RTP语音包丢失了，则接收方还可通过后续RTP语音包中的冗余数据对失去的数据进行重组和恢复，解决由于网络丢包所导致的语音质量问题。