语音编码的主要方法

２．２．３主要语音编码标准
（１）ｃｃｒｒｒ １９７２年确定６４ｋｂｉｔ／ｓ ＰＣＭ语音编码Ｇ７１１建议，极为广泛地应于数字通信，
数字交换机以及一切语音数字化接口。
（２）ｃｃｒｌｌｒ １９８４年确定３２ｋｂｉｔ／ｓ ＡＤＰＣＭ语音编码Ｇ７２１建议，它不仅与ＰＣＭ有相同
重建语音质量，而且具有比ＰＣＭ更优良的抗误码性能，己逐渐广泛应用于卫星，海缆 和数字语音插空设备以及可变速率编码器中。这种ＡＤＰＣＭ算法在１６ｋｂｉｔ／ｓ到６４ｋｂｉｔ／ｓ 的速率范围内其重建语音质量平坦，很适宜于可变速率的应用。 （３）ｃｃｒｒｒ １９９５年５月采纳了由ＡＴ＆Ｔ公司提出的一种称为低迟延码激励线性预测 （ＬＤ－ＣＥＬＰ）语音编码方案，作为１６ｋｂｉｔ／ｓ速率的国际标准，并定为Ｇ７２８建议。ＬＤ－ＣＥＬＰ 算法特点是将语音短时谱与长时谱预测、增益因子预测等参数不是从输入语音中直接提
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预测编码（ＡＰＣ）、子带编码（ｓＢｏ及自适应变换编码（ＡＴＣ）等均属于这一种。但这种方式 所需的编码速率较高，在１６ｋｂｉｔ／ｓ～６４ｋｂｉｔ／ｓ速率范围能得到较高的重建质量，而当速率 进一步降低时，语音重建质量就会急剧下降。
（２）参量编码
参量编码，又叫声码化编码。是在信源信号频率域或其它正交域提取特征参量并将 其变换为数字代码进行传输，以及在接收端从数字代码中恢复特征参量，并由特征参量 重建语音信号的一种编码方式。这种方式在提取语音特征参量时，往往会利用某种语音 生成模型在幅度谱七逼近原语音，以使重建语音信号有尽可能高的可懂性，即力图保持 语音的原意，但重建语音的波形与原语音信号的波形却有相当大的区别。这种方式的特 点是编码速率低（１．２ｋｂｉｔ／ｓ～２．４ｋｂｉ怕），但只能达到合成语音的质量（即自然度、讲话者的
字插空设备：（５）存储和转发系统：（６）话音信息录音；仍数字移动无线系统；（８）分组化
话音。 （４）泛欧数字移动通信标准ＲＰＦ＿／ＬＴＰ（１３ｋｂｉｔ／ｓ）。这一标准从１９８２年到１９８８年经过优 选及严格试验，是从六种提案中优选并制定的。ＲＰＥ／ＬＴＰ是以等间隔（每３个抽样）的规
则脉冲序列柬模拟音源，以线性预测残差信号的振幅值为基准决定脉冲位置、残差信号，
（３）复杂度
复杂度决定了编码器硬件的成本和功耗以及软件实现的难度，也影响到语音数据的 实时性。一般越先进的编码器其算法复杂度越高。
（４）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ音质量
语音质量是指接收端合成语音的可懂度、自然度和清晰度，他们分别反映说话人的 语义、个人信息和被噪声干扰的程度。声音的质量与声音的频率范围有关，一般来说采
样频率范围越宽、声音质量也就越高，而在口电话中，声音的质量还与语音的时延、抖 动等因素有关。
取，而是用５０阶长的预测器在后向来实现。传送的信息则只是激励矢量，这就膨寓了传
输比特率。它是用分析综合方法优化出来的５个抽样为一组的激励矢量，因此，５个抽
样就是基本迟延，即５Ｘ １．２５９ｓ＝０．６２５ｍｓ。原ＣＣＩＴｒ要求编码迟延＜Ｓｍｓ，所以，该算法
远优于要求的指标，达到进入公众通信网的标准。ＬＤ－ＣＥＬＰ的应用领域，ＣＣＩＴＴ建议 如下：（１）可视电话的伴音：（２）无绳电话机；（３）单路单载波卫星和海事卫星通信；（４）数
东北大学硕士学位论文
第２幸ＩＰ电话终端相关的关键技术和标准
Ｎｏｉｓｅ
用于确定输入信号是语音还是背景噪声：二是舒适噪声生成（ＣＮＧ：Ｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ），主要用于接收端重建背景噪声。目前ＩＰ电话一般采用５ｋｂｉｔ／ｓ到１６ｋｂｉｔ／ｓ的 中低速率编码器。 （２）算法时延
语音编码的算法时延指运行编码算法压缩语音信号所带来的时延。开始对语音数据 编码前必须先等待一帧语音数据采样完成，所以， 算法时延＝对一帧语音编码所需时间＋一帧语音的持续时问。 由于语音通信对时延比较敏感，时延太大的算法不适合于实时语音传输。
２．２．２语音编码的主要方法
目前发展出来的语音编码方法主要有三种，波形编码、参数编码和混合编码
（１）波形编码
波形编码是将时间域信号直接变换为数字代码进行传输，也就是说这种编码是将语 音信号作为一般的波形信号来处理，力图保持重建的语音波形与原语音信号波形一样；
这种编码方式的特点是适应能力强、重建语音的质量高，例如ＰＣＭ，ＡＤＰＣＭ和自适应
以包含长周期预测（ＬＴＰ）的反馈型量化结果为脉冲振幅。算法亦属＿Ｆ分析综合法。由于帧 长为２０ｍｓ甸隔处理，在Ｊ下向提取谱包络参数和增益因子等参数，其编码迟延达２５ｍｓ，
对编译码处卿则总迟延将达６０ｎ３ｓ。ＲＰＥ，ｌ胛编码比特率为１３ｋｂｉｔ／ｓ，若加入３ｋｂｉｔ／ｓ纠错
码保护其中重要参数，这种算法能在误码率为０．１时有足够的可博度，比ＬＤ．ＣＥＬＰ在同 样速率下有更人的适应性。
可识别性都较差的语音１，当码率提高到与波形编码相当时，语音质量也不如波形编码。 利用参量编码实现语音通信的设备通常称为声码器，例如通道声码器、共振峰声码器、
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东北太学硕士学位论文
第２章ｌＰ电话终端相关的关键技术和标准
同态声码器以及广泛应用的线性预测（ＬＰＣ）声码器等都是典型的语音参量编码器。
∽混合编码
当前由参量编码与波形编码相结合的混合编码的编码器正在得到人们较大的关注。
这种编码器既具备了声码器的特点（利用语音生成模型提取语音参数），又具备了波形编 码的特点（优化擞励信号，使其与输入语音波形相匹配），同时还百ｒ利用感知加权最小均 方误差的准则使编码器成为一个闭环优化的系统，从而在较低的比特率上能获得较高的 语音质量。例如，多脉冲激励线性预测（ＭＰＬＰＣ编码），正规脉冲激励线性预测（ＲＰＥ 编码和码激励线性预测（ＣＥＬＰ）编码都属于这一种，这种编码方式能在４ｋｂｉｔ／ｓ～１６ｋｂｉｔ／ｓ 中低编码的速率上得到高质量的重建语音。