语音编码CELP

…
min(i ,len1)
y ( t ) [i]

j0
h[ j] ex ( t ) [i j] ，i=0,1,…,L-1
y( t ) [0] ex ( t ) [0] h[0] (t) ( t 1) (t) y [ i 1 ] y [ i ] ex [0] h[i]
...
=y(t)[2]
Ex(t) 5958
…
(t) 2 1 0 =y [59]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
min(i ,len1)
y ( t ) [i]

j0
h[ j] ex ( t ) [i j] ，i=0,1,…,L-1
随机码本 -1 -2
…
-(t+1)
-t …
… 2 1 0 2 1 0
Ex(t) 5958 Ex(t+1) 5958
CELP 语音压缩系统的实现
CELP: 码激励线性预测 Code-Excited Linear Prediction
低速率语音编码的应用：
蜂窝移动电台网； 卫星通讯；
短波保密通信；
ISDN； “语音邮件”、“语音存储”等新型通信业 务。
CELP 语音压缩系统的实现
• 第一部分 CELP算法简介
例1(男) 例2(女)
结论
CELP算法在低速率编码环境下可以得到 令人满意的压缩效果。 使用快速算法，可以有效地降低CELP算 法的复杂度，使它完全可以实时地实现。 CELP可以成功地对各种不同类型的语音 信号进行编码，这种适应性对于真实环 境，尤其是背景噪声存在时更为重要。
END
脉冲序列 发生器 清/浊转换 x(n)
LPC系数

u(n)
声道模拟 滤波器
输出语音s(n)
随机噪声 发生器
增益
CELP 语音合成示意图
自适应码本
255
索引 a
增益 a


0
线谱参数
更新 随机码本
511
子帧延迟

增益 s
线性预测 滤波器
语音信号
索引 s


0
计算速度的提高
为了减少计算复杂性，自适应码本和随机码本的搜索 分为两步顺序进行； 在进行码本搜索时，使用端点矫正算法进行快速卷积 和能量计算； 基音延迟的搜索采用先整数后分数的两阶段层次搜索 方法； 在使用内插计算非整数延迟所对应的码字时，使用8个 点的内插进行搜索，以减少计算量，合成使用 40 个点 的内插； 对于每一个偶数子帧延迟使用差分搜索。
min(i ,len1)
y ( t ) [i]

j0
h[ j] ex ( t ) [i j] ，i=0,1,…,L-1
h 0 1 2 Ex(t) 5958 Ex(t) 5958 … … 2 1 0 2 1 0
…
5859 =y(t)[0] =y(t)[1]
Ex(t) 5958
…
2 1 0
h 0 1 2 y(t)[i]= Ex(t) 5958 y(t+1)[i+1]= Ex(t+1) 5958 … … … 2 1 0 2 1 0 5859
改善语音的质量：
• 对误差信号进行感觉加权，利用人类听觉的掩蔽特性 来提高语音的主观质量； • 用分数延迟改进基音预测，使浊音的表达更为准确， 尤其改善了女性语音的质量； • 使用修正的MSPE准则来寻找 “最佳”的延迟，使得 基音周期延迟的外形更为平滑； • 根据长时预测的效率，调整随机激励矢量的大小，提 高语音的主观质量； • 使用基于信道错误率估计的自适应平滑器，在信道误 码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。
• 第二部分 计算速度的提高
• 第三部分 压缩质量的改进
线性预测：
ˆ (n ) y
a y( n i )
i i 1
y(n) y(n-1)
p
y(n-p)
p个点
时间（样点）
清音/浊音示意图：
浊 音 语音
振幅
清 音 语音
0
50
100
150
200
时间 （ 样 点）
LPC 语音合成图
基音周期