参 量 编 码（电子信息）

参量编码参量编码参量编码参量编码现代通信原理现代通信原理 参量编码参量编码参量编码的原理和设计思想与波形编码完全不参量编码的原理和设计思想与波形编码完全不同。波形编码的基本思路是再现话音的时域波形。同。波形编码的基本思路是再现话音的时域波形。语音参量编码是在语音信号的某一特征空间语音参量编码是在语音信号的某一特征空间(如时域波形如时域波形)中提取表征声道和声源激励的有关特中提取表征声道和声源激励的有关特征参量，然后利用参量量化过程生成码字进行传征参量，然后利用参量量化过程生成码字进行传输。在接收端将码字还原成特征参量，再利用这输。在接收端将码字还原成特征参量，再利用这些特征参量通过模型合成出语音信号。将特征参些特征参量通过模型合成出语音信号。将特征参量编码、传输、解码的系统，称为声码器量编码、传输、解码的系统，称为声码器(Vocoder)。1.1 线性预测编码（线性预测编码（LPC）的基本概念）的基本概念（1）语音产生过程的物理模型语音产生过程的物理模型整个发音过程可分为两个步骤建立模型。第一步整个发音过程可分为两个步骤建立模型。第一步为激励。由横膈膜压迫肺部产生气流，通过声带振动为激励。由横膈膜压迫肺部产生气流，通过声带振动产生周期性的有声音或由湍流产生无声音。第二步为产生周期性的有声音或由湍流产生无声音。第二步为响应。由舌、唇、齿等口部器官来控制口、鼻腔构成响应。由舌、唇、齿等口部器官来控制口、鼻腔构成的时变有损谐振器，产生不同的频率响应，可由线性的时变有损谐振器，产生不同的频率响应，可由线性时变滤波器来模拟。时变滤波器来模拟。（2）线性预测编码（线性预测编码（LPC）线性预测分析法可以十分精确地估计语音参数，线性预测分析法可以十分精确地估计语音参数，而且计算速度快，获得了广泛的应用。线性预测是指而且计算速度快，获得了广泛的应用。线性预测是指一个语音抽样值可用该样值以前若干语音抽样值的线一个语音抽样值可用该样值以前若干语音抽样值的线性组合来逼近。性组合来逼近。浊音由周期性脉冲串激励产生，清音由随机噪声浊音由周期性脉冲串激励产生，清音由随机噪声激励产生，在运行中由浊音激励产生，在运行中由浊音/清音判别来转换开关。清音判别来转换开关。图图5.35 LPC声码器原理框图声码器原理框图目前，目前，GSM系统采用系统采用RPE-LTP的线性预测编码方的线性预测编码方式。其在式。其在13kbit/s码上得到相当好的语音编码质量，同时码上得到相当好的语音编码质量，同时抗误码性能也较好，在不加任何纠错措施情况下，对于抗误码性能也较好，在不加任何纠错措施情况下，对于10-3误码率，编解码质量基本不下降。加纠错措施后，总误码率，编解码质量基本不下降。加纠错措施后，总比特率为比特率为22.8kbit/s，误码率为，误码率为10-1的情况下，语音质量下的情况下，语音质量下降不多。它采用了分帧处理，编解码延时约为降不多。它采用了分帧处理，编解码延时约为30ms。1.2 LPC-10声码器声码器 LPC10是一个是一个10阶线性预测声码器，图阶线性预测声码器，图5.36为为LPC10编码器原理框图。语音模拟信号经过低通滤波后，输入编码器原理框图。语音模拟信号经过低通滤波后，输入A/D转换器，抽样频率为转换器，抽样频率为8kHz，输出，输出12位量化信号。按位量化信号。按180个抽个抽样点为一帧样点为一帧(即每帧周期为即每帧周期为22.5ms)，以帧为单位提取语音特，以帧为单位提取语音特征参量。在提取参量前先进行预加重处理。征参量。在提取参量前先进行预加重处理。参量编码就是对参量编码就是对10个反射系数个反射系数(K1K10)、信号增益、信号增益RMS、基音周期、清基音周期、清/浊音判决结果浊音判决结果V/U和同步信号进行编码。每帧和同步信号进行编码。每帧编码成编码成54位，每秒传输位，每秒传输44.4帧，因此总传输速率为帧，因此总传输速率为2.4kb/s。同步信号采用相邻帧同步信号采用相邻帧0、1码交替的模式。表码交替的模式。表5.5所示为清音帧所示为清音帧和浊音帧的不同比特分配。和浊音帧的不同比特分配。谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！现代通信原理现代通信原理