语音编码技术

更新时间:2024-05-21 11:04

在通信系统中,语音编码是相当重要的,因为在很大程度上,语音编码决定了接收到的语音质量和系统容量。在移动通信系统中,宽带是十分宝贵的。低比特率语音编码提供了解决该问题的一种方法。在编码器能够传送高质量语音的前提下,如果比特率越低,可在一定得宽带内能传更多的高质量语音

简介

语音编码为信源编码,是将模拟语音信号转变为数字信号以便在信道中传输。语音编码的目的是在保持一定的算法复杂程度和通信时延的前提下,占用尽可能少的通信容量,传送尽可能高质量的语音。语音编码技术又可分为波形编码、参量编码和混合编码三大类。

分类

波形编码

是对模拟语音波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字语音技术。为了保证数字语音技术解码后的高保真度,波形编码需要较高的编码速率,一般在16~64kbps,可对各种各样的模拟语音波形信号进行编码均可达到很好的效果。它的优点是适用于很宽范围的语音特性,以及在噪音环境下都能保持稳定。实现所需的技术复杂度很低而费用中等程度,但其所占用的频带较宽,多用于有线通信中。波形编码包括脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)、自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)、增量调制(DM)、连续可变斜率增量调制(CVSDM)、自适应变换编码(ATC)、子带编码(SBC)和自适应预测编码(APC)等。

参量编码

是基于人类语言的发声机理,找出表征语音的特征参量,对特征参量进行编码的一种方法。在接收端,根据所收的语音特征参量信息,恢复出原来的语音。由于参量编码只需传送语音特征参数,可实现低速率的语音编码,一般在1.2~4.8kbps。线性预测编码(LPC)及其变形均属于参量编码。参量编码的缺点在于语音质量只能达到中等水平,不能满足商用语音通信的要求。对此,综合参量编码和波形编码各自的优点,即保持参量编码的低速率和波形编码的高质量的长点,又提出了混合编码方法。

混合编码

是基于参量编码和波形编码发展的一类新的编码技术。在混合编码的信号中,既含有若干语音特征参量又含有部分波形编码信息,其编码速率一般在4~16kbps。当编码速率在8~16kbps范围时,其语音质量可达商用语音通信标准的要求,因此混合编码技术在数字移动通信中得到了广泛应用。混合编码包括规则脉冲激励—长时预测—线性预测编码(RPE-LTP-LPC)、矢量和激励线性预测编码(VSELP)和码激励线性预测编码(CELP)等。

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