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基于CSW的甚低速率语音编解码算法研究

朱文育  
【摘要】:随着移动通信系统的广泛应用,低速率语音编码系统也获得了极大的发展。CELP编码算法的出现,以及在其基础上提出的各种编码算法为低速率语音编码系统的发展做出了巨大的贡献。这些低速率语音编码算法不仅用于公用电迅系统,也用于保密通信系统。一些保密通信系统,比如国防保密通信系统、网络语音系统等对语音编码算法的编码速率提出了更高的要求,甚低速率语音编码算法的研究成为当今语音编码算法研究领域的重点课题之一。 本文研究了一种基于连续正弦波形(CSW—Continuous Sinusoidal Waveform)的甚低速率语音编码算法。该算法是一种改进的正弦谐波编码算法,编码速率为1200比特/秒。本算法采用叠加一组正弦波的方法来合成语音,这些正弦波的频率是基音频率的整数倍。为提高合成语音的质量,本算法采用一组听觉滤波器——Gammatone滤波器组模拟人耳的听觉感知特性,并依据该感知特性自适应地调制所要叠加的正弦波的幅度。为降低编码的比特率,CSW算法选择线性预测系数、基音周期和合成增益为编码传送参数,并采用多级矢量量化算法、改进的标量量化算法和标量量化算法对上述三种语音参数进行量化。合成语音所需的正弦波的相位参数直接在解码端通过对Rosenberg脉冲快速傅立叶变换的相位谱在谐波频率处的采样获得。编码测试实验中,我们做了MOS得分主观测试和改进的巴克谱失真客观测试,测试结果表明CSW编码合成语音的质量与MELP编码的语音质量接近。 作者在Visual C++6.0环境下模拟实现了CSW编码算法,对合成语音的波形图和语谱图与原始语音的做了比较,并进一步分析得出了结论,最后在对CSW算法特点进行分析的基础上提出了下一步的工作方向。


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