ACELP语音编码.pdf

ACELP 语音编码 （信息工程学院，电子信息工程系，电子信息工程专业曹厚薇） （学号2000132051 ） 内容摘要：本文基于G.729 标准，提出一种低复杂性的ACELP 语音编码算法，它采用 整数基频延迟，且对LSP 参数及增益参数采用标量量化，码率为8.3kb/s。并通过实验仿真， 对该语音编码系统作了信噪比、波形、频谱等一系列性能分析。 关 键 词：ACELP ，G.729 ，CELP ，语音编码 教师点评：本文对8kbpsACELP 语音编码的理论及其C 源程序的各个部分,包括LPC 分 析及Durbin 算法,LSP 参数提取,LSP 参数内插, 自适应基音矢量量化和代数结构码本矢量量化, 重建语音后处理等,都作了比较详尽深入的分析,并与ITU 的G.729 比较相同与不同之处。C 程序的仿真结果正确。（点评教师：成德源，副教授） 引 言 近年来，低比特率语音编码是语音编码研究的热点，特别是基于 A-B-S 合成分析的线 性预测编码中的CELP 语音编码。CELP 语音编码有3 个明显的特征： （1） 在解码端接收到的信号是一个激励信号和用于重构原始语音信号的综合滤波器 的参数，重构语音信号就是该综合滤波器对该激励信号的输出响应。 （2 ） 该综合滤波器是以线性预测分析（LPA ）为基础的时变滤波器，其参数由当前 帧语音信号的LPA 所决定，并做周期性的更新。 （3 ） 激励信号的编码采用合成分析法A-B-S （Analysis-By-Synthesis ）,并利用了矢量 量化技术。该激励信号通常是由码本中的码矢量和与该码矢量相对应的增益来 表示。综合分析法就是将码本中的码矢量逐一通过综合滤波器，将得到的重构 语音信号与原始语音信号一一比较，再根据感觉加权最小均方误差准则，确定 一个最佳码矢量和与最佳码矢量相对应的最佳增益。 CELP 语音编码有较高质量的合成语音、良好的抗噪声性能和多次复接的能力。在CELP 语音编码的基础上，提出了一种采用共轭结构代数码本的对结构代数码激励线性预测语音压 缩编码CS-ACELP，该语音压缩编码在1996 年已被ITU 标准化（G.729 标准）。它将每帧语 音信号分成2 个子帧，每个子帧40 个样点，加混合窗，每帧的LSP 参数采用18bits 的二级 矢量量化，每帧的自适应码本增益和代数码本增益均采用7bits 的二级矢量量化，并采用分 数基频延迟。它的码率为8kb/s,但语音质量达到长途通话质量（toll quality ）,其合成语音质 量在大多数情况下接近 32kb/s 的ADPCM 编码，广泛地应用于各种通信场合，有良好的应 用前景。 1 本文提出的ACELP 语音编码算法与CS-ACELP 的G.729 标准有所不同，它每帧分为4 个子帧，每个子帧40 个样点，加Hamming 窗，LSP 参数与各增益参数采用标量量化，采用 整数基频延迟。这样的ACELP 语音编码算法大大地降低了编码器的复杂度，易于工程上的 实时实现。 2 一、 编码器基本原理 ACELP 语音编码器的编码原理框图如下所示： 语音输入 预处理 Gc 线性预测分析和 量化内插 固定码本 LPC 信息