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第3章语音编码-2
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上次课内容
引言
‡ 一、语音编码的基本概念
‡ 二、语音质量评价
‡ 三、语音编码技术的进展与现状
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波形编码
一、时间量化和抽样定理
‡ 对连续语音信号v(t)在时间轴的离散间隔
点上进行波形抽样就完成了时间量化。
‡ 抽样信号在时间域上已经离散化了,即
在有限时间段内为有限个值,但是,其
幅度仍为连续变量。
‡ 时间量化是通过抽样保持电路完成的,
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抽样定理
‡ 在接收端要从抽样信号重建模拟信号的条件由
抽样定理给出。
‡ 抽样定理表明,若时间连续信号xa(t)的能量有
限,且为带限信号,其最高频率为Fm,
‡ 则间隔为 Ts=1/2 Fm 的离散样值序列{xa(nT)}
包含有原信号xa(t)的所有频谱分量。因此,从
样值序列{xa(nT)}中可以恢复出原信号xa(t)。
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奈奎斯特间隔
‡ Ts称为奈奎斯特间隔,是恢复原信号所必
须的抽样间隔;称为奈奎斯特抽样速
率,是带限信号最高频率Fm的两倍。
‡ 例:
¾ 一般语音频率范围为300~3400 Hz
¾ 则抽样频率至少为6800 Hz
¾ PCM标准中规定抽样频率为8000 Hz。
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二、幅度量化
‡ 信号的抽样值在时间上离散,在幅度上仍是连
续模拟量。
‡ 将抽样值在幅度上离散化,即将幅度用有限个
电平来表示,这样的过程称为幅度量化。
‡ 为了表达简洁,通常将模拟语音信号xa(t)的抽
样值xa(nT)表示成x(n)。
‡ 量化和编码总是联系在一起。将样值用有限种
幅度的集合来表示为量化,再将各个幅度用有
限种符号的集合来表示就是编码。
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量化与编码
‡ 样值序列x(n)通过量化器Q[ ]后成为量化样值
序列,再映射成码字序列,就完成了编码。
‡ 语音信号的幅度为随机变量,幅值有限。实测
表明,幅度接近于伽玛分布或拉普拉斯分布。
幅度范围:
xn()≤ 4σ x
‡ %。
‡ 幅度量化方法:将整个幅度范围划分成有限个
分层,对落入某个分层的所有样值赋于相同的
量化值。
‡ 分层间隔∆称为量化阶距,是一个重要参数。
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均匀量化和非均匀量化
‡ 幅值量化可分为均匀量化和非均匀量化。前者
∆为常量,后者∆是可变的。
‡ 幅度量化又分为瞬时量化和自适应量化。
‡ 瞬时量化是对信号瞬时抽样值独立进行量化,
不受其前后样值的影响,即量化是无记忆的。
‡ 自适应量化的基本思想是让量化阶距进行与输
入信号方差相适应的变化,这就需要对输入信
号幅度进行估计。因而,对每一样值的量化处
理都要根据前后若干样值来进行。
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