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第一章 现代语音编码技术导论1

1.1 现代语音编码概述1

1.1.1 语音编码和现代语音编码的概念及发展1

1.1.2 对语音编码的要求2

1.1.3 现代语音编码技术的作用和意义2

1.1.4 语音编码系统的构成3

1.2 语音编码的分类4

1.2.1 传统的分类方法4

1.2.2 按照编码速率的分类方法5

1.2.3 按照被编码信号所在的域的分类方法5

1.2.4 按照编码所使用的主要技术的分类方法5

1.2.5 按照编码算法是否依赖于某种模型假定的分类方法6

1.2.6 按照被编码信号的属性的分类方法6

1.2.7 按照编码速率是否固定的分类方法6

1.2.8 按照编码出现和应用时间以及技术发展情况的分类方法7

1.3 衡量语音编码性能的主要指标7

1.3.1 编码质量7

1.3.2 编码速率8

1.3.3 编译码复杂程度9

1.3.4 编译码时延9

1.3.5 坚韧性10

1.4 提高语音编码质量的基本途径10

1.5 语音编码发展现状及今后的发展方向13

1.5.1 语音编码的发展现状13

1.5.2 现代语音编码的发展趋势及方向16

1.6 本书的内容结构安排17

复习思考题17

练习题18

第二章 矢量量化编码19

2.1 概述19

2.1.1 量化的分类19

2.1.2 矢量量化的发展及应用19

2.2 标量量化21

2.2.1 无记忆标量量化21

2.2.2 有记忆标量量化34

2.3 矢量量化原理37

2.3.1 矢量量化的定义37

2.3.2 失真测度39

2.3.3 矢量量化器的结构41

2.3.4 矢量量化器的速率41

2.3.5 最佳矢量量化器42

2.3.6 矢量量化器的设计算法44

2.4 无记忆矢量量化器49

2.4.1 基本矢量量化器50

2.4.2 树搜索矢量量化器52

2.4.3 多级矢量量化器59

2.4.4 乘积码矢量量化器64

2.5 有记忆矢量量化器68

2.5.1 反馈矢量量化器68

2.5.2 自适应矢量量化器70

复习思考题71

练习题71

第三章 时域波形编码73

3.1 PCM73

3.1.1 PCM的基本原理73

3.1.2 PCM时分复用原理78

3.1.3 PCM的A律13折线编码82

3.2 DPCM88

3.3 ADPCM90

3.4 DM和ADM91

3.4.1 DM91

3.4.2 ADM92

3.5 CCITT G.721建议的高质量32 kb/s ADPCM92

3.6 CCITT G.727建议的镶嵌式ADPCM99

复习思考题101

练习题102

第四章 子带编码103

4.1 概述103

4.2 子带编码的工作原理104

4.3 子带编码的比特分配106

4.4 整数带滤波器组109

4.5 正交镜像滤波器组111

4.6 7kHz带宽SB-ADPCM高音质声频编码系统112

4.6.1 CCITT G.722关于7 kHz带宽高音质声频编码方案的主要内容112

4.6.2 编、译码器的组成113

4.6.3 CCITT G.722编码方案的特点116

4.6.4 G.722编码标准的应用场合116

复习思考题117

练习题117

第五章 变换域编码118

5.1 变换编码概述118

5.1.1 什么是变换编码？为什么进行变换？118

5.1.2 正交变换与正交矩阵118

5.2 几种常用的正交变换120

5.2.1 K-L变换120

5.2.2 W-H变换122

5.2.3 DCT（离散余弦变换）124

5.2.4 Haar变换127

5.3 变换域系数的量化和编码129

5.3.1 变换矩阵的选择129

5.3.2 量化系数的选择130

复习思考题130

练习题131

第六章 参数编码132

6.1 参数编码概述132

6.1.1 语音信号的产生模型132

6.1.2 参数编码的类型134

6.2 线性预测原理136

6.2.1 预测编码的基本原理136

6.2.2 线性预测138

6.2.3 线性预测方程组及预测系数的确定139

6.3 线性预测的几种推演参数140

6.3.1 反射系数141

6.3.2 对数面积比系数141

6.3.3 倒谱系数141

6.3.4 预测器多项式的根142

6.3.5 全极点系统的冲激响应142

6.3.6 全极点系统冲激响应的自相关系数143

6.3.7 预测误差滤波器冲激响应的自相关系数143

6.4 线谱对143

6.4.1 线谱对分析的基本原理143

6.4.2 线谱对参数的求解145

6.5 线性预测声码器145

6.5.1 考虑语音短时和长时相关性的语音生成模型146

6.5.2 LPC声码器147

6.5.3 特征参数的提取148

6.6 LPC-10声码器150

6.6.1 LPC-10的编码器150

6.6.2 LPC-10的译码器151

6.6.3 LPC-10参数的编码与译码152

6.7 LPC-10e声码器153

6.7.1 LPC-10e的编码器153

6.7.2 LPC-10e的译码器155

6.8 LPC声码器存在问题及其改进措施156

6.8.1 LPC声码器存在的主要问题156

6.8.2 LPC声码器的改进措施157

复习思考题158

练习题159

第七章 混合激励线性预测编码160

7.1 概述160

7.2 MELP声码器编码原理160

7.3 MELP声码器译码原理166

7.3.1 基音周期的译码166

7.3.2 增益的译码和抑制166

7.3.3 参数的插值167

7.3.4 混合激励的生成167

7.3.5 自适应谱增强167

7.3.6 线性预测合成168

7.3.7 增益校正168

7.3.8 脉冲整形滤波168

复习思考题168

练习题169

第八章 混合编码170

8.1 语音混合编码的一般原理170

8.1.1 感觉加权滤波器170

8.1.2 合成分析法172

8.1.3 激励源的改进173

8.2 多脉冲激励线性预测编码173

8.2.1 多脉冲激励线性预测编码的原理框图173

8.2.2 最佳激励脉冲参数的估值174

8.2.3 准最佳激励脉冲参数的估值175

8.2.4 多脉冲线性预测编码的应用176

8.3 规则脉冲激励线性预测编码176

8.3.1 RPELPC的基本原理176

8.3.2 RPE-LTP的编码方案178

8.3.3 GSM系统的RPE-LTP编码器179

8.3.4 GSM系统的RPE-LTP译码器180

8.4 码激励线性预测编码180

8.4.1 CELPC的基本原理181

8.4.2 美国政府标准（FED-STD-1016）4.8 kb/s的CELPC声码器182

8.4.3 美国电子工业协会电信协会（EIA/TIA）标准8 kb/s的VSELPC声码器184

8.4.4 CCITT G.728建议的16 kb/s低延时CELPC（LD-CELPC）声码器186

8.4.5 ITU-T G.729建议的8 kb/s共轭结构代数码激励线性预测（CS-ACELP）声码器189

复习思考题191

练习题191

第九章 多带激励编码192

9.1 概述192

9.2 MBE语音模型193

9.3 MBE语音参数的估计197

9.3.1 某个子频带内的MBE语音产生模型197

9.3.2 MBE模型参数的估计198

9.3.3 MBE语音合成199

9.4 MBE声码器的应用200

复习思考题200

练习题201

第十章 低速率和极低速率语音编码202

10.1 低速率语音编码概述202

10.2 波形内插语音编码203

10.2.1 狭义波形内插法和广义波形内插法203

10.2.2 浊音语音的波形内插203

10.2.3 广义内插（GWI）模型207

10.2.4 实用GWI语音编码系统209

10.3 正弦变换编码213

10.3.1 语音信号的正弦分析213

10.3.2 语音信号的正弦合成214

10.3.3 低速率正弦编码器215

10.3.4 与原型波形内插相结合216

10.4 极低速率语音编码概述217

10.5 1200～400 b/s的语音编码技术218

10.5.1 帧填充技术218

10.5.2 利用矢量量化技术218

10.6 400 b/s以下的语音编码技术——语音识别与合成技术219

10.6.1 识别合成型声码器的基本原理219

10.6.2 关于识别合成型声码器编码速率的估计220

复习思考题220

第十一章 变速率语音编码222

11.1 概述222

11.1.1 变速率语音编码的必要性和可能性222

11.1.2 变速率语音编码中使用的相关新技术223

11.1.3 变速率语音编码的速率控制方式223

11.2 实现变速率语音编码的关键技术224

11.2.1 话音激活检测（VAD）技术224

11.2.2 速率判决（RDA）技术225

11.2.3 差错隐藏（ECU）技术225

11.2.4 舒适背景噪声（CNA）生成技术225

11.3 增强型变速率语音编码226

11.4 变速率CELPC（QCELPC）语音编码227

11.4.1 QCELPC概述227

11.4.2 QCELPC编码器228

11.4.3 QCELPC译码器232

11.5 自适应多速率（AMR）语音编码233

11.6 可选模式声码器（SMV）235

复习思考题236

练习题236

第十二章 宽频带高音质声频编码237

12.1 宽频带声频的发展状况237

12.2 宽带声频编码技术238

12.2.1 宽带声频波形编码的分类238

12.2.2 CCIR建议的宽频带声频编码方式239

12.3 宽频高音质声频编码器实例239

12.3.1 编码系统组成239

12.3.2 设计特点240

12.3.3 编码系统的工作原理240

复习思考题241

第十三章 感知音频编码242

13.1 心理声学基础242

13.1.1 人类听觉系统的听觉阈值242

13.1.2 频域掩蔽242

13.2 感知音频编码／译码系统的组成245

13.3 信宿（听觉）模型245

13.3.1 单音的听觉模型245

13.3.2 考虑掩蔽效应的听觉模型247

13.4 感知音频编码的时-频分析信源模型248

13.5 根据听觉（信宿）模型进行量化编码248

13.6 感知音频编码器248

13.6.1 音频编码-1（AC-1）248

13.6.2 音频编码-2（AC-2）249

13.6.3 音频编码-3（AC-3）——数字杜比249

13.6.4 Apt-X100音频编码器254

复习思考题254

第十四章 MPEG音频压缩编码255

14.1 MPEG音频编码概述255

14.1.1 声音255

14.1.2 模拟音频256

14.1.3 数字音频256

14.2 MPEG-1音频压缩编码256

14.2.1 MPEG-1音频层概述256

14.2.2 MPEG-1音频层的数据结构257

14.2.3 心理声学模型257

14.2.4 MPEG-1的音频层第Ⅰ层260

14.2.5 MPEG-1的音频层第Ⅱ层261

14.2.6 MPEG-1的音频层第Ⅲ层263

14.2.7 MP3265

14.3 MPEG-2音频压缩编码267

14.3.1 MPEG-2音频压缩编码概述267

14.3.2 MPEG-2音频编码与译码267

14.3.3 MPEG-2 AAC（高级音频编码）269

14.4 MPEG-4音频压缩编码271

14.4.1 MPEG-4音频压缩概述271

14.4.2 交互操作271

14.4.3 音频编码272

复习思考题274

练习题274

第十五章 语音及音频编码的国际标准和地区标准275

15.1 概述275

15.1.1 主要的国际标准化组织275

15.1.2 主要的地区标准化组织277

15.2 各标准化实体制定语音编码标准的一般工作程序278

15.2.1 建立参考条款278

15.2.2 语音编码器的性能测量279

15.2.3 工作日程280

15.3 CCITT（ITU）已经公布的电话带宽语音编码标准280

15.4 ITU-T近十几年来公布的电话带宽语音编码标准281

15.5 CCITT已经公布及ITU-T计划的宽带语音编码标准281

15.6 国际海事卫星组织4.15 kb/s的IMBE语音编码标准282

15.7 各主要地区标准化组织的语音编码标准282

15.7.1 北美数字蜂窝移动通信语音编码标准282

15.7.2 欧洲数字蜂窝移动通信语音编码标准283

15.7.3 美国的保密通信语音编码标准283

15.7.4 日本的数字蜂窝移动通信语音编码标准284

15.8 MPEG音频压缩编码标准284

15.8.1 MPEG-1音频压缩编码标准284

15.8.2 MPEG-2音频压缩编码标准285

15.8.3 MPEG-4音频压缩编码286

复习思考题287

参考文献288