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第0章 绪论1

0.1 概述1

0.2 回顾与总结1

0.3 面临的问题4

参考文献5

第1章 语言、语音及语音信号6

1.1 概述6

1.2 发音的生理机构与过程7

1.3 汉语语音基本特性9

1.3.1 元音和辅音9

1.3.2 声母和韵母10

1.3.3 音调(字调)11

1.3.4 音节(字)构成12

1.3.6 元音的频谱特性13

1.3.5 汉语的波形特征13

1.3.7 辅音的频谱特性14

1.3.8 汉语语音的韵律特征17

1.4 听觉的生理器官与心理18

1.4.1 语音听觉器官的生理结构18

1.4.2 语音听觉的心理和两种听觉实验20

1.5 小结24

复习思考题24

参考文献24

第2章 语音信号的模型25

2.1 概述25

2.2 声的传播25

2.3 语音信号的无损声管模型26

2.3.1 嘴唇端28

2.3.2 声门端29

2.4 级联无损声管与数字滤波器的关系30

2.5 无损声管模型的传输函数33

2.6 语音信号的数字模型36

2.7 语音信号的共振峰模型41

2.8 小结43

复习思考题43

习题44

参考文献47

第3章 语音信号时域处理方法48

3.1 概述48

3.2 语音信号的数字化和预处理48

3.2.1 语音信号的数字化48

3.2.2 语音信号的预处理49

3.3 短时平均能量、振幅、过零率和上升过零间隔50

3.3.1 短时平均能量50

3.3.2 短时平均幅度51

3.3.3 短时平均过零率52

3.3.4 短时上升过零间隔54

3.4 短时自相关函数和平均幅度差函数54

3.4.1 短时自相关函数54

3.4.2 短时平均幅度差函数56

3.5 三电平中心削波法56

3.6 小结58

复习思考题58

习题59

参考文献62

第4章 语音信号的线性预测分析64

4.1 概述64

4.2 线性预测的基本原理64

4.2.1 信号模型64

4.2.2 线性预测误差滤波65

4.2.3 语音信号的线性预测分析68

4.3.1 自相关法70

4.3 线性预测分析的解法70

4.3.2 协方差法72

4.4 斜格法及其改进73

4.4.1 斜格法基本原理74

4.4.2 斜格法的求解76

4.4.3 协方差斜格法78

4.5 线性预测分析应用80

4.5.1 线性预测分析各种解法的比较80

4.5.2 LPC 谱估计82

4.5.3 LPC 倒谱85

4.6 线谱对分析87

4.6.1 线谱对分析原理87

4.6.2 线谱对分析的求解89

4.7.1 分段预测法90

4.7 极零模型90

4.7.2 同态预测法92

4.7.3 双全极模型法93

4.8 小结95

复习思考题95

习题95

参考文献99

第5章 语音信号的矢量量化100

5.1 概述100

5.2 矢量量化的基本原理101

5.3 失真测度102

5.3.1 欧氏失真——均方误差102

5.3.2 线性预测失真测度103

5.3.3 识别失真测度104

5.3.4 快速搜索问题105

5.4 最佳矢量量化器和码本的设计107

5.5.1 树形搜索的矢量量化系统109

5.5 降低复杂度的矢量量化系统109

5.5.2 多级矢量量化系统110

5.6 有记忆的矢量量化111

5.7 语音波形的矢量量化112

5.8 语音参数的矢量量化114

5.9 小结116

复习思考题116

习题116

参考文献117

第6章 语音信号编码118

6.1 概述118

6.2 语音信号的压缩编码118

6.2.1 基本原理118

6.2.2 语音信号的剩余度119

6.2.3 两种编码方法120

6.3.1 均匀量化 PCM121

6.3 脉冲编码调制121

6.3.2 对数 PCM122

6.3.3 自适应量化 PCM124

6.4 自适应预测编码126

6.4.1 基本的 APC 系统126

6.4.2 前馈与反馈自适应预测128

6.4.3 基于音调周期的预测130

6.4.4 噪声谱形变131

6.4.5 熵编码133

6.4.6 差分脉冲编码调制135

6.5 频域编码137

6.5.1 自适应变换编码137

6.5.2 子带编码140

6.6 QMFB 多相实现145

6.6.1 正交镜像滤波器组145

6.6.2 正交镜像滤波器的多相实现149

6.6.3 抽样率整数变化的抽取器内插器和多相 FIR 实现150

第7章 线性预测声码器167

7.1 概述167

7.2 LPC-10声码器167

7.2.1 编码器167

7.2.2 计算声道滤波器参数 RC168

7.2.3 计算增益 RMS169

7.2.4 提取基音周期和检测清/浊音169

7.2.5 参数编码与解码169

7.2.6 收端译码器173

7.2.7 LPC-10合成语音与原始语音比较174

7.2.8 LPC-10声码器存在的问题174

7.2.9 LPC-10声码器发送比特流175

7.3 增强型 LPC-10e 声码器176

7.3.1 激励源的改善176

7.3.2 基音提取方法的改进177

7.3.3 声道滤波器参数量化的改进178

7.3.4 LSF 参数的矢量量化179

7.4 小结180

复习思考题180

参考文献180

第8章 多脉冲激励及规则脉冲激励线性预测声码器182

8.1 概述182

8.2 多脉冲激励线性预测声码器182

8.2.1 多脉冲激励线性预测的原理182

8.2.2 最佳激励参数的估值183

8.2.3 准最优顺序优化184

8.3 规则脉冲激励线性预测声码器186

8.3.1 规则脉冲激励线性预测编/解码原理186

8.3.2 规则脉冲激励序列186

8.3.3 规则脉冲激励序列最佳相位、幅度估值187

8.3.4 RPE 编码器的简化算法188

8.4.1 编码器原理190

8.4 GSM 13 kb/s RPE-LTP 语音编码190

8.4.2 GSM 13 kb/sRPE-LTP 语音解码原理194

8.4.3 GSM 13 kb/s RPE-LTP 的性能与特点194

第9章 码激励线性预测声码器206

9.1 概述206

9.2 CELP 编码原理206

9.3 CELP 码本搜索算法208

9.4 语音编码美国联邦标准 FED-STD 1016209

9.4.1 FED-STD 1016基本原理209

9.4.2 随机码本(固定码本)210

9.4.3 自适应码本211

9.4.4 自适应码字的编码212

9.4.5 自适应码字增益214

9.4.6 FED-STD 1016 CELP 编码器特征214

9.5.1 LD-CELP 编/解码器原理215

9.5 CCITT 16 kb/s 语音编码标准 G.728215

9.5.2 加窗216

9.5.3 知觉加权滤波器217

9.5.4 综合滤波器217

9.5.5 后向预测适配器218

9.5.6 后向矢量增益适配器218

9.5.7 码本搜索方式219

9.5.8 同步及带内信号224

9.5.9 后置滤波器225

9.5.10 性能226

9.6 VSELP 声码器原理226

9.6.1 VSELP 编/译码器226

9.6.2 VSELP 激励码本搜索过程226

9.6.3 VSELP 激励矢量增益量化229

复习思考题231

9.7 小结231

9.6.4 VSELP 编码方案性能及特点231

参考文献232

第10章 对结构代数码激励线性预测语音压缩编码233

10.1 概述233

10.2 ITU-TG.729概述233

10.2.1 编码234

10.2.2 解码235

10.2.3 延时235

10.3 编码器原理235

10.3.1 预处理235

10.3.2 线性预测分析和量化235

10.3.3 知觉加权241

10.3.4 脉冲响应的计算242

10.3.5 目标信号的计算243

10.3.6 自适应码本搜索243

10.3.7 固定码本的结构和搜索245

10.3.8 增益的量化248

10.3.9 修改存储器249

10.4 解码器功能说明249

10.4.1 参数解码过程251

10.4.2 后置处理252

10.4.3 编码器和解码器的初始化254

10.4.4 隐蔽的帧删除254

10.5 小结255

复习思考题255

参考文献256

第11章 多带激励声码器257

11.1 概述257

11.2 多带激励语音模型257

11.3 多带激励语音分析260

11.3.1 基音估计及各次谐波幅度261

11.3.2 谐波频带内 V/U 判决263

11.3.3 实际时域计算264

11.4 多带激励语音合成271

11.5 小结273

复习思考题273

参考文献274

第12章 混合激励线性预测声码器275

12.1 概述275

12.2 编码器原理275

12.2.1 预处理276

12.2.2 基音周期的计算276

12.2.3 带通声音强度的分析279

12.2.4 增益的计算280

12.2.5 线性预测分析280

12.2.6 非周期性标志280

12.2.8 量化281

12.2.7 傅氏级数幅值的计算281

12.2.9 纠错编码284

12.2.10 发送比特流285

12.3 解码器原理286

12.3.1 比特流的解包和纠错286

12.3.2 增益的抑制288

12.3.3 参数的插值289

12.3.4 混合激励的生成290

12.3.5 自适应谱增强292

12.3.6 线性预测合成292

12.3.7 增益的校正292

12.3.8 脉冲整形滤波292

12.3.9 合成环路控制293

12.4 小结293

参考文献294

附录 英汉名词对照295