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第一章　语音编码概览1

1.1 引言1

1.2 语音编码总体发展方向1

1.3　语音编码分类2

1.3.1 按语音信号带宽分类2

1.3.2 按语音编码方法分类3

1.3.3 按语音编码处理域分类4

1.3.4 按语音编码速率分类4

1.4 语音编码国际标准5

1.4.1 高速率语音编码国际标准5

1.4.2 中速率语音编码国际标准7

1.4.3 低速率语音编码国际标准7

1.4.4 变速率语音编码国际标准8

1.6.1 移动通信系统中的语音编码技术9

1.6 现代通信系统中的语音编码技术9

1.5 两类语音编码应用系统9

1.6.2 因特网中的语音编码技术10

1.7 小结11

第二章　语音编码研究与分析基础12

2.1 语音编码理论基础12

2.1.1 基于语音的信息传递12

2.1.2 人类的语音生成和语音感知13

2.1.3 语音信号数学模型14

2.1.4 语音编码通用模型16

2.1.5 语音可压缩编码的依据17

2.1.6 语音编码的极限速率18

2.2 语音编码常用的基本技术19

2.2.1 语音信号数字化19

2.2.2 预处理技术20

2.2.3 线性预测技术21

2.2.4 矢量量化技术25

2.2.5 基音周期估计28

2.2.6 合成分析法30

2.2.7 感知加权滤波器31

2.3 语音编码的性能评价方法33

2.3.1 编码速率33

2.3.2 合成语音质量33

2.3.3 编解码延时38

2.3.4 算法复杂度38

2.3.5 其它性能38

2.4 语音编码的码流特征分析方法39

2.4.1 码流的空间分布特征39

2.4.2 帧长的提取40

2.4.5 零一变化率的统计41

2.4.4 零一概率的统计41

2.4.3 静音帧的特征41

2.4.6 游程长度分布的统计42

2.4.7 参数分布特征42

2.5 小结42

第三章　低速率语音编码概述43

3.1 低速率语音编码的发展与应用43

3.1.1 低速率语音编码的发展43

3.1.2 低速率语音编码的应用44

3.2 低速率语音编码新进展45

3.2.1 低速率语音编码的研究思路进展情况45

3.2.2 低速率语音编码的最新成果46

3.3 低速率语音编码的算法体制49

3.3.1 码激励线性预测模型49

3.3.2 混合激励线性预测模型50

3.3.3 正弦激励模型51

3.3.4 插值编码模型52

3.4 小结53

第四章　2.4Kb/s二元激励线性预测语音编码54

4.1　概述54

4.2 LPC-10声码器编码原理54

4.2.1 预处理55

4.2.2 反射系数的计算与编码55

4.2.3 增益均方根的计算与编码57

4.2.4 基音周期的计算与编码58

4.2.5 清／浊音的判决与编码59

4.2.6 编码参数的比特分配与发送59

4.3 LPC-10声码器译码原理60

4.3.1 参数译码与插值60

4.3.2 激励源的获取61

4.4.1 激励源的改进62

4.3.3 语音合成62

4.4 LPC-10e声码器的改进62

4.4.2 基音周期计算方法的改进64

4.4.3 声道滤波器参数量化的改进64

4.5 合成语音质量测试与模拟结果66

4.5.1 合成语音质量测试67

4.5.2 模拟结果67

4.6 码流特征分析68

4.6.1 帧长与编码比特结构分析69

4.6.2 静音帧的特征分析70

4.6.3 零一概率和游程长度分布的统计70

4.6.4 零一变化率的统计和参数分布特征分析70

4.7 小结71

5.2 FS-1016标准编码原理72

5.1 概述72

第五章　4.8Kb/s码激励线性预测语音编码72

5.2.1 编码框图与编码过程73

5.2.2 线性预测分析与量化73

5.2.3 自适应码本搜索与编码75

5.2.4 固定码本搜索与编码79

5.2.5 编码参数的比特分配80

5.2.6 FS-1016标准编码特点80

5.3 FS-1016标准译码原理81

5.3.1 译码框图与译码过程81

5.3.2 后置滤波与语音合成82

5.4 FS-1016标准算法的进一步研究82

5.4.1 感知加权滤波器的应用82

5.4.2 利用递归的快速算法83

5.5 合成语音质量测试与模拟结果85

5.5.2 模拟结果86

5.5.1 合成语音质量测试86

5.6　码流特征分析87

5.6.1 帧长与编码比特结构分析88

5.6.2 静音帧的特征分析89

5.6.3 零一概率和游程长度分布的统计89

5.6.4 零一变化率的统计和参数分布特征分析89

5.7 小结90

第六章　4.75Kb/s代数码激励线性预测语音编码91

6.1 概述91

6.2 AMR标准4.75Kb/s编码原理91

6.2.1 预处理92

6.2.2 线性预测分析与量化92

6.2.3 开环基音分析104

6.2.6 自适应码本搜索和增益控制106

6.2.4 脉冲响应的计算106

6.2.5 目标信号的计算106

6.2.7 代数码本的结构和搜索108

6.2.8 自适应码本增益和固定码本增益的量化111

6.2.9 修改存储器112

6.2.10 编码参数的比特分配112

6.3 AMR标准4.75Kb/s译码原理113

6.3.1 译码与语音合成114

6.3.2 后置处理115

6.4 合成语音质量测试与模拟结果116

6.4.1 合成语音质量测试116

6.4.2 模拟结果117

6.5 码流特征分析118

6.5.2 静音帧的特征分析119

6.5.3 零一概率和游程长度分布的统计119

6.5.1 帧长与编码比特结构分析119

6.5.4 零一变化率的统计和参数分布特征分析120

6.6　小结121

第七章　2.4Kb/s混合激励线性预测语音编码122

7.1　概述122

7.2 MELP声码器编码原理123

7.2.1 预处理123

7.2.2 基音周期的计算与量化123

7.2.3 子带声音强度的计算与量化127

7.2.4 增益的计算与量化129

7.2.5 线性预测分析与量化130

7.2.6 傅里叶级数幅值的计算与量化132

7.2.7 纠错编码133

7.2.8 编码参数的比特分配与发送134

7.3.2 增益译码与抑制135

7.3.1 基音周期译码与纠错译码135

7.3 MELP声码器译码原理135

7.3.3 参数插值137

7.3.4 混合激励生成与滤波137

7.3.5 语音合成139

7.4 MELP声码器的关键技术140

7.4.1 多带混合激励141

7.4.2 使用非周期脉冲141

7.4.3 残差谐波谱处理技术141

7.4.4 自适应谱增强技术142

7.4.5 脉冲整形滤波142

7.5 合成语音质量测试与模拟结果143

7.5.1 合成语音质量测试143

7.5.2 模拟结果143

7.6　码流特征分析144

7.6.2 静音帧的特征分析145

7.6.1 帧长与编码比特结构分析145

7.6.3 零一概率和游程长度分布的统计146

7.6.4 零一变化率的统计和参数分布特征分析146

7.7 小结147

第八章　4.15Kb/s改进型多带激励语音编码148

8.1　概述148

8.2 基于MBE模型的语音分析与合成148

8.2.1 MBE语音产生模型149

8.2.2 基于MBE模型的语音分析原理149

8.2.3 基音周期的估计151

8.2.4 清／浊音的判决160

8.2.5 谱包络参数确定160

8.2.6 基于MBE模型的语音合成161

8.3.2 改进型基音周期的估计162

8.3 IMBE声码器编码原理162

8.3.1 编码基本过程162

8.3.3 改进型清／浊音的判决163

8.3.4 改进型谱包络参数确定164

8.3.5 编码参数的比特分配165

8.4 IMBE声码器译码原理167

8.4.1 清音部分的合成167

8.4.2 浊音部分的合成168

8.4.3 重建语音产生169

8.5 合成语音质量测试与模拟结果169

8.5.1 合成语音质量测试169

8.5.2 模拟结果170

8.6　码流特征分析171

8.6.1 帧长与编码比特结构分析171

8.6.2 静音帧的特征分析171

8.6.4 零一变化率的统计和参数分布特征分析172

8.6.3 零一概率和游程长度分布的统计172

8.7 小结173

第九章　2.4Kb/s谐波激励线性预测语音编码174

9.1 概述174

9.2 HELP声码器模型与基本原理175

9.2.1 正弦语音产生模型的原理175

9.2.2 HELP语音模型的原理178

9.2.3 HELP语音模型的参数提取178

9.3 HELP声码器编码原理181

9.3.1 线性预测参数的编码182

9.3.2 基音周期的提取与编码183

9.3.3 清／浊音的判决与编码187

9.3.4 谱包络参数的提取与编码189

9.4.1 残差重建模型191

9.3.5 编码参数的比特分配191

9.4 HELP声码器译码原理191

9.4.2 相位合成193

9.5 小结195

第十章　3.75Kb/s波形内插语音编码196

10.1 概述196

10.2 WI声码器基本原理196

10.2.1 波形内插原理196

10.2.2 WI声码器基本结构197

10.2.3 特征波形的傅里叶级数表示197

10.3 WI声码器编码原理199

10.3.1 线性预测分析与量化200

10.3.2 基音周期的提取与编码204

10.3.3 特征波形的提取207

10.3.4 特征波形的对齐208

10.3.5 特征波形的编码210

10.3.6 特征波形功率的归一化215

10.3.7 特征波形功率的编码216

10.3.8 编码参数的比特分配218

10.4　WI声码器译码原理218

10.4.1 特征波形功率的去归一化218

10.4.2 瞬时基音与瞬时特征波形的内插219

10.4.3 二维特征波形表面到一维残差信号的转换220

10.4.4 线性预测合成221

10.5 小结222

附录A 英汉名词术语对照223

附录B 常见语音编码标准码流的零一变化率直方图229

附录C 常见语音编码标准码流的帧结构比较表234

参考文献236