自适应多速率宽带语音编码算法的研究与仿真实现

介绍了一种用于第三代移动通信和数字宽带网络系统的AMR-WB(自适应多速率宽带)语音编码算法,对编解码算法的主要模块和特性进行了简要介绍.在深入分析和研究AMR-WB原理的基础上,对算法进行了仿真实现,并对合成语音质量进行了主观听觉测试和客观PESQ测试,测试结果表明12.65 kb/s以上模式的PESQ-MOS分值都超过了4.0,且合成语音具有良好的自然度和听觉舒适性,证明了该算法是一种高品质的语音编码算法.     

联合UEP和丢失帧隐藏的eX-CELP 语音编码差错控制方案

为提高语音通信可靠性,研究了基于4kb／s eS-CELP语音编码算法的差错控制方案,提出了一种利用PESQ算法评估参数帧不同比特的差错敏感度的方法,讨论了将4kb／s编码算法应用于几个常用的语音通信速率时的前向不等差错保护机制,并利用纠错结果和语音编码参数特点,对丢失帧进行后向的隐藏和恢复。实验结果妻望：该方案不仅可以在各常用编码速率上为用户提供高质量话音,而且具有更强的抗信道误码的能力。     

基于NS-2低丢包率自适应多速率VoIP系统的QoS研究

QoS保障对于语音电话VoIP系统是个关键性问题,但目前采用固定速率传输的传统VoIP系统存在着网络丢包问题,尤其是连续丢包会导致语音QoS严重下降.鉴于此提出一种比传统系统更具QoS保障的VoIP新的系统方案,该系统方案采用能更真实反映网络状况的丢包率计算公式,并以此作为系统有效调整速率的依据.同时进行了NS-2仿真实验,分析了该新系统在QoS保障方面的性能与优势.仿真实验的结果表明:所提出的VoIP新系统方案在语音QoS保障方面,明显优于已有的VoIP系统.     

一种CVSD丢包隐藏方法

CVSD语音编码算法具有抗比特错误能力强的优点,但对于无线分组网络环境下出现的丢包,算法性能急剧下降.为了提高CVSD编码器的抗丢包能力,在解码端嵌入丢包隐藏算法,采用自适应线性预测恢复CVSD解码器的状态,应用同步叠加时长调整技术重建当前丢失的语音包,提出了一种适用于CVSD的丢包隐藏算法.语音测试结果表明,与现有的...     

单向链路下高可靠数据传输方法

提出了一种基于最大速率估计的自适应编码方法,该方法实现了单链路网络中高可靠的数据传输.利用单向链路中数据发送速率和丢包率之间的相关性,研究了在数据发送速率不超过最大速率的情况下冗余编码对丢包率的影响,即在低丢包率下采用基于ErasureCode算法的单向控制机制,并基于最大速率估计来调整编码策略,在传输报文间建立冗余校验,利用线路的最大安全速率传输冗余编码信息,将丢失的数据包尽可能高的冗余恢复出来.实验结果表明:该自适应编码方法能够在低丢包率的环境下进一步有效降低丢包率,较好地提高单向传输的容错性,实现单链路传输的可靠性.     

无线网络编码随机优先级检测调度算法

提出了一种针对中继网络编码的随机优先级检测调度(REDP)算法.中继节点根据数据流优先级和网络拥塞程度调整丢包概率,通过主动丢包避免严重网络拥塞,降低传输时延和系统能耗.建立了2条数据流中继网络编码的Markov链模型,推导了数据流的丢包率和时延,理论分析表明,在流媒体服务质量(QoS)规定的丢包率约束下,REDP算法能有效降低等待时延,更利于视频、语音等实时业务流的传输.数值仿真结果表明,与PNCP算法相比,REDP算法能够有效增加网络编码机会,从而降低了系统能耗.     

基于H.264的数据分割和不等差错保护方案

为改善H．264码流在无线信道中传输的误码鲁棒性,提出一种新的数据分割抗误码方案．该方案利用无线信道反馈信息,预测信道丢包率,并判决对视频编码层（VCL）的数据是否进行数据分割．在高误码环境下,采用码率自适应删余卷积码（rate-compatible punctured convolution code）对分割后的数据区进行不等差错保护．仿真表明,算法具有较好的抗误码鲁棒性,有效地降低编码冗余,提高了编码效率．     

基于线谱对高效矢量量化的0.6 kb/s语音编码算法

为了提高通信系统的抗干扰和抗攻击能力,尽可能降低语音编码速率.提出了一种O.6 kb/s语音编码算法.算法基于3帧联合,对多帧联合参数采用高效矢量量化,在降低语音编码速率的条件下保证语音编码质量.其中,对线谱对参数采用预测多模式多级矢量量化码本结构.在码本设计过程中,提出了多模式渐进闭环设计,对各类码本联合优化,并联合优化预测器和量化器,可以有效提高线谱对参数量化质量.在译码方,采用多带混和谐波激励提高合成语音清晰度.测试结果表明,该语音编码算法合成语音PESQ(perceptualevaluation of speech quality)得分可以达到2.7,汉语诊断押韵测试DRT(diagnostic rhyme test)得分可以达到89.7.     

基于Markov判决树的视频多路传输

为提高无线包交换网络上视频传输的稳健性,提出了一种多描述编码的多路传输方案。方案对各描述的每个slice数据进行包级别的R eed-So lom on编码。基于无线信道模型的假设,利用M arkov判决树算法,为各slice的数据包选择最优的传输路径。在每个传输路径中,对所分配的数据包进行交织发送,以进一步提高抗突发丢包的能力。实验结果表明:该方案相对单路传输在相同编码速率的前提下平均峰值信噪比提高了3.81~5.84 dB,该方案可显著提高无线网络中视频传输的鲁棒性。     

基于遗传算法的SVC非均等差错保护算法研究

由于网络传输环境的不稳定性,为了将可伸缩视频编码(Scalable video coding,SVC)的码流能够在异构网络上实现可靠高效的传输质量,采用了联合前向纠错技术的不均等差错保护(Unequal Error Protection).不均等差错保护根据数据重要度的不同对各层给予不同强度的保护量,然而如何合理分配各层所需的保护数据,使恢复的视频质量达到最优是研究中的难点。通过建立信道差错所引起的失真模型,利用遗传算法(Genetic Algorithms)得到了最优码率分配方案,通过实验与传统方法比较,该方法有效提高了解码端的重建视频质量,特别是在高丢包的网络环境下表现的更为出色。     

A novel frame error concealment scheme based on gain control for TCX audio codec

A novel frame error concealment scheme is proposed to improve the decoded audio quality of the receiver for transform coded excitation (TCX) audio codec. This scheme, which is a gain control approach based on the stability of linear predictive coding (LPC) filter, predicts the lost frames by utilizing the linear spectrum frequency and different continuous attenuation factor of different kinds of lost frames. Signal noise ratio (SNR) test and multiple stimuli with hidden reference and anchor (MUSHRA) test are conducted to evaluate the performance of this approach in adaptive multi-rate wideband plus (AMR-WB+) audio codec. Compared with the original frame error concealment scheme, our scheme achieves better audio recovery quality in AMR-WB+ audio codec.     

低轨卫星网络中的自适应速率网络编码

针对低轨卫星网络星际链路时变性、不可靠性等特点,提出了在低轨卫星网络中进行信息分发的多播卫星网络的自适应速率网络编码方案。首先,构造了多速率静态鲁棒网络编码算法;然后通过对网络容量的估计,实现了自适应速率网络编码。仿真结果表明:自适应速率网络编码提高了信息传递的成功率,所能达到的信息速率远优于固定速率下的网络编码策略,并且很好地逼近了网络的容量极限。     

基于运动估计的3D提升小波多描述视频编码

研究了具有高容错能力的视频小波编码方法,把非平衡保护多描述技术引入提升小波视频编码.利用多描述编码的良好抗干扰性和差错掩盖能力,提出一种新的基于运动估计3D提升小波的多描述视频编码,以适应在不可靠网络中传输视频的要求.实验结果表明,即使是在网络干扰严重以至于一个描述完全丢失时,本方法仍可获得较理想的重建效果.     

基于正弦模型的多描述分层语音编码器

提出一种多描述分层语音编码器. 该编码器基于正弦和等效矩形带宽(ERB)模型,将正弦和噪声模型参数根据能量大小进行适当分配以得到不同的描述和感知层,两个描述中任一描述内包含一个基本层和两个增强层. 该编码器结合了多描述编码(MDC)和分层编码的优点,能够提供稳定的传输质量和速率的自适应. 在有记忆和无记忆信道下对编码器性能的仿真和实验结果表明,在存在分组丢失的情况下,该编码器的性能优于相同速率下的其他编码器.     

基于MMSE的声码器解码算法

为满足在高误码率的窄带信道上进行语音通信的需求 ,研究了一种适用于甚低速率语音通信的抗误码参数估值算法。基于一定的解码状态 ,声码器通过最小均方误差(MMSE)估计的方法估计最优参数 ,充分降低信道误码对重建语音质量的影响。对于解码状态参数 ,通过计算最大后验转移概率的方法作最佳估计 ,并给出了一种简化的估计方法。这种抗误码算法计算量小 ,算法复杂度低。仿真结果表明 ,在不同误码率下用该算法恢复出的重建语音 ,不论客观评价或是主观评价 ,其质量都要优于传统的帧删除掩盖方法     

一种改进的AMR—WB矢量量化码字搜索算法

AMR—WB是一种高品质的宽带语音编码技术,其矢量量化时一般采用全搜索算法,该算法虽然精度比较高,但却存在计算复杂度高、搜索速度慢的问题．针对以上问题,提出了一种改进的矢量量化码字搜索算法．该算法引入了部分失真搜素算法,并对其初始匹配码字的设置进行了优化．仿真结果表明,改进后的算法在保证语音质量的前提下,提高了码书搜索的速度,从而改善了AMR．WB编码的效率．     

分布式多视点视频编码容错传输研究

在分布式多视点视频编码(Distributed Multi-view Video Coding, DMVC)数据传输过程中,编码方式不同导致K帧与WZ帧受信道误码影响也不相同,因此本文提出了一种DMVC整体容错传输框架,针对K帧及WZ帧特性设计了不同的容错保护传输方案并进行有效融合。针对于K帧的容错传输问题,首先根据左、右相邻视点的对应K帧,利用DIBR算法产生的空间边信息对丢失块进行初始修复;然后根据K帧同一视点内的相邻已解码帧,生成它的时间参考帧,对K帧的丢失块进行重修复。针对WZ帧的容错传输问题,本文提出了基于不等错误保护(Unequal Error Protection, UEP)的编码算法,根据不同频带的各个比特面的重要性不同,对低频带、高比特面进行更加合理的码率分配,在不增加编码端复杂度的前提下提高了WZ帧的误码容错性能。实验结果表明：在K帧和WZ帧均出现丢包的情况下(丢包率为5%~15%),相比K帧采用传统的帧内错误隐藏加WZ帧采用参考文献码率的算法,本文方案对视频序列重建图像的BD-PSNR平均提升了2.39~4.68 dB,且随着丢包率的增加,提升效果更加显著。     

基于网络编码的共享链路路径保护机制

网络编码(network coding,NC)方法能够有效地提高路径保护技术的保护效率.但目前提出的基于网络编码的保护机制要求工作路径链路分离,限制了保护机制的性能和应用范围.为此提出一种基于网络编码的有共享链路的路径保护机制(shared-link network coding path protection,SNCPP).该机制将共享链路的端节点加入到保护路径源目的节点集中,采用改进的ASTAR算法建立经过节点集中所有节点的最短保护路径,并利用网络编码实现对有共享链路的路径进行保护.仿真表明所提出的机制在工作路径出现共享链路故障的情况下,能够对网络提供保护,并提高了保护效率.     

用RS编码实现JPEG2000图像的稳健传输

针对在较高误码率条件下JPEG2000图像传输质量急剧下降的缺陷,引入RS编码进行差错控制.提出一种不等级别差错控制(UEC)方案,以实现对JPEG2000图像编码码流中不同质量层的不等级别差错保护.分析了某特定无线移动环境的统计特性,建立了衰落信道模型,仿真了UEC方案在此衰落信道下的性能.仿真结果表明,在迭加10.误码率高斯白噪声的衰落信道中,可以重构出清晰图像.给出了不等级别差错控制的无线图像传输系统基带数字信号处理模块的硬件设计.     

一种集成网络编码的低轨卫星网络多径路由方法

针对星际链路的时变性、不可靠性和间断性连接的特点使得在低轨卫星网络中应用多径路由技术产生报文乱序和报文丢失现象,提出一种集成网络编码的多径路由方法。理论分析表明,在同等多路径数目和报文丢失率条件下达到相等的报文投递率,该方法的传输性能优于传统的多径路由方法。通过扩展ns-2软件并进行仿真实验,比较2种方法在不同的多路径数目、冗余因子和链路报文丢失率条件下的报文投递性能,仿真结果验证了理论分析的正确性,表明采用该方法可显著提高多径路由传输的可靠性,节省星上通信资源并在一定报文丢失范围内提升多径路由的容错能力。