ITU-T G.729 CS-ACELP语音编码系统的性能分析

在介绍ITU-TG.729编码系统的基础上,通过实验仿真,着重分析了系统的性能指标.经非正式听音测试,G.729编码合成语音接近32kbit/s ADPCM编码质量,MOS分约为4.0.     

G.729A语音编解码器构成描述及其仿真

G.729A采用共轭结构-代数码激励线性预测编码（CS-ACELP）算法,其速率为8kbit/s,先对码激励线性预测（CELP）编解码器进行一般性描述,随后再对CS-ACELP编解码器分别进行详细的讨论,最后应用Matlab中Simulink软件对G.729A编解码器进行仿真,并用一段语音进行试验,得到满意结果.     

一种基于幅度谱偏度的语音激活检测算法

根据语音信号偏离高斯分布程度大而背景噪声信号偏离高斯分布程度小这一特征,提出一种改进的以语音短时幅度谱偏度为特征参数区分语音段和噪声段的语音激活检测算法,并应用到2.4 kbit/s混合激励线性预测(mixed excitation linear prediction,MELP)声码器中.通过与自适应多速率(adaptive multi-rate,AMR)语音编码标准中的语音激活检测算法相比较,该算法复杂度较小,且对背景噪声服从高斯分布的语音信号具有更好的端点检测性能.实现了可变速率MELP声码器的平均输出码率下降为1.9 kbit/s,通过非连续传输后合成的语音具有良好的舒适性和连续性.     

宽带语音编码算法及实现

介绍基于G．722标准的嵌入式CELP／矢量和激励线性预测(VSELP)编解码、子带码激励线性预测(SB-CELP)、多带码激励线性预测(MB-CELP)、G．729、自适应变换编码(ATC)、变换码激励(TCX)以及变换预测编码(TPC)等算法,给出基于C语言和MATLAB语言的10．4kbit／s和14．4kbit／s两种不同比特率的宽带语音编码的实现方法。仿真结果表明,主观意见评分(MOS)可达3．1～3．6,语音质量达到预定要求。     

4kb/s低速率语音编码的一种新算法

4kb/s低速率语音编码是近年来语音信号处理研究的重要课题,也是ITU－T下步要标准化的重点,介绍了目前4kb/s低速率语音编码的最新进展,关重分析了基音位置同步码激励线性预测编码（PPS－CELP）的原理和结构,并与G.729、G.723.1等算法进行了性能比较。     

基于特征波形内插与频带扩展技术的低速率宽带语音编码器

考察了特征波形内插(CWI)算法对于宽带语音编码的扩展能力.分析宽带特征波序列的性质表明,直接使用传统的特征波形内插算法并不适于增强宽带语音的编码效率及对计算复杂度的兼顾,可引入频带扩展(BWE)技术单独处理高频段.宽带语音的高、低频分别由特征波形内插编码和频带扩展算法恢复,由此形成了5.15 kbit/s的低速率宽带语音编码器,增强了语音真实感、辅音的辨析度及对话者的识别度,宽带语音编码质量接近AMR-WB的6.6 kbit/s结果.     

G729语音编解码实现方案的研究及基于DSP的实现

语音压缩是现代多媒体通信中实现低速率语音通信的关键技术.其中ITU-T G729协议是基于共扼结构-代数码激励线性预测( CS-ACELP)的语音压缩编码技术.本文首先对CS-ACELP算法所采用的主要技术进行了介绍，对G729协议的算法结构及其原理进行了分析，并提出了基于DSP的G729语音编码和语音、解码实现方案，探讨了此算法实现的代码优化方法.     

G.729.1 算法的改进与 DSP 全汇编优化设计

在G．729．1宽带语音编码算法中,时域混叠编码器的谱包络编码根据帧内子带的相关性,采用差分霍夫曼编码来减少编码的比特分配。针对相邻帧对应子带的谱包络存在相关性,给出了在原有谱包络编码模式的基础上,增加一种帧间对应子带差分霍夫曼编码的模式来进一步减少谱包络的编码比特数,从而提高合成语音的质量。由于G．729．1可以根据信道的特征随时调整编码速率以取得更好的宽带语音质量,这使得该编码算法具有很高的复杂度。为了能在数字信号处理器（digital signal processor,DSP）上实时实现G．729．1,结合TMS320VC5505数字信号处理器对G．729．1算法采用全汇编实现,并对汇编后的G．729．1代码做了进一步的汇编优化,优化后的G．729．1算法在保证了高质量语音输出的同时,提高了编码效率,实现了对语音信号的实时处理。     

对2.4 Kb/s MELP语音编解码器过渡帧的特殊处理

MELP（多带混合激励线性预测）是一种高效实用的语音编解码器．在2．4Kb／s速率上，语音质量基本达到4．8Kb／s FS-1016 CELP声码器质量，在抗噪性能方面甚至比CELP还高，接近16Kb／sSVSD编码器．对2．4Kb／sMELP编码器帧处理方面做一些改进，将过渡帧划分为2个子帧，分别进行编码和合成，使MELP编码器得到更高的语音质量．     

高质量的0.6 kb/s声码器算法

为满足语音信息存贮和交流对极低速率下语音压缩编码的需求,提出了一种0.6 kb/s声码器算法.此算法基于线性预测正弦激励模型,在极低码率下获得高质量的合成语音,提出清浊音定位和量化方法,应用了多帧参数联合矢量量化技术,以及多带正弦混合激励、谱增强等技术.主观听觉测试显示,在0.6 kb/s的速率下,此声码器合成语音不仅具有高可懂度而且具有一定的自然度,诊断押韵测试(DRT)的分数为89.5%, 而且在10-2的随机误码的信道条件下仍然具有很好的可懂度.实验表明 利用帧间参数相关性及矢量量化的方法可以将编码速率大幅度压低而保持较高清晰度.     

基于CELP的语音编解码系统及其DSP实现

为了解决传统的语音编码使用波形编码或者参数编码方法时存在的编码速率较高,语音合成的自然度不高等不足,研究了以码激励线性预测(CELP)为基础的混合编码方法;探讨了CELP的算法原理及其关键技术,特别是对其中的码本搜索算法进行了改进,减小了算法的复杂度,提高了运行速度,并在TI公司的TMS320VC5410开发套件上得到了实时实现.实验结果表明,该算法在编码速率为8kbit/s时有较好的语音回放效果.     

0.8 kb/s高质量声码器算法

随着通信的发展,对极低速率下语音压缩编码算法的需求越来越迫切.为满足极低码率的要求并获得高质量的合成语音,提出了一种高质量的0.8 kb/s 声码器算法.此算法基于传统的线性预测模型,利用多帧联合的超级帧参数分模式联合矢量量化技术,以及多带混合激励,子带清浊音参数相关预测,自适应谱增强,脉冲扩散后滤波等技术.主观听觉测试显示,此声码器在0.8 kb/s的速率下其合成语音不仅具有高可懂度而且具有一定的自然度,诊断押韵测试(DRT)的分数为85%,而且此声码器在10-2的随机误码的信道条件下仍然具有很好的可懂度.     

基于非负矩阵分解的1kbit/s波形内插语音编码算法

为了进一步降低编码速率,提出了一种基于非负矩阵分解的1kbit/s波形内插语音编码算法.该算法对特征波表面的幅度矩阵进行非负矩阵分解,以获得局部特征矩阵,并对该局部特征矩阵进行约束和改进,使优化后局部特征更加突出.对应的基矢量进一步稀疏,从而有利于对权矢量的量化,以实现对特征波表面的高效编码.该算法同时加入清浊音标志,对特征波表面的相位谱进行估计,以更好地提高合成语音质量.实验表明,该算法能够在1kbit/s的低编码速率条件下,获得与1.2kbit/s混合激励线性预测语音编码算法相近的合成语音质量,取得了较好的效果.     

一种基于G.729a语音的信息隐藏方法

针对VoIP系统普遍使用G.729a语音编码,采用逐帧按位取反的方式对G.729a语音进行全面测试,以客观的语音质量感知评价(PESQ)标准为依据,总结G.729a语音帧中可隐藏位(最低有效位).结合矩阵编码算法,提出一种基于G.729a语音的信息隐藏方法,以大量的语音样本为载体,对该方法进行测试分析.实验结果表明:该方法能提供可观的隐藏容量(8 bit·帧^-1),较高的嵌入效率(2.678),很好的不可感知性(平均PESQ值为3.593),且很好地符合了VoIP通信的实时性要求.     

以CS—ACELP算法为核心的数字语音记录设备

在介绍ITU G.729 CS-ACELP语音压缩编码的基础上提出了由DSP芯片实现基于该算法的数字语音记录设备的方案,且通过算法优化和改进,使一片C54 DSP芯片能编码2路输入数字语音信号,仿真实验结果表明,算法优化和改进后的复杂度仅是此前的1/8,系统的压缩能力在相同的语音质量下是现有基于ADPCM语音记录设备的4倍。     

低速率语音编解码声码器的实现

基于编码速率600bps的SELP语音算法，提出一种新的语音编解码芯片,电路设计时满足算法复杂度高、运算量大的需求，从而使声码器在极低的速率下更高效地工作，获得更好的语音重建质量．同时，声码器在设计时采用了可重构的思想，对于其他定点语音算法，只需要将算法程序注入到程序存储区就能实现多种算法在同一款芯片的重构。     

可变速率声码器的性能研究

主要介绍了Q4401可变速率声码器的工作原理和各种功能，PCM接口和CPU接口、初始化过程及命令格式等，并设计了一种典型的应用实例。实验证明该声码器将语音信号压缩至4-9.6kbit/s范围时，可达到普通电话的通话效果。     

8.0kbit/s ACELP声码器的GSM平台仿真

目的　研究恶劣传输环境下8.0kbit/s代数码激励线性预测(ACELP)声码器的译码算法的改进及其在GSM典型信道上的传输性能。方法　在集成软件仿真平台中引入稳健信道编码模块,以消除衰落噪声和高斯噪声的影响,并完成ACELP声码器到GSM全速率语音业务信道(TCH/FS)的速率适配任务;在ACELP译码器中引入错误帧隐藏单元(ECU),以提高恶劣信道环境下的合成语音质量。结果与结论　错误帧隐藏单元与相应的高效稳健的信道编码相结合,基本上消除了恶劣的传输环境带来的大量尖峰噪声,明显改善了合成语音的听觉效果。     

基于DSP的VOIP技术中的语音编码技术的研究

IP网络电话是一项涉及计算机网络、信令协议、数字信号处理等多个领域的综合性技术,价格低廉是IP电话能够进入市场的首要因素,其根本原因是IP电话均采用语音分组技术、语音压缩编码和统计复用,带宽利用率高,完成一次通信所需的成本大幅度降低I。P电话中的语音处理主要需要解决两个问题:一是在保证一定话音质量的前提下尽可能地降低编码比特率;二是在IP网络环境下保证一定的通话质量。前者正是我们要研究的语音编码技术。本论文主要介绍G.723.1、G.729语音编解码算法及其在VOIP应用中的性能分析比较,同时介绍G.729在DSP上的实现。     

基于G.729A语音实时传输系统的实现

简述G．729A编码和解码的原理,以及编码器和解码器的简化流程。语音实时传输系统由录音压缩、网络通信和解压播放3个模块组成,实现G．729A编码器与解码器的封装、语音录制与播放、流式套接字和线性同步等功能。系统测试结果表明,基于G．729A语音实时传输系统具有较好的语音通信效果。