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.     

2.4 kb/s MELP算法设计

提出了一种新的工作于低极码率下的混合激励线性预测（ＭＥＬＰ）声码器。该声码器结合了线性预测编码（ＬＰＣ）和多带激励编码算法的优点,对算法和量化方案重新进行了设计和改造,其主要特征包括改进的基音检测算法、混合的周期脉冲和随机噪声激励,有效的线性谱频率（ＬＰＦ）参数量化以及激励谱形状表示,非正式主观测试表明,由采用本算法的一个２．４ｋｂ／ｓ编码器所重建的语音质量略优于美国联邦标准４．８ｋｂ／ｓ码激励性     

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.     

1.8kb/s多带线性预测编码算法设计

设计了一种多带线性预测编码(MBLPC)语音压缩算法，该算法结合正弦编码和线性预测编码的优点，对语音信号的包络谱用线性预测编码方法进行估计．而对激励谱用多带方式进行处理．改进了特征参数的提取和量化方法，包括基于谐振结构的基音检测算法、基于谐振结构的线性预测分析以及包络谱参数的线性预测多层分裂码本矢量量化．非正式主观测试表明，在1．8kb／s编码速率下，由MBLPC算法所重建语音的平均意见分为3．0，而清晰度指标约为91％．     

2.4kb/s混合激励线性预测语音编码的研究

介绍了2.4 kb/s混合激励线性预测语音编码(MELP)技术,给出了声码器参数比特分配表,用matlab对其进行仿真,根据仿真的结果对合成语音与原始语音的质量作了比较深刻的分析.计算机模拟及非正式的语音试听结果表明,该编码器可以获得在主观听音方面接近于4.8 kb/s的CELP的合成语音.     

多级矢量量化中的码本共享

为了解决语音参数编码算法中多级矢量量化中码本尺寸过大,存储量过大,导致搜索复杂度大的问题,提出了多级矢量量化中的码本共享的迭代算法。该算法基于多级矢量量化中各级待量化码矢之间的相似性,采用模拟退火算法,通过迭代得出共享变换系数。在1.2 kb/s的正弦激励线性预测声码器中,采用该算法对线谱对参数进行多级矢量量化。测试结果表明:在共享级别选择恰当时,可降低存储量20%,同时重建语音谱失真损失约为0.02 dB,可见该算法可以有效降低码本容量,同时对语音质量影响极小。     

一种甚低码率声码器的设计

在混合激励线性预测 (mixed excitation linear prediction, MELP) 模型的基础上,以超帧为单位,采用多帧联合编码技术,分模式对子帧的语音特征参数进行联合量化,实现了一种码率为600 bit/s的声码器。为了进一步减小量化误差,设计出了一种基于高斯混合模型的预测分类分裂矢量量化器(predictive switched split vector quantization based on Gauss mixture model, GMM-PSSVQ),该量化器对超帧中某些子帧的线谱频率进行量化,并利用帧间预测和线性插值等方法提高编码效率。采用谱失真对设计的矢量量化器进行性能评估,并分别与多级矢量量化和预测分裂矢量量化算法进行性能比较;通过客观感知语音质量评估和主观判断韵字测试对实现的声码器进行性能测试。测试结果表明,设计的矢量量化器平均谱失真最低,实现的声码器合成语音具有较高的清晰度和可懂度。     

一种基于混合MELP/CELP的4 kbit/s声码器

利用混合激励线性预测 (mixed excitation linear prediction,MELP)算法和码激励线性预测(code excitation linear prediction,CELP)算法的优点,提出了一种混合MELP/CELP语音编码模型.编码端对强浊音帧采用MELP编码,对弱浊音帧和清音帧进行CELP编码.MELP编码器采用相位对齐技术提取强浊音帧的相位参数,解决了合成语音与原始语音在时间上不同步的问题.对实现的4 kbit/s混合MELP/CELP声码器进行客观MOS(mean opinion score)值和主观DRT(diagnostic rhythm test)清晰度测试,结果表明,该声码器的合成语音具有较高的可懂度和清晰度.     

一种改善激励源的1.2kb/s语音编码算法及其实时实现

为了适应无线通信等低速语音编码场合，吸收2.4kb/sMELP算法优点，提出了一种改善激励源的1.2kb/s混合激励线性预测算法，该算法在模型结构、LSP量化及解码等方面较传统的2.4kb/sLPC算法有了较大改进。同时，选用TMS320VC5416DSP芯片实时实现了以该算法为核心的声码器。客观音质测试和非正式主观测试结果表明，该算法在自然度、清晰度和抗噪声等方面明显优于2.4kb/sLPC算法，是低速率下一种良好的编码方案。     

能量参数解码端HMM估计算法

在低速率语音编码算法中,如何对特征参数进行有效的量化表示是影响声码器合成语音质量的关键因素。该文提出一种能量参数解码端恢复算法,它利用线谱频率(linespectral frequency,LSF)和清浊音判决参数(unvoiced/voiced decision,U/V)估计能量参数的变化轨迹。该算法利用特征参数之间的相关性,采用隐Markov模型(hiddenMarkov model,HMM)描述LSF、U/V和能量参数之间的统计特性,通过对能量进行解码端恢复,省去量化所需的比特数,从而提高特征参数的整体量化性能。测试结果表明:能量参数解码端恢复算法能够将150b/s混合激励线性预测编码算法(mixed excitation linear prediction,MELP)的合成语音平均意见得分(mean opinion score,MOS)提高0.042。该算法应用于超低速率声码器参数量化是可行的。     

多脉冲激励线性预测参数矢量量化

介绍了多脉冲激励线性预测声码器的激励脉冲参数最大互相关函数搜索法.构造了线性预测系数参数及激励脉冲幅度参数矢量量化算法.实现了低码率语音压缩编码.     

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.     

基于MELPe模型的600 BPS声码器算法设计

在增强型混和激励线性预测(MELPe)模型的基础上,提出了一种高音质的600 bps声码器算法。保持MELPe算法特征的同时,利用帧间参数冗余,进行多帧联合量化;运用基于预测的分级矢量量化(PMSVQ)算法对线谱频率(LSF)参数进行量化。在非正式的主观语音质量测试中,合成语音质量优于传统的LPC10e声码器,接近2 400 bpsMELP标准的合成语音。     

基于Linux平台上线性预测语音编码器性能分析

线性预测编码器是一类非常重要的语音编码器。文中主要描述了几种线性预测语音编码算法的软件及实现,即码激励线性预测编码(CELP)、低延迟CELP(LD-CELP)和混合励磁线性预测(MELP),编码速率分别为4.8、16、2.4kb/s。几种语音编码器的C语言程序已在Linux平台上可编译和执行,并对结果进行了以MOS为标准的主观测试。波形分析主要使用了Praat和Adobe Audition软件。结果表明,MELP和CELP的质量相当,而LD-CELP编码器的质量则要高得多,虽然是以牺牲较高的比特率为代价。     

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.     

低速率声码器激励参数的DCT_M模型

在低速率声码器中,对激励信号的描述直接影响重建语音的质量。为了改善音质,引入了DCT-M模型对激励谱幅度参数进行描述,通过二维离散余弦变换将变长的谱幅度矢量转为固定长度,再对其进行多级矢量量化。测试表明,该方法能够保留全带激励谱幅度矢量的形状,降低模型误差,从而提高了全带激励谱幅度的描述精度。将其应用在正弦激励线性预测(SELP)声码器中进行测试,结果表明,它能够改善重建语音的自然度,主观测试结果达65%。     

低速率声码器激励参数的DCT_-M模型

在低速率声码器中,对激励信号的描述直接影响重建语音的质量。为了改善音质,该文引入了DCT-M模型对激励谱幅度参数进行描述,通过二维离散余弦变换将变长的谱幅度矢量转为固定长度,再对其进行多级矢量量化。测试表明,该方法能够保留全带激励谱幅度矢量的形状,降低模型误差,从而提高了全带激励谱幅度的描述精度。将其应用在正弦激励线性预测(SELP)声码器中进行测试,结果表明其能够改善重建语音的自然度,主观测试结果达65%。     

3.35 kb/s低速率语音编码算法

为了解决码本激励线性预测(CELP)算法在4kb/s以下质量难以提高的问题,在编码器和解码器中分别引入了不同的脉冲散布技术以达到利用较少比特提供高质量激励的目的.结合固定码本基音增强和脉冲散布技术的特点,根据理想代数码本脉冲在子帧中各位置的概率分布规律,提出了新的非均匀结构代数码本,明显地提高了代数码本的效率.同时引入了基音预加重技术以提高自适应码本的搜索精度.经主观听音和计算机模拟测试,表明最后形成的3.35kb/s多重脉冲散布非均匀代数码本激励线性预测(MPD-USACELP)语音编码算法的质量达到了北美IS-54标准8kb/s算法的水平.     

基于线谱对高效矢量量化的0.6kb/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.     

一种基于G.729语音编码的改进算法

共轭代数码本激励线性预测（CS，ACELP）语音编码算法在8kb／s速率上获得了比较理想的质量，是以10ms为一短时语音帧作为处理对象．基于CS．ACELP语音编码算法，以20ms为一语音帧，在编码器中引入脉冲散布技术，提出了一种使码速降低至4kb／s的散布脉冲代数码本激励线性预测（PD—ACELP）编码算法．经仿真实验及主观听觉测试表明，这种算法的合成语音质量还是比较令人满意的．