窄帶語(yǔ)音通信系統的研究與設計

引言
當今時(shí)代是個(gè)信息飛速膨脹的時(shí)代，為了滿(mǎn)足用戶(hù)不斷增長(cháng)的信息量需求，各種數據網(wǎng)絡(luò )、信息平臺都在進(jìn)行不斷的擴容建設。然而。頻帶資源終歸是有限的，無(wú)論是有線(xiàn)通信還是無(wú)線(xiàn)通信，頻帶資源正變得越來(lái)越寶貴。如何使用合理的數據壓縮編碼方法以節省帶寬已成為研究和應用的熱點(diǎn)。本文通過(guò)對語(yǔ)音信號的壓縮編碼方法的研究，最終設計了一套語(yǔ)音匯接器，可連接電話(huà)等音頻終端，非常適合窄帶語(yǔ)音通信。

1 語(yǔ)音編碼方法
語(yǔ)音編碼方式從編碼方法的角度可以劃分為：波形編碼、參數編碼和混合編碼。波形編碼具有抗噪性能強、語(yǔ)音質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)．但這種方式所需的編碼速率較高。一般在在16 kbit／s～64 kbit／s。參數編碼的特點(diǎn)是編碼速率低，可以達到1．2 kbit／s～2．4 kbit／s．甚至更低。但是參數編碼器也有語(yǔ)音質(zhì)量較差、自然度較低、對環(huán)境敏感等缺點(diǎn)?；旌暇幋a器，它結合了上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)從兩個(gè)方面構造語(yǔ)音編碼：一方面增加語(yǔ)音的自然度，提高語(yǔ)音質(zhì)量；另一方面相對于波形編碼實(shí)現較低的數碼率指標。當前?；旌暇幋a器正在得到人們較大的關(guān)注。這種編碼器既具備了聲碼器的特點(diǎn)(利用語(yǔ)音生成模型提取語(yǔ)音參數)，又具備了波形編碼的特點(diǎn)(優(yōu)化激勵信號，使其與輸入語(yǔ)音波形相匹配)，同時(shí)還可利用感知加權最小均方誤差的準則使編碼器成為一個(gè)閉環(huán)優(yōu)化的系統，從而在較低的比特率上能獲得較高的語(yǔ)音質(zhì)量。
本文選用的是混合編碼中基于多帶激勵的AMBE算法，選擇AMBE的算法有以下優(yōu)點(diǎn)：AMBE是低比特率、高質(zhì)量的改進(jìn)語(yǔ)音壓縮算法，該技術(shù)在低比特壓縮系統中能提供極優(yōu)的語(yǔ)音質(zhì)量，卻對指令執行速度和存儲器容量的要求大大的降低，它引入了語(yǔ)音分析和合成及矢量量化等新算法．在背景噪聲和信道誤碼方面也有極強的魯棒性。3．6 kb―psAMBE聲碼器。性能與全速率(8 kbps)VSELP的性能相當，在同樣話(huà)音質(zhì)量的前提下，AMBE編碼占用的帶寬較小節省了頻率資源。

2 語(yǔ)音匯接器系統構成
語(yǔ)音匯接器系統主要實(shí)現語(yǔ)音數據的模數數模轉換、壓縮解壓縮、編解碼功能等，如圖1所示：當模擬語(yǔ)音信號經(jīng)A／D轉換后就可以變?yōu)閿底中盘?，該信息再?jīng)語(yǔ)音編碼單元壓縮后送至控制單元，經(jīng)過(guò)控制單元處理的信息就可以通過(guò)通信接口發(fā)送出去。當接收方收到信息對數據進(jìn)行分析處理后送至語(yǔ)音解碼單元解壓縮．然后解壓縮后的數字信息經(jīng)過(guò)D／A轉換后產(chǎn)生模擬語(yǔ)音信號送入語(yǔ)音終端。