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基于MELP的低速率语音编码算法研究

作　者: 石亚楠
导　师: 裘雪红
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 语音编码混合激励矢量量化基音周期提取参数插值
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 99次
引　用: 2次
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内容摘要

由于信道资源的有限性,以及军事通信中的需要,高质量低速率语音编码技术具有非常广阔的发展前景,并且2.4kbps以及更低速率的语音编码算法研究已经成为近年来的研究热点。混合激励线性预测算法(MELP)作为美国国防部公布的2.4kbps编码标准,不仅是一种非常优秀的算法,并且具有很大的发展潜力。本文对MELP算法的参数提取,量化,语音合成等技术进行了深入研究和仿真实现；并且在分析和仿真实现了一种更为传统的2.4kbps声码器——LPC-10算法之后,分析了MELP算法的优势。MELP算法在原有的LPC编码的基础上,应用了混合激励、矢量量化等更具有优势的处理方法,并运用自适应频谱增强等新技术,采用了一种更为符合人类发音机制的语音生成模型来合成语音,从而达到了提高合成语音质量的目的。在对MELP算法进行深入分析的基础之上,本文提出了MELP算法的两个改进方向。一是对整数基音周期检测算法进行了改进,提高了整数基音检测算法的准确度,并且降低了归一化自相关函数的运算复杂度；二是根据多级矢量量化器的系统特性和LSF参数的特征,提出了一种改进的MELP算法,将编码速率降低到1.7kbps,并且进行仿真实验,得到了质量清晰的合成语音。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 语音编码的分类和标准  8-10
    1.2.1 语音编码的分类  8-9
    1.2.2 语音编码国际标准  9-10
  1.3 低速率语音编码算法概述  10-14
    1.3.1 可压缩的理论依据  10
    1.3.2 语音编码的极限速率  10-11
    1.3.3 语音编码算法的性能评价  11-12
    1.3.4 现有低速率语音编码算法思想介绍  12-14
  1.4 本论文内容和章节安排  14-16
    1.4.1 本论文内容  14
    1.4.2 本论文章节安排  14-16
第二章 MELP编码器算法实现研究  16-32
  2.1 概述  16-17
  2.2 基音周期的计算  17-20
    2.2.1 基音周期检测基础  17-18
    2.2.2 整数基音周期的计算  18
    2.2.3 分数基音周期的提取  18-19
    2.2.4 基音周期的最终计算  19-20
  2.3 多带语音分析  20-21
  2.4 增益的计算  21
  2.5 线性预测分析  21-23
    2.5.1 线性预测分析基础  21-22
    2.5.2 线性预测分析实现  22-23
  2.6 残差谐波谱参数的计算  23
  2.7 量化  23-25
    2.7.1 线性预测系数的量化  23-24
    2.7.2 基音周期的量化  24
    2.7.3 增益的量化  24-25
    2.7.4 带通清浊音参数量化  25
    2.7.5 残差谐波谱参数量化  25
  2.8 编码器算法实现结果分析  25-32
    2.8.1 输入语音信号的选取  25-26
    2.8.2 预处理仿真  26
    2.8.3 基音周期提取仿真  26-29
    2.8.4 多带语音分析及增益计算仿真  29
    2.8.5 残差谐波谱参数的计算仿真  29-30
    2.8.6 量化仿真分析  30-32
第三章 MELP解码器算法实现研究  32-42
  3.1 概述  32
  3.2 参数的解码  32-33
  3.3 噪声的抑制  33-34
  3.4 参数的插值  34
  3.5 混合激励的生成  34-35
    3.5.1 周期脉冲与噪声激励生成  34-35
    3.5.2 混合激励的生成  35
  3.6 自适应谱增强  35-36
  3.7 线性预测合成  36-37
  3.8 增益修正  37
  3.9 脉冲整形滤波  37
  3.10 解码器算法实现分析  37-42
第四章 MELP算法与LPC-10算法比较分析  42-50
  4.1 LPC-10算法分析与实现  42-45
    4.1.1 概述  42
    4.1.2 编码器端算法介绍  42-44
    4.1.3 解码器端算法介绍  44
    4.1.4 算法仿真实现分析  44-45
  4.2 MELP算法与LPC-10算法对比分析  45-48
    4.2.1 激励源对比分析  45-46
    4.2.2 LPC参数量化对比分析  46-48
  4.3 MELP其它关键技术分析  48-50
    4.3.1 自适应谱增强技术  48
    4.3.2 非周期性脉冲技术  48
    4.3.3 残差谐波谱参数提取技术  48-49
    4.3.4 脉冲整形滤波技术  49-50
第五章 MELP算法改进方向分析  50-60
  5.1 整数基音检测算法的改进  50-54
    5.1.1 问题的提出  50
    5.1.2 整数基音检测改进算法  50-52
    5.1.3 实验仿真结果分析  52-54
  5.2 基于LSF参数改进的MELP算法构建  54-60
    5.2.1 LSF参数量化改进  54-55
    5.2.2 LSF参数帧间插值改进  55-56
    5.2.3 实验仿真结果分析  56-60
第六章总结  60-62
  6.1 论文工作总结  60-61
  6.2 进一步研究方向  61-62
致谢  62-64
参考文献  64-66

基于MELP的低速率语音编码算法研究

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