c语言实现线性预测编码
时间: 2023-10-16 22:08:28 浏览: 30
线性预测编码(Linear Predictive Coding,LPC)是一种信号压缩技术,可以用来减少音频信号的数据量,同时保持语音质量。下面是一个简单的C语言实现LPC的示例代码:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 10 // 线性预测阶数
#define SAMPLE_RATE 16000 // 采样率
int main()
{
FILE *fp_in, *fp_out;
short data, *input;
double x[N+1], r[N+1], a[N+1], e, k;
int i, j, n = 0;
input = (short *)malloc(sizeof(short) * SAMPLE_RATE); // 分配输入缓冲区
fp_in = fopen("input.pcm", "rb"); // 打开输入文件
if (fp_in == NULL) {
printf("Error: Cannot open input file.\n");
return -1;
}
fp_out = fopen("output.lpc", "wb"); // 打开输出文件
if (fp_out == NULL) {
printf("Error: Cannot open output file.\n");
return -1;
}
// 初始化LPC系数和误差
for (i = 0; i <= N; i++) {
x[i] = 0.0;
r[i] = 0.0;
a[i] = 0.0;
}
e = 0.0;
// 读取输入数据并计算LPC系数
while (fread(&data, sizeof(short), 1, fp_in) == 1) {
x[0] = (double)data / 32768.0; // 将采样数据归一化到[-1, 1]之间
e = (1 - k * k) * e;
for (i = 1; i <= N; i++) {
r[i] = 0.0;
for (j = 0; j <= N-i; j++) {
r[i] += x[j] * x[j+i];
}
}
k = r[1] / e;
a[1] = k;
for (i = 2; i <= N; i++) {
a[i] = 0.0;
for (j = 1; j < i; j++) {
a[i] += a[j] * r[i-j];
}
a[i] = -(r[i] + a[i]) / e;
}
fwrite(a+1, sizeof(double), N, fp_out); // 将LPC系数写入输出文件
for (i = N; i > 0; i--) {
x[i] = x[i-1];
}
n++;
}
// 释放缓冲区并关闭文件
free(input);
fclose(fp_in);
fclose(fp_out);
return 0;
}
```
该代码中使用了一个长度为N+1的缓冲区x来存储输入信号,每次读入一个采样值后将其放入x[0],同时将缓冲区中的所有数据向右移动一位。然后使用x中的数据计算自相关系数r,进而计算LPC系数a。最后将LPC系数写入输出文件中。
注意,该代码中读取的输入文件应为16位PCM音频文件,采样率为16kHz。如果采用其他格式的音频文件,则需要进行相应的转换。
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