8kbit/s ITU-T G.729 CS-ACELP语音编码性能分析

"这篇文章是关于ITU-T G.729编码系统的性能分析，该系统是一种8kbit/s的语音编码国际标准，采用共轭结构代数码激励线性预测（CS-ACELP）技术，其合成语音质量接近32kbit/s ADPCM编码水平。在非正式听音测试中，MOS（Mean Opinion Score）评分为约4.0，表明语音质量良好，适用于个人通信和分组语音通信场景。" 在深入探讨之前，首先理解一些关键术语。语音编码是一种压缩语音信号的技术，用于减少数据传输量而不显著降低音质。ITU-T G.729是一种由国际电信联盟制定的编码标准，特别设计用于低带宽通信，例如在电话网络和移动通信中。 文章首先介绍了G.729编码系统的基础，它基于码激励线性预测（CELP）方法，这是一种混合了线性预测编码（LPC）和矢量量化（Vector Quantization）的技术。在G.729中，使用了共轭结构（CS）的ACELP技术，增强了编码效率和声音质量。 编码器的工作流程大致如下：语音信号经过预处理，包括高通滤波和定标，然后进行线性预测分析。每10毫秒的语音帧会计算出10阶线性预测滤波器参数，这些参数转换成线谱对（LSP），然后进行18位的矢量量化。激励信号的生成通过解析综合过程完成，涉及到自适应码本和固定码本的选择，并结合未量化和量化的LP参数。 在解码端，这些量化后的参数被用来重构语音信号。通过使用反向操作，即合成滤波器应用到量化后的LSP上，结合激励信号来恢复原始语音。这个过程中，自适应码本和固定码本的激励信号会根据具体情况选择，以最小化感知噪声并提高音质。 实验仿真部分展示了G.729编码系统的性能，通过非正式听音测试，得出其合成语音的质量几乎与32kbit/s的自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）编码相当，MOS分约为4.0。MOS评分是评估语音质量的常用方法，分数越高，用户体验越好。4.0的MOS分意味着大多数人认为该编码后的语音质量接近无损。 因此，ITU-T G.729编码系统因其高效和高质量的语音压缩，在有限带宽的通信环境中，如个人通信和IP电话中，具有广泛的应用潜力。这一标准的成功在于能够在保持良好通话质量的同时，极大地减少了所需的带宽资源。