低码率语音编解码技术解析

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"低码率语音编解码方法是关于语音编码技术的一本教材,由A.M.Kondoz撰写,他在英国萨里大学任职。这本书详细介绍了用于低比特率通信系统的数字语音编码技术,旨在帮助读者理解和掌握算法,尽管未包含实际代码实现。" 在语音通信领域,低码率语音编解码技术是一项关键的技术,它主要用于限制带宽资源有限的通信系统,如无线通信、卫星通信以及互联网语音服务(如VoIP)。这种技术的目标是在保持可接受的语音质量的同时,尽可能地压缩语音数据,从而节省传输带宽。 在《Digital Speech: Coding for Low Bit Rate Communication Systems》第二版中,作者A.M.Kondoz深入探讨了多种低码率语音编码算法。这些算法通常包括以下几种类型: 1. 声码器(Vocoder):声码器是一种模拟人类听觉系统的模型,通过分析语音信号的频谱特性,将其转换为更紧凑的数据形式。例如,线性预测编码(LPC)、自适应差分脉冲编码(ADPCM)和码激励线性预测(CELP)等。 2. 基于感知的编码:这类编码方法更关注人类听觉系统的感知特性,例如,人耳对不同频率的敏感度不同。通过这种方式,可以牺牲部分不易察觉的频率成分,以降低码率。比如,多频带激励线性预测(MB-LTP)、感知熵编码(Pulse Excited Linear Prediction, PELP)。 3. 波形编码:这种方法试图直接对原始语音波形进行压缩,但通常需要较高的码率。如脉冲编码调制(PCM)和差分脉冲编码调制(DPCM)。 4. 混合编码:结合了声码器和波形编码的特点,如混合码激励线性预测(Hybrid CELP)和增强型全速率(EFR)编码。 5. 嵌入式编码:如AMR(Adaptive Multi-Rate)和Opus等,它们能够根据网络条件动态调整编码质量,以适应变化的带宽需求。 6. 人工神经网络和深度学习的应用:近年来,神经网络在语音编码中扮演了重要角色,如深度神经网络激励线性预测(DNN-ILP)和自注意力模型等,能进一步提升编码效率和语音质量。 这本书的详尽公式解析有助于读者理解这些复杂的算法原理,尽管缺乏实际代码实现,但它为理论学习和进一步研究提供了坚实的基础。对于那些想要深入理解低码率语音编码算法或进行相关研究的人来说,这是一本不可多得的参考资料。