語(yǔ)音編碼器

語(yǔ)音編碼器是一種用于將語(yǔ)音信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，它在通信中起著重要的作用。 語(yǔ)音編碼器的作用是將語(yǔ)音信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)，使其能夠在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸。因此，語(yǔ)音編碼器是在通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分。它可以將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以便在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并在接收端轉(zhuǎn)換回原始的語(yǔ)音信號(hào)。 語(yǔ)音編碼器有多種不同的類型，如G.711、G.722、G.723.1和G.729等。這些編碼器可以提供不同的編碼速率和質(zhì)量，以滿足不同的應(yīng)用需求。G.711是最常用的編碼器，它可以提供64Kbps的編碼速率，提供較高的音頻質(zhì)量。G.722編碼器可以提供16Kbps的編碼速率，但提供的音頻質(zhì)量較低。G.723.1編碼器可以提供6.3Kbps的編碼速率，但提供的音頻質(zhì)量較高。G.729編碼器可以提供8Kbps的編碼速率，但提供的音頻質(zhì)量較低。 語(yǔ)音編碼器的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于語(yǔ)音電話、移動(dòng)電話、無(wú)線電視和衛(wèi)星通信等。它也可以用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)，如語(yǔ)音交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電話和視頻會(huì)議等。 總之，語(yǔ)音編碼器是一種用于將語(yǔ)音信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，它在通信中起著重要的作用。它可以將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以便在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并在接收端轉(zhuǎn)換回原始的語(yǔ)音信號(hào)。它的應(yīng)用非常廣泛，可以用于語(yǔ)音電話、移動(dòng)電話、無(wú)線電視和衛(wèi)星通信等。

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語(yǔ)音編碼器的主要功能就是把用戶語(yǔ)音的PCM（脈沖編碼調(diào)制）樣值編碼成少量的比特（幀）。這種方法使得語(yǔ)音在連路產(chǎn)生誤碼、網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)和突發(fā)傳輸時(shí)具有健壯性（Robustness）。在接收端，語(yǔ)音幀先被誤碼為PCM語(yǔ)音樣值，然后再轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音波形。

 語(yǔ)音編碼器分為三種類形：（a）波形編器；（b）聲碼器；（c）混合編碼器。

波形編碼器會(huì)盡可能構(gòu)出包括背景噪單在內(nèi)的模擬波形。由于波形編碼器作用于所有輸入信號(hào)，因此會(huì)產(chǎn)生高質(zhì)量的樣值。然而，波形編碼器工作在高比特率。例如：ITU-G.711規(guī)范（PCM）用的比特率為64Kbps。 聲碼器（vocoder）不會(huì)再生原始波形。這組編碼器會(huì)提取一組參數(shù)，這組參數(shù)被送到接收端，用來(lái)導(dǎo)出語(yǔ)音產(chǎn)生模形。線性預(yù)測(cè)編碼（LPC）用來(lái)獲取一時(shí)變數(shù)字濾波器的參數(shù)。這個(gè)濾波器用來(lái)模擬說(shuō)話人的聲道輸出[WEST96]。在電話系統(tǒng)中使用聲碼器，語(yǔ)音質(zhì)量不夠好。在VOIP中常用的語(yǔ)音編碼器是混合編碼器，它融入了波形編碼器和聲器的長(zhǎng)處，它的另一特點(diǎn)是它工作在非常低的比特率（4-6Kbps）�；旌暇幋a器采用合成分析（AbS）。

為了說(shuō)明問(wèn)題，考慮人的聲道產(chǎn)生的一個(gè)語(yǔ)音模式：當(dāng)人說(shuō)話產(chǎn)生語(yǔ)音信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)出濁音（如音素pa、da等）和清音（如音素sh、th）。激勵(lì)信號(hào)就是由輸入的語(yǔ)音信號(hào)導(dǎo)出的，其方法是使合成語(yǔ)音與輸入語(yǔ)音的差別非常小。LPC的用法、激勵(lì)的產(chǎn)生以及對(duì)合成分析（AbS）系統(tǒng)的誤差檢查均如圖4-1所示。 長(zhǎng)話質(zhì)量編碼器在比特率高于8Kbps時(shí)容易實(shí)現(xiàn)，如圖4-2所示。長(zhǎng)話質(zhì)量的語(yǔ)音平均意見(jiàn)得分（MOS）必須在分或許分以上。傳統(tǒng)的PCN語(yǔ)音在比特率小于32 Kbps，語(yǔ)音質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重惡化，在這里就不討論P(yáng)CN了�；旌暇幋a和聲碼器在比特率相當(dāng)?shù)偷腗OS上的得分是可接受的。在現(xiàn)階段，大多數(shù)基于VOIP的編碼器的工作范圍在5.2~8kbps。研究表明，標(biāo)準(zhǔn)的編碼器在比特率為4 Kbps時(shí)能提供可接受的NOS得分，一些分用系統(tǒng)在4.8 Kbps的MOS上的得分為3.8。 矢量量化和碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè) 一種較好的方法就是用預(yù)測(cè)存儲(chǔ)的最優(yōu)參數(shù)（碼元矢量）的碼本對(duì)輸入語(yǔ)音信號(hào)的表示矢量進(jìn)行編碼，這種技術(shù)稱為矢量量化（VQ，vector quantization）。 將VQ和AbS技術(shù)結(jié)合在一起會(huì)進(jìn)一步提高編碼性能。AbS VQ是技術(shù)構(gòu)成CELP的基礎(chǔ)。VQ和AbS VQ的主要區(qū)別在于進(jìn)行矢量量化碼簿搜索時(shí)采用的量化失真測(cè)量定義的不同[WONG96]。


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