语音编码技术及其在通信系统中的应用样本.doc

多媒体技术基本期末论文题目：语音压缩编码及其在通信系统中应用专业：通信工程姓名：张娴学号：123071304495月24日在当代通信中，随着科学技术迅速发展，图像、数据等非话音信息在通信信息总量中所占比例大大提高，并且这种提高趋势依然会继续下去。例如说，此前手机基本上只可以打电话，发短信，不能接受文献，不能观看视频，但是当前3G手机甚至4G手机，可以看视频，接发文献，尚有诸多应用软件。语音信号所占传播比例确是大大减小。但是，到当前为止，在大多数通信系统中，传播最多信息依然是语音信号。例如说咱们经常打电话，用语音发微信，听音乐，看视频等等。在可以预见将来通信中，尽管语音信号在通信信息总量中所占比例会有所下降，但依然会是传播最多信息。语音信号是模仿信号，不能直接在数字通信系统中传播，必要先进行模/数转换再进行数/模转换，这种转换就称为语音编译码（简称语音编码），其作用是将语音模仿信号转换为数字信号，到了接受端，再将收到语音数字信号还原为语音模仿信号。可见，语音编码技术在数字通信中具备十分重要作用，随着计算机技术与超大规模集成电路技术飞速发展和广泛应用，信号数字解决、数字传播和数字存储日益显示出巨大优越性。数字化技术应用范畴迅速扩大到各个科学技术领域，渗入到工农业生产和社会生活各个方面。因而，尽量减少信号占有带宽、持续时间和存储容积，以节约信号在传播、解决和存储中开销，具备巨大经济价值。因此，语音编码技术，特别是语音压缩编码技术（编码速率在16kbit/s如下），近年来受到人们广泛关注和注重，有着极为迫切客观需求。正是在这种强大客观需求推动下，近二十几年来，随着计算机技术、微电子技术、信号解决技术以及编码理论发展和进步，语音编码技术获得了许多突破性进展，提出了许多新编码技术和算法，并迅速得到了广泛应用。由于各种通信网络工作环境各不相似，传播信息也不完全同样，顾客状况更是千差万别，因而对语音编码提出规定也就不尽相似。综合各种通信网络对语音编码共同规定，大体有几下几点。（1）编码速率要适合在惯用话音信道内传播，普通规定编码速率在2kbit/s到16kbit/s之间。（2）在一定编码速率下，语音质量要尽量高，即译码后恢复语音保真度要尽量高。（3）编译码时延要小。总时延普通规定不不不大于65ms。（4）编译码算法复杂度不能太大，以合用于大规模集成电路实现。（5）坚韧性好，有较好抗误码性能。然而上述这些规定之间往往又是互相矛盾。例如，为了使语音质量好，编码速率就应当要高某些，但这又会使其占用信道带宽增大，信道带宽是有限，编码速率过高就不能在信道内传播。因而，在实际应用中要依照详细状况综合分析和比较，在各个规定之间进行一定折衷，选取最佳编码方案。当前语音编码已获得非常广泛应用，语音编码系统构成也各种各样。归纳起来可以分为两大类：第一类，编码—存储—回放系统，又称为数字语音录放系统，例如发声字典；第二类，编码—传播—译码系统，又称为数字电话通信系统。下图分别画出了这两种语音编码系统原理方框图。语音译码器数字存储媒介语音编码器输入输出语音语音数字语音录放系统原理方框图调制器信道编码器语音编码器输入语音传播设备及信道解调器信道译码器语音译码器输出语音数字电话通信系统原理方框图数字语音录放系统与模仿语音录放系统相比，具备灵活性高、可控性强、寿命长等有点。在此类语音编码系统中，对编码实时性规定不高，但规定有较高数据压缩率，以减少数字存储容量。对译码器则规定算法尽量简朴，成本尽量低，可以实时译码或基本实时译码，以减少响应时延。数字电话通信系统与模仿电话通信系统相比，具备抗干扰能力强、保密性好、易于集成化等长处。在数字电话通信系统中，普通都规定实时编码和译码，同步对算法复杂度、抗误码能力等均有一定规定。语音编码按照老式分类办法普通分为3类：波形编码、参数编码和混合编码。波形编码是最基本语音编码方式，也是最早提出和实现编码技术，应用很广。它将时间或频域（或变换域）信号直接变换成数字信号，力求使重建语音波形保持原始语音信号波形形状。具备语音质量好、抗干扰性能强等有点。其缺陷是所需用编码速率高，普通在16kbit/s到64kbit/s之间。波形编码当其编码速率进一步减少时，其语音质量等性能指标下降不久，但是若编码速率过高，又会使占用信道带宽增大。参数编码又称为声源编码或声码器，有时还称分析—综合编码，它将信源信号在频域或其她变换域提取特性参数，然后对这些特性参数进行编码和传播，在译码端再将收到数字信号译成特性参数，依照这些特性参数重建语音信号。参数编码通过对语音信号特性参数提取和编码，力求使重建语音信号具备尽量高可懂度，即保持原语音信号语意，但重建语音信号波形与原语音信号波形却相差甚远。参数编码长处是可实现低速率语音编码，其编码速率可低至2.4kbit/s一下。其