基于語音多帶激勵編碼lsp參數(shù)的量子壓縮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，涉及編碼【技術(shù)領(lǐng)域】。通過參數(shù)提取、壓縮、排序，將語音的LSP參數(shù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)典二進(jìn)制序列，長度為經(jīng)典二進(jìn)制8比特，應(yīng)用幺正變換U，對不同子空間的輸入序列進(jìn)行變換，發(fā)送端對|ψ′〉的第八個比特進(jìn)行測量，接收端對所接收的信息后面添加|0〉，并進(jìn)行解壓縮操作，將得到的八位態(tài)矢對應(yīng)至經(jīng)典二進(jìn)制信息，生成最終的LSP參數(shù)，對碼本按照選中的參數(shù)次數(shù)進(jìn)行排序。本發(fā)明利用量子與語音壓縮進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用的語音模型多帶激勵模型，合理的利用各態(tài)矢之間的相關(guān)性，填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白，滿足人們的使用需求。
【專利說明】基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及編碼【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法。

【背景技術(shù)】
:
[0002]在經(jīng)典通信領(lǐng)域，傳輸?shù)男畔⒕哂幸欢ǖ娜哂嘈?，去除信息冗余以減少傳輸信息比特的方法稱為壓縮，信息的壓縮可以起到節(jié)約資源的目的。在量子通信領(lǐng)域，也要進(jìn)行量子壓縮，以達(dá)到節(jié)約傳輸量子比特的目的。
[0003]現(xiàn)有的量子壓縮編碼的方法是在量子信息論的基礎(chǔ)上提出來的，主要有分布式壓縮，固定長度壓縮，變長壓縮等。而且，量子壓縮算法具體的應(yīng)用只在圖像壓縮方面。其中:
[0004]分布式壓縮是指將源量子態(tài)分發(fā)至兩個或更多的小組中，每個小組在發(fā)送消息至接收方前，對分到的量子態(tài)進(jìn)行獨立壓縮，而接收方可以據(jù)此重建原始輸入。該類壓縮方式，不能合理的利用各態(tài)矢之間的相關(guān)性，因此只在理論上進(jìn)行了驗證，而無實例。
[0005]在固定長度壓縮中，需要信源的密度矩陣，并稱密度矩陣的特征值張量空間為典型子空間，發(fā)送的信源信息在發(fā)送端判斷是否為典型序列，若為典型序列，則可以用較少的量子比特來發(fā)送；若非典型序列，則任意發(fā)送典型子空間內(nèi)的任一序列至接收端。
[0006]變長壓縮是將量子碼字通過么正變換變?yōu)殚L度縮短的新量子碼字，并通過其他渠道將原量子碼字的長度告知接收端，由接收端根據(jù)收到的量子碼字及原碼字長度，對接受碼字添加一定個數(shù)的0，使碼字長度恢復(fù)原長，再進(jìn)行該么正變換的逆變換而恢復(fù)原量子碼字。
[0007]還有學(xué)者提出了基于量子神經(jīng)模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的量子反向傳播(quantumreverse propagat1n,QBP)算法,并用于圖像壓縮,用更少的學(xué)習(xí)迭代過程得到了比BP算法更好的重建圖像質(zhì)量。
[0008]因此，到目前為止，已經(jīng)有很多人研究了量子壓縮問題，但是并未有人將量子與語音壓縮進(jìn)行結(jié)合的實例。
[0009]多帶激勵(Mult1-BandExcitat1n, MBE)模型是 Griffin 和 Lim 于 1988 年針對傳統(tǒng)二元模型中的缺點提出一種新的語音模型。簡單的二元清/濁音模型中，將一整段語音完全判決為清音或者濁音，但在實際語音中，這一段語音可能既含有清音又含有濁音，如果根據(jù)某個標(biāo)準(zhǔn)只判決為一種，那么可能會在合成語音中產(chǎn)生嗡嗡聲。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0010]針對上述問題填補(bǔ)該領(lǐng)域的空白，本發(fā)明基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，以256大小的碼本為例包括如下步驟:
[0011]I)通過參數(shù)提取、壓縮、排序，將語音的LSP參數(shù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)典二進(jìn)制序列，長度為經(jīng)典二進(jìn)制8比特；
[0012]2)將二進(jìn)制的O和I分別對應(yīng)到量子態(tài)的|a〉和|b〉可以得到| aaaaaaaaa〉，I aaaaaaaab)…|bbbbbbbbb〉256 種態(tài)矢；
[0013]3)據(jù)表 I，將 I Μ〉= {I aaaaaaaa〉，| aaaaaaab)…| bbbbbbbb) }劃分為概率較大的正交空間

【權(quán)利要求】
1.基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，其特征在于，以256大小的碼本為例包括如下步驟: 1)通過參數(shù)提取、壓縮、排序，將語音的LSP參數(shù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)典二進(jìn)制序列，長度為經(jīng)典二進(jìn)制8比特； 2)將二進(jìn)制的O和I分別對應(yīng)到量子態(tài)的Ia〉和I b〉可以得到I aaaaaaaaa〉,aaaaaaaab)…|bbbbbbbbb〉256 種態(tài)矢； 3)據(jù)表1，將 |M〉= {I aaaaaaaa), aaaaaaab)…|bbbbbbbb〉}劃分為概率較大的正交空間
以及概率較小的正交補(bǔ)子空間
其中，|e〉表示其中I xa〉和I xa〉的個數(shù)與前相同但位置不同的量子態(tài)矢； 4)應(yīng)用么正變換U，對不同子空間的輸入序列進(jìn)行變換； 5)發(fā)送端對IΨ，)的第八個比特進(jìn)行測量； 6)接收端對所接收的信息后面添加IO〉，并進(jìn)行解壓縮操作，可以得到如下兩種狀態(tài)之一
7)將得到的八位態(tài)矢對應(yīng)至經(jīng)典二進(jìn)制信息，生成最終的LSP參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，其特征在于:所述LSP參數(shù)采用碼本的形式進(jìn)行壓縮和傳輸；每一組LSP參數(shù)是10維的向量，當(dāng)一幀語音輸入需要壓縮時，從碼本中來尋找與該向量最接近的向量，只傳輸該碼本的編碼即可，如果碼本的大小為N，則需要傳輸?shù)慕?jīng)典比特個數(shù)為log2N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，其特征在于:所述語音的LSP參數(shù)提取自包含中外男女老少語音的語音庫，用N大小的碼本進(jìn)行壓縮，記錄碼本內(nèi)LSP參數(shù)被選中的次數(shù)，并按照選中次數(shù)進(jìn)行排序；以N = 256為例，將選中次數(shù)最多的LSP參數(shù)編碼為00000000，其次的為00000001，再次為00000010。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，其特征在于:所述編碼原則為選中的次數(shù)越多，參數(shù)編碼中包含O的個數(shù)越多；反之，則包含I的個數(shù)最多。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于語音多帶激勵編碼LSP參數(shù)的量子壓縮方法，其特征在于:所述對I ψ'〉的第八個比特進(jìn)行測量時測量結(jié)果為0，則信息態(tài)為Ifghijk1〉，則證明將發(fā)送的量子比特為Ifghijki〉為典型態(tài)I ψ_〉，用I ψ.ρ1〉表示，經(jīng)信道發(fā)送I ψ.ρ1〉；測量結(jié)果為I，則信息態(tài)為I zyxwvutl〉，則證明發(fā)送的量子比特為非典型態(tài)|zyxwvut〉，即V_〉，經(jīng)量子信道發(fā)送I v_p2〉，其中滿足
典型態(tài)。
【文檔編號】G10L19/08GK104078047SQ201410294051
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】梁彥霞, 盧光躍, 聶敏, 楊武軍, 張美玲, 劉原華, 何華, 劉曉慧, 楊光, 劉璐, 王穎 申請人:西安郵電大學(xué)