br>[0036] 步驟三：設(shè)計(jì)編碼數(shù)據(jù)緩存器結(jié)構(gòu)，確定分析語音特征參數(shù)所用的窗函數(shù)的中心 位置；
[0037] 步驟四：對超幀的語音特征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合量化；
[0038] 步驟五：利用幀結(jié)構(gòu)中剩余比特將步驟四所得的一些重要語音特征參數(shù)進(jìn)行（7， 4)漢明碼和（8,4)漢明碼的差錯控制編碼，組成二進(jìn)制比特流進(jìn)行傳送。
[0039] 其中，編碼端步驟三中"設(shè)計(jì)編碼數(shù)據(jù)緩存器結(jié)構(gòu)，確定分析語音特征參數(shù)所用的 窗函數(shù)的中心位置"，其結(jié)構(gòu)和窗中心位置如圖3所示：1到250是上一超幀后250個樣點(diǎn) 的存儲區(qū)域，251到730是當(dāng)前超幀兩個子幀共480個樣點(diǎn)的存儲區(qū)域，280表示提取當(dāng)前 超幀第一子幀參數(shù)時窗的中心位置，520表示提取當(dāng)前超幀第二子幀參數(shù)時窗的中心位置， 窗長均為256。
[0040] 其中，編碼端步驟四中"對超幀的語音特征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合量化"，各語音特征參數(shù) 比特分配和量化方式如下：
[0041] 步驟一：提取子幀的基音周期Pitch，經(jīng)對數(shù)化后采用7bit進(jìn)行標(biāo)量量化；
[0042] 步驟二：判斷子幀的清音/濁音（U/V)狀態(tài)，如果為清音子幀，則不提取清/濁音 強(qiáng)度VP值；如果是濁音子幀，則提取清/濁音強(qiáng)度VP值。對濁音子幀進(jìn)行分帶處理。濁音 子幀通過帶通濾波器后分為5個子帶，如果子帶為清音狀態(tài)，用"0"表示，如果子帶為濁音 狀態(tài)，用" 1"表示。對濁音子幀的后4個子帶的帶通清/濁音強(qiáng)度VP用2bit量化，即：將 0001、0010、0011、0100、0101 歸入 0000,用 00 編碼；將 1001，1010，1011 歸入 1000,用 01 編 碼；將1101歸入1100,用10編碼；將1110,0111，0110歸入1111，用11編碼；
[0043] 步驟三：提取子幀的增益G，用8bit進(jìn)行標(biāo)量量化；
[0044] 步驟四：只提取超幀中第一個濁音子幀的殘差諧波幅度Fsmag值，進(jìn)行Sbit矢量 量化。對清音子幀不提取Fsmag值；
[0045] 步驟五：對提取子幀的線譜對頻率LSF分模式進(jìn)行量化，當(dāng)兩子幀分別為濁音清 音或清音濁音時，濁音子幀和清音子幀的LSF分別采用19bit和IObit矢量量化；當(dāng)兩子幀 均為清音時，兩子幀的LSF都采用IObit進(jìn)行矢量量化；當(dāng)兩子幀均為濁音時，第一子幀的 LSFl采用19bit矢量量化，利用LSFl對第二子幀的LSF2進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測值，計(jì) 算LSF2的殘差信號MSF?. = iSF\-- lSF?.，然后對殘差值Δ LSF2做8bit矢量量化。
[0046] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的I. 2kbps聲碼器，其編碼端幀結(jié)構(gòu)比特分配方案如表2所示。
[0047] 表 2
[0048] CN 105118513 A 說明書 5/5 頁
[0049] (2)解碼端的基本步驟
[0050] 圖3給出的是解碼端語音特征參數(shù)的解碼和語音信號的合成過程。
[0051] 步驟一：解碼端從接收到的比特流中解析出各語音特征參數(shù)的量化索引值，通過 量化索引得到語音特征參數(shù)的初值，然后進(jìn)行語音特征參數(shù)完整性的重構(gòu)。針對不同的幀 模式，對LSF、Fsmag和VP參數(shù)采取不同的重構(gòu)方式；
[0052] 步驟二：采用上述語音特征參數(shù)生成的激勵信號經(jīng)過合成濾波器后得到重構(gòu)的語 音信號；
[0053] 步驟三：對重構(gòu)的語音信號進(jìn)行增益調(diào)整和脈沖整形濾波，得到最終合成的語音 信號；
[0054] 其中，解碼端步驟二中"采用上述語音特征參數(shù)生成的激勵信號"。根據(jù)步驟一解 析出的子幀的基音周期Pitch值，判斷該子幀的清/濁狀態(tài)。若為濁音子幀，利用該子幀的 殘差諧波幅度Fsmag和帶通清/濁音強(qiáng)度VP生成周期性脈沖激勵信號；如果為清音子幀， 激勵為白噪聲信號；
[0055] 其中，解碼端步驟二中"經(jīng)過合成濾波器后得到重構(gòu)的語音信號"，合成濾波器 的系數(shù)Cti是解析重構(gòu)后的線譜對頻率LSF經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的。合成濾波器的系統(tǒng)函數(shù)
[0056] 以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在 閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變 化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于混合激勵線性預(yù)測MELP的1. 2kb/s低速率語音編解碼方法，其特征在于， 包括編碼端的編碼步驟及解碼端的解碼步驟，其中編碼端的編碼步驟具體為： 101、 在編碼端，根據(jù)編碼器的輸出碼率和處理幀的長度計(jì)算出編碼幀長，確定語音特 征參數(shù)，包括線譜對頻率LSF、基音周期Pitch、增益G、非周期標(biāo)志、殘差諧波幅度Fsmag、帶 通清/濁音強(qiáng)度VP量化所用的比特數(shù)，設(shè)計(jì)出編碼幀結(jié)構(gòu)； 102、 輸入語音信號，首先對輸入的語音信號進(jìn)行預(yù)處理，濾除工頻干擾信號，截取Mims 長度的語音信號為一子幀，兩個子幀組成一個超幀； 103、 設(shè)計(jì)編碼數(shù)據(jù)緩存器結(jié)構(gòu)，確定分析語音特征參數(shù)所用的窗函數(shù)的中心位置； 104、 采用步驟103中確定的窗函數(shù)對語音信號進(jìn)行截斷處理后，提取子幀的語音特征 參數(shù)，以超幀為單位，對語音特征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合量化； 105、 利用編碼后超幀結(jié)構(gòu)中的剩余比特將步驟104所得的語音特征參數(shù)進(jìn)行差錯控 制編碼，組成二進(jìn)制比特流后，傳送給解碼端； 在解碼端，解碼端的解碼步驟為： 106、 解碼端接收編碼端發(fā)送來的比特流，并從接收到的比特流中解析出各語音特征參 數(shù)的量化索引值，通過量化索引得到語音特征參數(shù)的初值，然后進(jìn)行語音特征參數(shù)完整性 重構(gòu)； 107、 根據(jù)步驟106解析出的基音周期Pitch值判斷該子幀的清/濁狀態(tài)，若為濁音子 幀時，利用殘差諧波幅度Fsmag和帶通清/濁音強(qiáng)度VP生成周期性脈沖激勵信號；如果為 清音子幀，激勵為白噪聲信號。激勵信號經(jīng)過合成濾波器后，得到重構(gòu)的語音信號； 108、 對重構(gòu)的語音信號進(jìn)行增益調(diào)整和脈沖散布濾波，得到最終合成的語音信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合激勵線性預(yù)測MELP的1. 2kb/s低速率語音編 解碼方法，其特征在于：步驟107中合成濾波器的系統(tǒng)函數(shù)'其中，ai 是通過解碼重構(gòu)出的線譜對頻率LSF經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的線性預(yù)測系數(shù)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合激勵線性預(yù)測MELP的1. 2kb/s低速率語音 編解碼方法，其特征在于：步驟103中的編碼數(shù)據(jù)緩存器結(jié)構(gòu)，確定分析語音特征參數(shù)所用 的窗函數(shù)的中心位置中到250是前一超幀后250個樣點(diǎn)的存儲區(qū)域，251到730是當(dāng)前 超幀兩個子幀共480個樣點(diǎn)的存儲區(qū)域，280表示提取當(dāng)前超幀的第一子幀語音特征參數(shù) 時窗的中心位置，520表示提取當(dāng)前超幀第二子幀語音特征參數(shù)時窗的中心位置，窗長均為 256〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合激勵線性預(yù)測MELP的1. 2kb/s低速率語音 編解碼方法，其特征在于：步驟104中提取語音特征參數(shù)包括：線譜對頻率LSF、基音周期 Pitch、帶通清/濁強(qiáng)度VP、殘差諧波幅度Fsmag和增益G。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種基于混合激勵線性預(yù)測MELP的1. 2kb/s低速率語 音編解碼方法，其特征在于：對超幀的語音特征參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合量化，具體為：將超幀的語音 特征參數(shù)按分配的比特數(shù)進(jìn)行標(biāo)量量化或矢量量化，包括步驟： A1、提取子幀的基音周期Pitch，經(jīng)對數(shù)化后進(jìn)行7bit標(biāo)量量化； A2、判斷子幀的清音/濁音（U/V)狀態(tài)，如果為清音子幀，則不提取清/濁音強(qiáng)度VP值； 如果是濁音子幀，則提取清/濁音強(qiáng)度VP值。對濁音子幀進(jìn)行分帶處理，濁音子幀通過帶 通濾波器后分為5個子帶，如果子帶為清音狀態(tài)，用"0"表示，如果子帶為濁音狀態(tài)，用" 1" 表示。對濁音子幀的后4個子帶的帶通清/濁音強(qiáng)度VP用2bit量化，S卩：將0001、0010、 0011、0100、0101 歸入 0000,用 00 編碼；將 1001，1010,1011 歸入 1000,用 01 編碼；將 1101 歸入1100,用10編碼；將1110,0111，0110歸入1111，用11編碼； A3、提取每子幀的增益G，用8bit進(jìn)行標(biāo)量量化； A4、提取超幀中第一個濁音子幀的殘差諧波幅度Fsmag值，進(jìn)行8bit矢量量化。對清 音子幀不提取Fsmag值； A5、對提取子幀的線譜對頻率LSF分模式進(jìn)行量化，當(dāng)兩子幀分別為濁音清音或清音 濁音時，濁音子幀和清音子幀的LSF分別采用19bit和lObit矢量量化；當(dāng)兩子幀均為清音 時，兩子幀的LSF都采用lObit進(jìn)行矢量量化；當(dāng)兩子幀均為濁音時，第一子幀的LSF1采用 19bit矢量量化，利用LSF1對第二子幀的LSF2進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測值Z：S'F2 ,計(jì)算1^?2的 殘差信號ALSTl=L5F1 -1^2，然后對殘差值A(chǔ)LSF2做8bit矢量量化。
【專利摘要】本發(fā)明請求保護(hù)一種基于MELP的1.2kb/s低速率語音編解碼方法，包括：編碼端首先對語音信號以30ms為子幀長度進(jìn)行分幀處理，將相鄰兩子幀組成一個超幀，對提取的語音特征參數(shù)LSF、Pitch、VP、Fsmag和G進(jìn)行多幀聯(lián)合量化編碼。利用幀結(jié)構(gòu)中剩余比特對重要的語音特征參數(shù)進(jìn)行差錯控制編碼，最后組成二進(jìn)制比特流進(jìn)行傳送。解碼端從接收到的比特流中解析出各語音特征參數(shù)的量化索引值，通過量化索引得到語音特征參數(shù)的初值，然后進(jìn)行語音特征參數(shù)完整性重構(gòu)，利用重構(gòu)的語音特征參數(shù)生成激勵信號，再經(jīng)過自適應(yīng)譜增強(qiáng)、合成濾波器、增益控制和散布脈沖濾波后得到合成的語音信號。本發(fā)明能有效地降低語音編碼速率，接收端合成的語音具有較高的清晰度和可懂度。
【IPC分類】G10L19/087
【公開號】CN105118513
【申請?zhí)枴緾N201510434127
【發(fā)明人】李強(qiáng), 付余濤, 舒勤軍, 陳丁當(dāng), 陳浩, 朱蘭, 明艷, 夏緒玖
【申請人】重慶郵電大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月22日