一种数字语音编码方法与流程

本发明涉及语音编码技术领域，具体涉及一种数字语音编码方法。

背景技术：

目前，在通信系统中，语音编码是相当重要的，在很大程度上，语音编码决定了接收到的语音质量和系统容量。传统上语音编码技术又可分为波形编码、参数编码和混合编码三大类。

波形编码是将时间域信号直接变换为数字代码，力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状。波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定的速率抽样，然后将幅度样本分层量化，并用代码表示。解码是其反过程，将收到的数字序列经过解码和滤波恢复成模拟信号。脉冲编码调制(pcm)和增量调制(dm)，以及它们的各种改进型自适应增量调制(adm)，自适应差分编码(adpcm)等，都属于波形编码技术。但是对带宽资源日益紧张的网络通信来说，这种编码方式显然不合适，因为波形编码的通信速率一般在16kbit/s的速率以上。参数编码对信号包络进行特征参数提取和编码，在解码端，通过特征参数和残差重建原始语音信号，压缩率较高。典型的如lpc-10、melp、selp等语音压缩编码方式。参数编码由于其通信速率可达1.2-2.4kbit/s，目前被广泛使用于移动通信中。混合编码，即同时使用两种或两种以上的编码方法进行编码的过程。由于混合编码结合了波形编码的高质量和参数编码的低数据率，其在实际应用中取得了较好的效果。典型的混合编码方式如mplpc、kpelpc、celp等。

在移动通信系统中，宽带资源是十分宝贵的。低比特率语音编码提供了解决该问题的一种方法。在编码器能够传送高质量语音的前提下，如果比特率越低，可在一定得宽带内能传更多路的高质量语音。语音编码为信源编码，是将模拟语音信号转变为数字信号以便在信道中传输。语音编码的目的是在保持一定的算法复杂程度和通信时延的前提下，占用尽可能少的通信容量，传送尽可能高质量的语音。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种数字语音编码方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种数字语音编码方法，包括如下步骤：

a.在脉冲编码调制模块中，对原始语音进行短时分帧处理，得到语音信号；

b.在线性规划编码模块中，接收语音信号，对每帧语音信号进行参数提取，生成短时语音信号的包络特征参数和余量信号；

c.在余量帧能量模块中，接收线性规划分析模块中的余量信号，从所述余量信号中提取能量参数；

d.在激励谱分析模块中，接收线性规划分析模块中的余量信号，从所述余量信号中提取激励谱幅度；

e.在基音估计与平滑算法模块中，接收语音信号，从所述语音信号中提取基音参数；

f.在分子带清浊音判决模块中，接收语音信号，从所述语音信号中提取清浊音参数；

g.在正弦和发生器中，接收激励谱幅度，发送到带通滤波器组；

h.在噪声发生器中，接收语音信号，发送到带通滤波器组；

i.在带通滤波器组中，接收清浊音参数，滤除编码器中的高频噪声和低频直流噪声，生成激励源；

j.在合成滤波模块中，接收包络特征参数和激励源，发送到后滤波模块；

k.在后滤波模块中，包络特征参数和激励源进行卷积，合成语音。

本发明解决了甚低速率语音编码残差信号难以压缩、解压缩后语音质量过低、压缩算法过于复杂、工程难以实现的问题。

附图说明

图1是本发明一种数字语音编码装置的编码器结构框架图。

图2是本发明一种数字语音编码装置的解码器结构框架图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1、图2所示，一种数字语音编码方法，包括如下步骤：

a.在脉冲编码调制模块02中，对原始语音01进行短时分帧处理，得到语音信号03；

b.在线性规划分析模块04中，接收语音信号03，对每帧语音信号进行参数提取，生成短时语音信号的包络特征参数15和余量信号18；

c.在余量帧能量模块05中，接收线性规划分析模块04中的余量信号18，从所述余量信号18中提取能量参数16；

d.在激励谱分析模块06中，接收线性规划分析模块04中的余量信号18，从所述余量信号18中提取激励谱幅度17；

e.在基音估计与平滑算法模块07中，接收语音信号03，从所述语音信号03中提取基音参数19；

f.在分子带清浊音判决模块08中，接收语音信号03，从所述语音信号03中提取清浊音参数20；

g.在正弦和发生器09中，接收激励谱幅度17，发送到带通滤波器组11；

h.在噪声发生器10中，接收语音信号03，发送到带通滤波器组11；

i.在带通滤波器组11中，接收清浊音参数20，滤除编码器中的高频噪声和低频直流噪声，生成激励源21；

j.在合成滤波模块12中，接收包络特征参数15和激励源21，发送到后滤波13模块；

k.在后滤波模块13中，包络特征参数15和激励源21进行卷积，合成语音14。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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