數字語音編碼

內容概要

　　本書系統(tǒng)介紹數字語音編碼的基本理論、技術和分析方法，主要內容包括：語音編碼發(fā)展概況，語音信號和人的聽覺特性，數字語音編碼基本技術，語音波形編碼，聲碼器，合成分析線性預測編碼。全書突出介紹多脈沖激勵、規(guī)則脈沖激勵和碼激勵線性預測編碼，其中又以應用最廣泛和最有發(fā)展前途的碼激勵線性預測編碼為重點。書中選擇GSM
13 kb/s、G.722、FED-STD1016和G.728等語音編碼標準作為實例進行詳細分析。書中安排了一定數量的習題。

作者簡介

　　姚天任，1962年畢業(yè)于清華大學。華中科技大學教授，博士生導師，曾擔任全國工科電子類專業(yè)教學指導委員會委員。著作有《高頻電子線路》（參編，獲全國高等學校優(yōu)秀教材獎）、《數字信號處理》（普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材）、《數字語音處理》（獲原電子部優(yōu)秀教材一等獎和湖北省科技進步三等獎）、《現代數字信號處理》（教育部推薦研究生教學用書）、《數字信號處理學習指導與題解》等。完成“數論變換和多項式變換的理論和應用”，“有限環(huán)計算的神經網絡方法研究”等4項國家自然科學基金項目，“藍綠激光對潛通信”和“激光探潛信息處理”等3項國防科技重點預研項目，分別獲國家教委科技進步一等獎，中船總科技進步三等獎。發(fā)表論文百余篇。

書籍目錄

第1章 概論
　1.1 語音編碼的目的
　1.2 語音編碼的性能指標
　　1.2.1 語音質量
　　1.2.2 比特率
　　1.2.3 延時
　　1.2.4 算法復雜度
　1.3 語音編碼的基本方法
　1.4 網絡通信應用中的語音編碼問題
　　1.4.1 VoIP
　　1.4.2 嵌套編碼和多模編碼
　　1.4.3 信源和信道聯(lián)合編碼
　1.5 語音編碼標準
　　1.5.1 語音編碼標準化組織
　　1.5.2 廣泛應用的語音編碼標準
　　1.5.3 語音編碼標準的主要性能指標和應用領域
　1.6 語音編碼研究動態(tài)
　1.7 展望
　習題
第2章 語音信號
　2.1 語音的產生過程及其模型
　　2.1.1 人類的語音器官
　　2.1.2 人類語音的產生過程
　　2.1.3 共振峰頻率和基音頻率
　　2.1.4 描述語音產生過程的離散時間信號模型
　2.2 語音信號的特性
　　2.2.1 語音的聲學特性
　　2.2.2 語音信號的波形
　　2.2.3 語音信號的統(tǒng)計特性
　2.3 人類的聽覺功能
　　2.3.1 人的聽覺器官
　　2.3.2 耳蝸的構造
　　2.3.3 耳蝸的功能
　　2.3.4 等響度曲線
　　2.3.5 音調
　　2.3.6 臨界頻帶
　　2.3.7 聽覺掩蔽效應
　習題
第3章 數字語音編碼的基本技術
　3.1 語音信號的數字化
　　3.1.1 反混疊失真濾波和取樣
　　3.1.2 量化
　　3.1.3 量化定理
　　3.1.4 量化誤差的統(tǒng)計特性
　　3.1.5 信號與量化誤差的相關性
　　3.1.6 高頻顫動
　　3.1.7 量化噪聲譜整形技術
　3.2 數字語音信號的短時時域處理
　　3.2.1 短時能量
　　3.2.2 短時平均幅度
　　3.2.3 短時平均過零率
　　3.2.4 短時自相關函數
　　3.2.5 短時平均幅度差函數
　　3.2.6 語音段起止點判別
　3.3 語音信號的短時傅里葉變換
　　3.3.1 窗函數對短時譜的影響
　　3.3.2 短時傅里葉變換的線性濾波實現
　3.4 語音信號的線性預測分析
　　3.4.1 線性預測原理
　　3.4.2 線性預測的規(guī)范方程
　　3.4.3 求解線性預測方程的兩種常用方法
　　3.4.4 Levinson-Durbin算法
　　3.4.5 線性預測系數與反射系數的相互轉換
　　3.4.6 協(xié)方差法
　　3.4.7 格形濾波器
　　3.4.8 Burg算法
　　3.4.9 線性預測的Schur迭代算法
　　3.4.10 線性預測的其他參數表示
　3.5 語音信號的矢量量化
　　3.5.1 矢量量化的基本原理
　　3.5.2 失真度
　　3.5.3 碼本的設計
　　3.5.4 搜索碼本的方法
　習題
第4章 波形編碼
　4.1 概述
　4.2 脈沖編碼調制
　　4.2.1 均勻量化PCM
　　4.2.2 誤碼引起的信號失真
　　4.2.3 非均勻量化PCM
　　4.2.4 μ律壓擴器
　　4.2.5 A律壓擴器
　　4.2.6 μ律PCM和A律PCM的編碼規(guī)則
　　4.2.7 對數PCM與線性PCM間的轉換
　　*4.2.8 實現PCM編解碼的集成電路芯片
　4.3 差分脈沖編碼調制
　　4.3.1 DPCM的基本原理
　　4.3.2 預測信號 的產生方法
　　4.3.3 DPCM的信號-量化噪聲比
　4.4 增量調制
　　4.4.1 增量調制工作原理
　　4.4.2 增量調制性能分析
　4.5 自適應量化
　　4.5.1 自適應量化的基本原理
　　4.5.2 語音信號方差的估算
　　4.5.3 自適應量化對信噪比的改善
　4.6 自適應差分脈沖編碼調制
　　4.6.1 前饋自適應和反饋自適應預測
　　4.6.2 自適應差分脈沖編碼調制的基本原理
　　4.6.3 ADPCM系統(tǒng)的性能
　4.7 子帶編碼
　　4.7.1 離散時間信號的減取樣和增取樣
　　4.7.2 短時傅里葉變換的濾波器組分析方法
　　4.7.3 子帶編碼原理方框圖
　　4.7.4 雙通道正交鏡像濾波器組
　　4.7.5 寬帶語音編碼標準G.722
　4.8 變換編碼
　　4.8.1 變換編碼與短時傅里葉變換的關系
　　4.8.2 自適應變換編碼原理
　　 *4.8.3 酉變換的選擇
　　4.8.4 變換系數的量化
　　4.8.5 比特分配
　　4.8.6 譜的參數化和變換編碼的自適應
　　 *4.8.7 自適應變換編碼設計的典型參數舉例
　習題
第5章 聲碼器
　5.1 聲碼器工作原理
　5.2 通道聲碼器和共振峰聲碼器
　 *5.3 同態(tài)聲碼器
　　5.3.1 卷積同態(tài)系統(tǒng)
　　5.3.2 復倒譜與倒譜
　　5.3.3 語音信號的倒譜分析
　　5.3.4 同態(tài)聲碼器原理
　5.4 線性預測聲碼器
　　5.4.1 線性預測聲碼器的基本原理
　　5.4.2 線性預測參數的量化
　　5.4.3 線性預測聲碼器的實例
　5.5 激勵源模型
　　5.5.1 兩狀態(tài)激勵模型
　　5.5.2 混合激勵模型
　　5.5.3 脈沖和噪聲混合比例的控制方法
　　5.5.4 脈沖位置抖動器
　　5.5.5 濁音激勵的周期性和脈沖性
　　5.5.6 混合激勵模型的進一步改進
　　 *5.5.7 采用改進混合激勵模型的聲碼器實例
　　5.5.8 殘差激勵線性預測
　5.6 基音估計
　　5.6.1 基音檢測的困難
　　5.6.2 基音檢測算法的類型
　　5.6.3 基音檢測算法
　5.7 LPC-10和LPC-10e聲碼器
　　5.7.1 LPC-10聲碼器的編碼原理
　　5.7.2 LPC-10聲碼器的解碼原理
　　 *5.7.3 LPC-10e聲碼器
　習題
第6章 合成分析線性預測編碼
　6.1 合成分析線性預測編碼原理
　6.2 多脈沖激勵線性預測編碼器
　　6.2.1 多脈沖激勵的物理基礎
　　6.2.2 多脈沖激勵信號迭代優(yōu)化計算過程
　　 *6.2.3 多脈沖激勵線性預測編碼實例
　　6.2.4 9.6 kb/s MPLP編碼算法
　6.3 規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼
　　6.3.1 規(guī)則脈沖激勵信號的優(yōu)化過程
　　6.3.2 規(guī)則脈沖激勵信號的優(yōu)化
　　 *6.3.3 激勵信號優(yōu)化算法的改進
　6.4 GSM 13 kb/s語音編碼器
　　6.4.1 背景介紹
　　6.4.2 GSM語音編碼器工作原理
　　6.4.3 GSM 13 kb/s語音編碼器的解碼原理
　　6.4.4 GSM 13 kb/s語音編碼器的主要性能
　6.5 碼激勵線性預測編碼技術
　　6.5.1 概述
　　6.5.2 CELP編碼器基本原理
　　6.5.3 傳統(tǒng)CELP編碼器的碼本搜索算法
　 *6.6 CELP編碼器搜索最優(yōu)激勵碼矢的快速方法
　　6.6.1 矩陣奇異值分解搜索方法
　　6.6.2 頻域搜索方法
　　6.6.3 自相關搜索方法
　　6.6.4 稀疏矢量搜索方法
　　6.6.5 譜分類搜索方法
　　6.6.6 利用代數碼、短激勵序列和樹碼加快碼本搜索
　6.7 CELP編碼器中預測器參數的計算
　　6.7.1 計算預測器參數的通用模型
　　6.7.2 共振峰預測器參數的計算
　　6.7.3 基音預測器參數的開環(huán)計算方法
　　6.7.4 修正協(xié)方差法
　　6.7.5 共振峰預測器和基音預測器的計算順序
　　*6.7.6 長時合成濾波器的穩(wěn)定性分析
　　6.7.7 基音周期(或基音滯后時間)的估計
　　6.7.8 基音預測器參數的閉環(huán)計算方法
　 *6.8 基音預測器與共振峰預測器的開環(huán)聯(lián)合優(yōu)化
　　6.8.1 組合結構聯(lián)合優(yōu)化方法
　　6.8.2 級聯(lián)結構聯(lián)合優(yōu)化方法
　　6.8.3 開環(huán)聯(lián)合優(yōu)化濾波器的性能
　　6.8.4 開環(huán)聯(lián)合優(yōu)化中的穩(wěn)定性問題
　　6.8.5 最小相位開環(huán)計算聯(lián)合優(yōu)化方法
　6.9 基音預測器與共振峰預測器的閉環(huán)聯(lián)合優(yōu)化
　 *6.10 基于維納濾波的聯(lián)合優(yōu)化方法
　　6.10.1 開環(huán)維納濾波
　　6.10.2 閉環(huán)合成分析
　6.11 FED-STD1016語音編碼標準
　　6.11.1 基本工作原理
　　6.11.2 碼本構成方法
　　6.11.3 自適應碼本編碼表
　　6.11.4 固定碼本和自適應碼本的增益的編碼
　　6.11.5 解碼器中的后置濾波器
　　6.11.6 FED-STD1016編碼標準的主要性能指標
　6.12 G.728語音編碼標準
　　6.12.1 G.728的編碼和解碼原理
　　6.12.2 G.728的解碼器
　　6.12.3 G.728編解碼器中各種計算的時間安排
　習題
附錄A 英文縮略詞中英文對照表
參考文獻

圖書封面

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