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课程作业
课程名称:计算机语音技术
作业次数:第4次
学号:21281280
姓名:柯劲帆
班级:物联网2101班
课程教师:朱维彬
修改日期:2023年11月9日
1. 问题1
语音压缩的实质就是去除语音信号中冗余，请分析、归纳语音压缩编码的依据。
- 时域冗余
- 幅度非均匀，小幅度频度高
- 相关性强
- 浊音段准周期性
- 声道变化缓慢
- 对话中的停顿
- 频域冗余
- 非均匀的功率谱密度分布
- 功率谱的结构，存在谱包络与谐波结构
- 听觉感知冗余
- 掩蔽效应。去除被掩蔽信号成分，抑制/掩盖量化噪声
- 不同频率段的感知灵敏度不同。不同频段分配不同的比特数
- 相位变化不敏感。对于相位不分/少分比特数
- 信息率冗余
- 语音包含有限个数的音素，信息率有上限，具有高压缩潜力
2. 问题2
绘出$\Delta$自适应PCM系统框图，说明前馈、反馈自适应的工作原理。
-
前馈自适应：根据输入信号估计自适应量化台阶$\Delta\left(n\right)$。调整后的$\Delta\left(n\right)$被用来量化$x\left(n\right)$，并作为输出的一部分发送给接收端。
-
反馈自适应：根据量化器输出信号来调整自适应量化台阶$\Delta\left(n\right)$。调整后的$\Delta\left(n\right)$仅在发送端使用，不会传给接收端。接收端需要根据$c'\left(n\right)$逐步估计$\Delta\left(n\right)$，然后再对$c'\left(n\right)$进行反量化恢复。这种方案相对于前馈方案来说通道利用率更高，但是实现更复杂。
3. 问题3
分析波形编码与参数编码的特点。
- 波形编码的特点
- 逼近时域波形。语音质量好，可以很好地保留语音信号的细节
- 抗误码强，传输错误对语音质量影响较小
- 算法简单，编码复杂度低
- 压缩效率低，16Kbps以下数码率语音质量下降
- 参数编码的特点
- 模型化参数。算法复杂，需要语音分析与合成
- 压缩效率高
- 语音质量较低
- 抗误码能力较差
4. 问题4
根据LPC声码器原理框图，分析其工作原理。
- 假定声道模型为全极点模型，用LPC分析求取这些极点作为LPC参数，用来表示声道模型
- 激励源：基音周期脉冲模拟谐波结构，白噪声模拟声道的随机成分
- 编码信息：
- LPC参数表示声道模型
- 清浊及基音周期，分别用于控制表示脉冲激励的存在和脉冲激励的基音周期
- 增益，用于控制合成信号的能量