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第12章用于传输的语音编码469
同时考照顾到了很小的可用信号传输带宽。与音乐编码系统一样,编码后的语音信号进行道编码,以此对它通过传输信道的行程进行优化,例如可以使用纠错处理语音
输
换器
编码器
编码器
传输信道
信道
信源
音
解码器
解码器
滤波器
图12.1:语音编码系统使用了与音乐编码系样的各种通用处理过程。不过,信号编码的方法特别是所用的编解码器是不同的。
用于传输的语音编码受到比特率限制的高度约束,因此必须要降低被传输的比特率。例如,在采样频率为8kHz时,如果使用16bit的脉冲编码调制(PCM),则输入给信源编解器的比特率为128kbit/。不
语音编解码器运用的有损编码方
产生(比如)2
15kbit/s的输出比特率。语音解码器可以使用这过数据缩减的信号来产生
原始比特
率(比如128kbit/s)的语音信号
传统电话系统使用的比特率有64kb/s(PCM)和32kbt/s自适应差分脉冲编码调制DPCM)等。不过,这些速率对于移动电话系统来说都太高。简单的线性预测声码器可以提供4kbit/s的低比特率,但语音质量很差。现代参数编解码器的比特率可以非常低,比如从2-4kbit/s,同时还能提供良好的可懂度。很多编码系统都是可伸缩的,传输的比特流中包含一个内嵌的较低速率比特流,它甚至可以在完全速率的比特流不可用的情况下被提取出来。在很多情况下,这些嵌入的比特流可以用来改善基本层比特流的音质。
如后文所述,很多语音编解码器都运用了人类语音系统的一种模型。语音系统被看作是通过声道的一些气流。来自于肺部的气流被看成是白噪声激励信号。声道则被建模为一个时变滤波器。因此输出就是滤波器对这个激励信号的响应。具体地,在输出语音时,信号由声脉冲(被建模成一个周期信号
辅音湍流(被建模成白噪声)和两者的组合构成。在解码器中
音信号通过每个时刻表示激励信号和滤波器的各个参数被重建出来12.2波形编码和声源编码
语音编解码器和音乐编解码器有一个共同的目标:用最高可能的保真度和最低可能的比特率传送一个音频信号。不过,它们采用的方式截然不同的。具体地,很多语音编解码器使用了