语音编码技术综述
- 格式:doc
- 大小:29.50 KB
- 文档页数:2
voip编码方法
VOIP编码方法是指将语音信号转换为数字数据,并使用特定算法进行压缩和编码的过程。
下面将介绍两种常见的VOIP编码方法。
1. G.711编码方法:
G.711是一种无损压缩编码方法,对语音信号进行采样和量化,然后将数据通过传输网络发送。
G.711提供两种压缩率的选项:μ-law和A-law。
这两种压缩方式主要用于不同地区的语音通信系统。
μ-law适用于北美和亚洲地区,而A-law适用于欧洲和大洋洲地区。
G.711编码方法具有较低的延迟和较高的音质,因此常用于专线电话和传统电话网络中。
2. G.729编码方法:
G.729是一种有损压缩编码方法,能够将语音信号压缩为很低的比特率。
它通过去除语音信号中的冗余信息和不可听的频段来实现高压缩率。
G.729编码方法适用于带宽受限的网络环境,如互联网电话和VoIP电话系统。
尽管G.729编码方法会引入一定的音质损失和延迟,但由于其较低的带宽要求,使其成为了广泛应用的VOIP编码方法之一。
不同的VOIP编码方法适用于不同的场景和需求。
选择合适的编码方法取决于网络带宽、音质要求和延迟限制。
通过合理的编码选择,可以实现高质量的语音通信,并提升用户体验。
ACADEMIC RESEARCH 学术研究一、前言通信系统,大致可以划分为两种类型,即:第一,数字通信系统;第二,模拟通信系统。
在当前通信系统中,较为常见的类型为模拟信号的数字传输,即在数字通信系统中对模拟信号进行传输,例如在调频通信系统或者扩频通信系统中进行语音的传输。
在这种情况下,应将模拟语音信号通过通信系统的发送端转换成为数字信号,即模数转换(A/D)。
而所谓的数模转换(D/A),就是指将数字信号通过接收端转换成为模拟语音信号。
实际上 ,模数转换共包括3大步骤:采样、量化、编码。
针对语音通信系统的通信质量,在极大程度上深受编码性好坏的直接影响。
另外,编码算法、编码位数、采样率与编码性能之间存在着非常密切的关系[1]。
在各种语音编码算法中,脉冲编码调制(PCM)是最为简单的一种算法。
通过运用脉冲编码调制(PCM),能够将量化过后的采样值直接转化成为一个k位的M进制的代码,其中,常常选用二进制代码。
针对一位二进制码,无法对模拟信号的采样值进行表示,只能对两种状态进行代表,不过相邻两采样值的相对大小能够通过一位二进制码表示出来,但是模拟信号的变化规律也能够通过相邻采样值的相对大小反映出来,进而诞生了另外一种编码方式,也就是所谓的增量调制(DM)。
和脉冲编码调制(PCM)相比,增量调制(DM)的运用更为广泛,其中造成以上现象的原因为:在脉冲编码调制(PCM)中,必须要由多位代码表示一个采样值,但是在△M中,仅需要一位,造成码元输出速率的大幅度下降,所以当比特率比较低的情况下,和脉冲编码调制(PCM)的量化信噪比较,△M的量化信噪比更高一些。
增量调制(DM)具有比较高的抗误码性能,可以在误码率为10-3-10-2的信道内进行工作,但是一般情况下,脉冲编码调制(PCM)对信道误码率的要求为10-6-10-4;和脉冲编码调制(PCM)相比,△M的编译码器更为简单,能够促使硬件的实现变得更为容易。
迄今为止,使用较为广泛的增量调制方式有连续可变斜率增量调制(CVSD)、自适应脉码增量调制(ADPCM)、脉码增量调制(DPCM)、有线性增量调制(LDM)等。
声学信号处理算法与方法综述声学信号处理是指对声音信号进行分析、处理和改善的技术方法。
随着科技的不断发展,声学信号处理在音频处理、语音识别、音频编解码等领域得到了广泛的应用。
本文将综述声学信号处理的一些常用算法和方法。
一、声音特征提取算法声音特征提取是声学信号处理的重要环节,它通过对声音信号进行分析和抽取,得到一系列数值特征,以便后续的处理和应用。
常用的声音特征提取算法包括短时能量、短时过零率、梅尔频率倒谱系数(MFCC)等。
短时能量用于衡量声音信号的能量强度,短时过零率用于衡量声音信号的频率特性,而MFCC则是一种基于人耳听觉特性的声音特征提取算法。
二、语音增强算法语音增强是指通过对噪声环境下的语音信号进行处理,提高语音信号的质量和清晰度。
常用的语音增强算法包括自适应滤波器、频谱减法、最小均方误差、谱减法等。
自适应滤波器是一种根据噪声环境自适应调整滤波器参数的方法,频谱减法则是通过对噪声频谱进行估计和减法处理来实现语音增强。
三、语音识别算法语音识别是指将语音信号转化为文本或命令的过程。
常用的语音识别算法包括隐马尔可夫模型(HMM)、高斯混合模型(GMM)、深度学习等。
HMM是一种常用的统计模型,它通过建立语音信号和文本之间的映射关系来进行语音识别。
GMM则是一种用于建模语音特征的概率模型,深度学习则是近年来在语音识别领域取得重大突破的算法。
四、音频编解码算法音频编解码是指将音频信号进行压缩和解压缩的过程。
常用的音频编解码算法包括MP3、AAC、FLAC等。
MP3是一种流行的音频编码格式,它通过对音频信号进行有损压缩,减小文件大小的同时保持较高的音质。
AAC是一种高效的音频编码格式,它在相同比特率下可以提供更好的音质。
FLAC则是一种无损音频编码格式,它可以完全保留原始音频信号的质量。
五、声音合成算法声音合成是指通过对声音信号进行合成和生成,产生与真实声音相似的人工声音。
常用的声音合成算法包括线性预测编码(LPC)、傅里叶变换合成、基频提取合成等。
音频信号处理中的语音增强算法研究综述引言:在现实生活中,由于各种环境因素的干扰,语音信号往往受到噪声的影响而变得模糊不清。
为了提高语音信号的质量和可理解性,研究者们致力于开发各种语音增强算法。
本文将对音频信号处理中的语音增强算法进行综述,从传统方法到深度学习方法,分析其原理、应用和优缺点。
传统语音增强算法:1. 统计模型方法统计模型方法是传统语音增强算法中常用的一种方法。
该方法通过对语音信号和噪声进行建模,通过最大似然准则来估计语音信号的参数,进而实现语音增强。
代表性的算法有谱减法(Spectral Subtraction)、最小均方误差法(Minimum Mean Square Error)等。
这些算法在一定程度上能够减小噪声的影响,提高语音信号的质量,但也存在一定的缺点,例如对于非平稳噪声和低信噪比情况下的处理效果并不理想。
2. 子空间方法子空间方法是基于统计模型方法的另一种改进方法。
该方法通过运用降维、投影等技术,将噪声信号和语音信号从不同的子空间中进行建模和分离。
其中,主成分分析(Principal Component Analysis)和独立分量分析(Independent Component Analysis)是常用的子空间方法。
这些方法具有较好的噪声抑制效果,但也存在对信号相关性的依赖性,对噪音类型的预先知识要求较高等问题。
深度学习方法:随着深度学习的快速发展,越来越多的研究者开始将其应用于语音增强领域,并取得了显著的成果。
1. 卷积神经网络(CNN)卷积神经网络是一种使用卷积层和池化层进行特征提取的神经网络模型。
在语音增强领域,研究者们通过将噪声信号和语音信号输入到CNN中,以降低噪声的影响并提取有用的语音特征。
例如,Deep Convolutional Neural Networks(DCNN)被广泛应用于单麦克风语音增强任务中,取得了较好的增强效果。
2. 循环神经网络(RNN)循环神经网络是一种具有记忆能力的神经网络模型,适用于连续序列数据的处理。
语音辨别技术综述语音辨别技术综述电子信息工程2010 级 1 班郭珊珊【纲要】跟着计算机办理能力的快速提升,语音辨别技术获得了飞快发展,该技术的发展和应用改变了人们的生产和生活方式,正逐渐成为计算机办理技术中的要点技术。
语音技术的应用已经成为一个拥有竞争性的新兴高技术家产。
【要点词】语音辨别;语音辨别原理;语音辨别发展;产品语音辨别是以语音为研究对象,经过语音信号办理和模式辨别让机器人自动辨别和理解人类口述的语言。
语音辨别技术就是让机器经过辨别和理解过程把语音信号转变成相应的命令或文本的高新技术。
1语音识其余原理语音辨别系统本质是一种模式辨别系统,包含特色提取、模式般配、参照模式库等三个基本单位元。
未知语音经过话筒变换成电信号后加载识别系统的输入端,第一经过预办理,再依据人的语音特色成立语音模型,对输入的语音信号进行剖析,并抽取所需特色,在此基础上成立语音辨别所需的模板。
计算机在辨别过程中要依据语音识其余模型,将计算机中寄存的语音模板与输入的语音信号的特色进行比较,依据必定的搜寻和般配策略,找出一系列最优的与输入语音般配的模板。
而后依据此模板的定义,经过查表可给出计算机的辨别结果。
这类最优的结果与特色的选择、语音模型的利害、模板能否正确都有直接的关系。
2语音辨别系统的分类语音辨别系统能够依据对输入语音的限制加以分类。
2.1 从说话者与辨别系统的有关性考虑能够将辨别系统分为 3 类: (1) 特定人语音辨别系统:仅考虑关于专人的话音进行识别; (2) 非特定人语音系统:识其余语音与人没关,往常要用大批不一样人的语音数据库对识别系统进行学习; (3) 多人的辨别系统:往常能辨别一组人的语音,或许成为特定组语音辨别系统,该系统仅要求对要识其余那组人的语音进行训练。
2.2 从说话的方式考虑也能够将辨别系统分为 3 类: (1) 孤立词语音辨别系统:孤立词辨别系统要求输入每个词后要停留; (2) 连结词语音辨别系统:连结词输入系统要求对每个词都清楚发音,一些连音现象开始出现; (3) 连续语音辨别系统:连续语音输入是自然流畅的连续语音输入,大批连音和变音会出现。
智能语音识别中的高效语音压缩技术研究智能语音识别(ASR)技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色,并已广泛应用于各种场景,如智能音箱、语音助手、智能家居等。
ASR技术使得用户能够通过语音进行交互,而无需依赖键盘或鼠标,从而提高了人机交互的效率和方便性。
然而,ASR技术的一大挑战是从装置(如麦克风或电视机)接收到的原始语音信号的压缩和存储。
这是因为原始语音信号是以每秒数千个样本的高速率采样的,从而产生了大量的数据。
为便于存储和传输,语音信号必须经过压缩处理,以减少数据量。
因此,高效的语音压缩技术对ASR技术的发展至关重要。
语音压缩技术历史悠久,早在20世纪50年代就有相关研究。
现如今,常用的语音压缩技术包括声学模型压缩、语音编码压缩和语音信号预处理等。
在这里,我们将详细讨论几种高效的语音压缩技术。
首先,声学模型压缩技术能够将语音信号中的重要信息提取出来,并通过数学模型进行压缩。
这种方法的优点在于它不依赖于固定的编码器结构,而是基于原始语音信号的瞬时特征(如基频、能量和谐波等)进行建模。
声学模型压缩技术是一种指导信息流压缩的方法,该方法已在商业产品中得到了广泛的应用,如苹果公司的语音识别应用Siri等。
其次,语音编码技术可以将语音信号压缩到较小的数据量中。
其中,语音编码技术包括脉冲编码调制(PCM)、自适应差分编码(ADPCM)和线性预测编码(LPC)等。
目前,多数语音编码器在保持质量和压缩率的平衡方面表现出色,比如AMR(自适应多速率)和AMR-WB(自适应多速率宽带)。
最后,语音信号的预处理技术也可以起到压缩语音信号的作用。
其中,最常见的预处理技术是基于子带分解的技术,如离散小波变换(DWT)、傅里叶变换(FFT)和离散余弦变换(DCT)。
此外,还有一些其他的预处理技术,如特征提取、人工神经网络和模型预测控制等。
无论是声学模型压缩、语音编码压缩还是语音信号预处理,高效语音压缩技术都具有重要的优点。
语音增强技术研究综述随着语音识别技术在生活中的应用越来越广泛,人们对语音增强技术的需求也日益增加。
语音增强技术被用来提高语音识别准确率、改善语音转换质量等。
本文将从研究意义、研究方法、应用领域和未来发展等角度来全面介绍语音增强技术的研究现状。
一、研究意义语音增强技术的研究对于提高语音识别准确率、改善语音转换质量、降低通讯噪声等都有着重要的意义。
语音识别准确率在一定程度上决定了语音识别技术的可用性,而语音增强技术能有效地提高语音识别准确率。
同时,语音转换质量也是语音增强技术的重要应用。
在语音转换中,如果出现噪声、失真等问题,会严重影响语音转换效果。
因此,研究语音增强技术对于提高语音转换质量具有重要意义。
除此之外,语音增强技术还可以降低通讯噪声,提高语音通讯质量,对于改善人们的通讯体验也具有重要意义。
二、研究方法在语音增强技术的研究中,主要采用的是数字信号处理和机器学习算法。
数字信号处理可以对语音信号进行降噪、增益等处理,而机器学习算法可以学习到复杂的语音模式,从而提高语音识别准确率和转换质量。
数字信号处理的方法主要包括时域滤波和频域滤波。
时域滤波主要对语音信号进行降噪和增益调节,在时域中处理信号的时候需要考虑其时域性质,比如时域窄带滤波、时域宽带滤波等,从而达到降噪和增益的效果。
频域滤波则主要采用基于FFT变换的滤波算法,目的是通过对语音进行频域滤波,提高语音信号的可读性和准确度。
机器学习算法包括分类算法和回归算法。
分类算法主要应用在语音识别领域,如支持向量机(SVM)、K近邻算法(KNN)等;而回归算法则主要应用在语音转换领域,如决策树回归(DTR)、多元线性回归(MLR)等。
机器学习算法需要使用大量的语音样本进行训练,从而得到模型,利用模型对语音信号进行处理,以达到提高准确率和转换质量的目的。
三、应用领域语音增强技术在很多领域都有广泛应用。
在语音识别领域,语音增强技术可以用来降低环境噪声、改善信道效果,提高语音识别准确率。
MPEG-4技术及应用综述一.概述关于图象视频压缩已有n×384kbps电视会议H.120建议、p×64kbps视频编码标准H.261、连续色调静止图象压缩标准JPEG、PSTN等低比特率活动图象压缩标准H.263。
1988年ISO与CCITT成立活动图象专家组MPEG(MovingPictureExpertsGroup),研究数字存储媒体上的活动图象及其伴音的编码表示,1992年通过1.5Mbps编码标准MPEG-1,1994年通过2Mbps、30Mbps高质量视频音频编码标准MPEG-2。
以上标准均偏重于某(几)个应用领域,交互性较差,至多允许视频序列可变速度的双向播放,可重用性只限于矩形视频区域及其相关音频的线性片段,无法在同一场景集成自然信息与合成信息,不能提供对各种网络的一致性访问,容错性、灵活性和可扩展性比较差。
MPEG于1991年5月提出关于视频音频编码的MPEG-4项目,设系统、音频、视频、需求、实现研究、测试及自然合成混合编码(SNHC)子组,1998年11月成为国际标准。
MPEG-4提供更强的交互能力。
场景中的每个对象独立编码,用户可以选择性地与其中某(几)个对象交互,具有良好的重用性。
重新组合音视对象AVO(AudioVisualObject)构造新场景,可以集成各种对象,无缝地集成自然信息与合成信息,实时信息与存储信息,AVO可以是单/双/多声道音频信息、单/双/多镜头2D/3D视频信息。
可以透明地访问信息,通过各种网络传输的信息最终映射为本地信息,整个过程给用户的感觉就如同访问本地信息。
而且允许基于内容(比特率、分辨率、帧率、防错保护和解码优先级)的可伸缩性和服务质量(QoS)参数,更加灵活,可扩展,充分考虑未来技术的发展及应用需求,将解码器可编程能力分为:不可编程的标准工具集合(Flex-0);由标准化工具及其接口灵活配置的算法(Flex-1);多种工具构成可能算法的标准化可扩展机制(Flex-2)。
通信领域中语音编码技术综述
语音是语言的声学表现,是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段,也是人类进行思维的一种依托。
语音业务的传输始终是通信系统中最重要、最基本的核心功能之一,即便是在倡导多媒体业务的第三代甚至第四代数字移动通信系统中,语音业务也仍然是其主导业务。
语音编码是语音信号处理的一个重要方面,它和通信领域联系最为密切。
而语音识别、语音合成、语音增强等方面在理论和方法上与语音编码有很多相通之处。
因此,系统、全面地了解当今语音信号压缩编码的原理和方法,对语音通信领域工作的开展具有重要意义。
语音编码技术大致可以分为三种方式:波形编码、参数编码和混合编码。
1、波形编码
波形编码一般分为时域波形编码和变换域波形编码。
1) 时域波形编码
时域波形编码不基于声学模型,只针对语音波形进行编码。
这种方法在降低量化每个语音样本比特数的同时又保持了相对良好的语音质量,波形编码主要有脉冲编码调制(PCM)、增量调制 (DM)、自适应增量调制(ADM)、自适应差分脉码调制 (ADPCM)、自适应预测编码(APC)等。
线性PCM是用同等的量化级进行量化,没有利用声音的性质,所以信息没有得到压缩,对数PCM利用了语音信号幅度的统计特性,对幅度按对数变换压缩,将压缩的结果作线性编码,在接收端解码时,按指数进行扩展,这种方法在数字电话通信中得到了广泛的应用,现有的PCM采用编码速率为64kbps的A律、μ律对数压扩方法。
由于对数PCM广泛应用于通信系统中,而线性PCM可以直接进行二进制运算,所以一般速率低于64Kbps的语音编码系统多是先进行对数PCM-线性PCM变换后,再进行语音信号数字处理。
PCM最大缺点是数码率高,在传输时所占频带较宽。
差分脉码调制(DPCM)是根据相邻采样值的差值信号进行编码,ADPCM是在DPCM的基础上发展起来的,其量化器与预测器的参数能根据输入信号的统计特性自适应于最佳或接近于最佳参数状态。
ADPCM是语音编码中复杂程度较低的一种方法。
增量调制是根据信号的增量进行编码,用一位二进制码序列对模拟信号进行编码。
这种方法简单,实现容易,但由于量阶固定,所以当信号下降时,信噪比(SNR)下降。
为了改进这种方法的动态范围,引进了自适应技术,让量阶的大小随输入信号的统计特性变化而变,这种方法称为自适应增量调制(ADM)。
连续可变斜率增量调制(CVSD)是让量阶的大小随音节时间间隔(5~20ms)中信号的平均斜率变化,信号的斜率是通过输出连“0”或连“1”来检测的。
ADM编码器简易、同步简单、成本低、是数字移动通信中较好的一种语音编码方法。
APC是根据语音的统计特性,由过去的采样值预测出当前样值的一种编码方法,它是通过自适应预测器来提高预测精度的,预测得越精确,编码速率越低,这种方法可以做到低速率(10kbps 以下),并且音质与电话音质相似。
2) 变换域波形编码
变换域编码方式也是不基于声学模型的编码方法,主要有子带编码(SBC) [4]和自适应变换编码(ATC),SBC利用带通滤波器将语音频带分成若干子带,并且分别进行采样、编码,
编码方式可以用ADPCM或ADM,SBC速率可以达到9.6kbps。
可变SBC可使子带的设计不固定,而是随共振峰变化,使编码效率进一步提高,这种方式在码率为4.8kbps时可具有相当于7.2kbps的固定SBC的语音质量。
ATC是先将语音信号在时间上分段,每一段信号一般有64~512个采样,再将每段时域语音数据经正交变换转换到频域,得到相应的各组频域系数,然后分别对每一组系数的每个分量单独量化、编码和传输,在接收端解码得到的每组系数再进行频域至时域的反变换,恢复时段信号,最后将各时段连接成语音信号,ATC编码在速率为12~16kbps可得到优质语音。
2、参数编码
参数编码是基于模型的编码方法,它分析并提取语音信号的特征参数,且只传送能够合成语音信息的参数,通过参数还原语音,典型的声码器有谱带式、共振峰式和按线性预测 (LP) 分析所组成的声码器等。
谱带式声码器发送语音信号的三种信息,其中一种信息是使语音信号通过10~20个并联带通滤波器,通过检波得到信号的包络值,再用50Hz或30Hz的帧频传送,另一种信息是声带音调,通过音调控制器从语音中分析出基音频率,并送出相应的电压信号,第三种是清/浊音判决信息,将上述信息通过采样、量化、编码,合成发送出去,在接收端设置蜂音,噪声发生器,产生周期脉冲,其频率与基音相等,发生器的输出由浊音、清音检测控制开关的交替通断,再被发送端送来的相应信息调制,就得到合成的语音,其速率可压缩到2.4kbps。
共振峰声码器是利用语音频带中的共振峰信息进行编码,它的速率可压缩到1.2kbps,这种方法存在的问题是要准确地提取共振峰的频率比较困难。
LP声码器是一种比较有实用价值的声码器,典型的方法如美国国家安全局于1975年及1986年选定的LPC-10及改进型LP-10e,码率为2.4kbps用10阶线性预测的方法提取声道参数,采用区分浊音和清音的二元激励,清音用白噪声而浊音用周期为基音周期的脉冲序列激励LPC合成滤波器合成语音,用这种方法还原出来的语音的清晰度、可懂度仍很高。
3、混合编码
混合编码结合上述几种编码方式的优点,在保留参数模型技术精华的基础上,应用波形编码准则去优化激励信号,从而在4.8~9.6kbps的码率上获得了较高质量的合成语音。
其代表是合成分析(ABS-Analysis-by-Synthesis)线性预测编码。
它采用感觉加权技术,在闭环的基础上寻找主观意义上失真最小的激励矢量。
由于采用的激励信号模型不同,这类方法派生出多种新的编码方法,都能在9.6kbps码率上获得较高的话音质量。
典型的方法有规则脉冲激励线性预测(RPE_LP),多脉冲激励线性预测(MPE_LP),码激励线性预测(CELP)等。
MPE_LP采用数目有限,非均匀间隔的冲激序列作为激励,在RPE_LP中信号同样为冲激序列,但其间隔为常数,所以RPE_LP除需指明序列的起始位置外,无需对每一个脉冲位置进行描述。
CELP采用矢量量化技术,传送给解码器的是码本索引而不是样值矢量,CELP能高效地压缩数码率,但是建立码本搜索码字的运算量也比较大。