摘要：

随着数字通信在当今社会的快速发展和广泛应用,低速率语音编码以其极低的编码速率,高质量的合成效果在网络通信,军事通信,保密通信和卫星通信等领域发挥着及其重要的作用,成为语音编码中的关键技术。当前标准化的各种算法中,MELP语音编码算法以LPC声码器为基础作出5大改进,并吸收多带激励等算法的思想,使之在2.4kb/s的编码速率下,能够很好的模拟自然语音的特点从而合成出高质量的合成语音,成为低速率语音编码中的热门技术,并被美国联邦标准采用。 研究语音编解码算法,最终意义在于应用到实际工程中发挥其对音频信号编码解码的作用。在工程应用的过程中,由于语音编码算法往往运算量比较大,时延要求比较严格,同时不同应用平台常常存在各种限制(如存储空间或者运算量大小),根据具体情况选择合适的应用平台,并使算法在平台上有效的运行,和算法在平台上的优化成为实际工程中不可缺少的一个环节。 论文主要针对MELP低速率语音编码技术进行研究,重点解决了MELP语音编码算法在DSP平台上的实现及优化问题,并进一步探讨改进MELP编码算法以降低编码速率。主要研究内容包括: 1)首先从语音编码算法的基础入手,研究语音编码能够实现较低编码速率的理论依据。并从低速率语音编码的算法体制研究当前先进低速率语音编码算法的基本思想。 2)详细研究MELP语音编码算法,分析各种参数的作用,计算方法,量化原理以及在解码端合成语音的具体步骤。并在此基础上对MELP语音编解码算法在Microsoft Visual Studio 2003下用C语言编程实现,利用ITU推荐的P.862算法(PESQ)评估了其语音质量,并分析了合成语音的时域波形图和窄带语谱图。 3)论文在实际工程应用的背景下,选择通用DSP平台作出实现。为了缩短编解码算法执行时间,进行DSP平台上的优化。在优化过程中综合采用编译器优化,inline函数优化,intrinsic函数优化的方法,简单快速地达到了优化的效果。优化后效果比较理想,能够满足工程应用的需要。 4)为了使MELP语音编码算法应用更加广泛,论文对MELP算法的改进进行研究,提出了通过增加每帧处理数据长度,利用归类的方法减少带通声音强度的量化方法,并研究了LSF的量化方法,利用帧间相关性减少量化比特数,作出两种改进算法。并分别对改进算法在Microsoft Visual Studio 2003下作出C语言编程实现,最后合成结果加以分析。合成结果表明两种改进的甚低速率语音编解码算法均能在1.2kb/s左右的编码速率下获得比较高质量的合成语音。

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