CELP 语音压缩系统的实现

1. CELP 语音压缩系统的实现 CELP: 码激励线性预测 Code-Excited Linear Prediction

2. 低速率语音编码的应用： • 蜂窝移动电台网； • 卫星通讯； • 短波保密通信； • ISDN； • “语音邮件”、“语音存储”等新型通信业务。

3. CELP 语音压缩系统的实现 • 第一部分 CELP算法简介 • 第二部分 计算速度的提高 • 第三部分 压缩质量的改进

4. p个点 时间（样点） 线性预测： y(n) y(n-1) y(n-p)

5. 清音/浊音示意图：

6. 基音周期 脉冲序列 发生器 LPC系数 清/浊转换 x(n) u(n)  输出语音s(n) 随机噪声 发生器 增益 LPC 语音合成图 声道模拟 滤波器

7. CELP 语音合成示意图

8. 计算速度的提高 • 为了减少计算复杂性，自适应码本和随机码本的搜索分为两步顺序进行； • 在进行码本搜索时，使用端点矫正算法进行快速卷积和能量计算； • 基音延迟的搜索采用先整数后分数的两阶段层次搜索方法； • 在使用内插计算非整数延迟所对应的码字时，使用8个点的内插进行搜索，以减少计算量，合成使用40个点的内插； • 对于每一个偶数子帧延迟使用差分搜索。

9. … 0 1 2 h 58 59 … … … … =y(t)[0] 59 59 59 59 Ex(t) Ex(t) Ex(t) Ex(t) 58 58 58 58 2 2 2 2 1 1 1 1 0 0 0 0 =y(t)[1] =y(t)[2] ... =y(t)[59]

10. -(t+1) 随机码本 … … -1 -2 -t … … 59 59 Ex(t+1) Ex(t) 58 58 2 2 1 1 0 0

11. … 0 1 2 h 58 59 … … 59 59 Ex(t+1) Ex(t) 58 58 2 2 1 1 0 0 y(t)[i]= y(t+1)[i+1]=

12. 改善语音的质量： • 对误差信号进行感觉加权，利用人类听觉的掩蔽特性来提高语音的主观质量； • 用分数延迟改进基音预测，使浊音的表达更为准确，尤其改善了女性语音的质量； • 使用修正的MSPE准则来寻找 “最佳”的延迟，使得基音周期延迟的外形更为平滑； • 根据长时预测的效率，调整随机激励矢量的大小，提高语音的主观质量； • 使用基于信道错误率估计的自适应平滑器，在信道误码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。 例1(男) 例2(女)

13. 结论 • CELP算法在低速率编码环境下可以得到令人满意的压缩效果。 • 使用快速算法，可以有效地降低CELP算法的复杂度，使它完全可以实时地实现。 • CELP可以成功地对各种不同类型的语音信号进行编码，这种适应性对于真实环境，尤其是背景噪声存在时更为重要。

14. END