语音编码技术在数字通信中的应用研究

2016-07-13邹志远

大科技 2016年27期

关键词：码器数字通信信源

邹志远

语音编码技术在数字通信中的应用研究

邹志远

（湖南长沙麓山滨江实验学校 410013）

随着科技的不断进步，语音编码技术的使用率越来越高，常见的移动通信系统就是采用了语音编码技术，以达到去除语音冗长，解决语音不清问题的目的。本文主要通过对移动通信系统中对不同语音编码技术的使用来分析语音编码技术在数字通信中的重要性。

语音编码技术；数字通信；应用

随着计算机网络技术的发展，语音编码技术也得到了推广和使用，成为通信系统中的核心技术，对于通信系统而言，语音编码技术决定了系统容量与语音接受质量。能够应用较少的信道容量来传送出高质量语音，其效率复杂度与编码器效率之间是一个正比关系。常用的语音编码技术算法有混合激励线性预测编码（MELPC）、正弦变换编码（STC）、基音同步激励线性预测编码（PSELP）等等，并引起了多种新型分析技术，如多精度时频分析技术、非线性预测技术、高阶统计分析技术等等。这些新技术可以有效挖掘感知机理，促进语音编码系统的进一步发展。

1 语音编码技术的常见类型

通常语音编码可以分为以下几大类，波形编码、参数编码、混合编码。这些都是常用的编码形式。波形编码是比较简单的，可以直接对模拟语音进行采样，采样成功之后再进行量化幅度，之后二进制编码。解码器通过特殊的转换之后，通过低通滤波器就可以回到模拟语音波形的最初状态，这是最为简单的脉冲编码调制，也可以称之为线性编码。虽然波形编码简单，操作也不需要花费过多的时间，但是效果却非常好，失真比率很小。波形编码很容易就实现，数码率很高，传输过程中的音质非常好，数码率如果很低，音质也会随之下降，一旦数码率达到一定的低幅度，那么音质就会大受影响。对于移动通信而言，其频率资源非常紧张，波形编码完全不适合于移动通信使用，这种编码方式更适用于频率资源不紧张的通信资源，而移动通信是频率资源的非常快的，简单的波形编码是无法实现这一操作的。

语音压缩编码技术的发展是十分迅速的，CELP的编码速率较低，但复杂度较高，可以在4.8kh/s左右的码速率上获得较高质量的语音，是当今中低速率语音编码技术的主流技术之一，许多国际标准化组织及机构纷纷将这一编码方案作为语音编码标准。在对其改善质量、降低复杂度、减少编码延迟等方面都提出了不少新的方法，使CELP在实践中得到广泛应用。随着DSP技术的发展，CELP技术还具有一定的潜力，得到了革命性的发展。

2 语音编码技术在数字通信中的应用

参数编码又称之为声码器，是指信源号在频率域或其它正交变换域提取特征参量，也就是通过信源号把声音频率进行提取之后，再把声音频率进行声道参数的转化，在转化的过程中要使用到数字代码，数字代码直接转化成为声音，进而实现通信的实际意义，但是参数编码的解码过程非常复杂多变，而在整个数字序列的转化过程中，所涉及到的声码器有可能会出现操作混乱，特别是像移动通信这样高频率的操作过程中，参数编码很难进行全面的处理。再加之参数编码能够根据特征参量重新建立识别语音信号，这种做法有可能导致最初的语音被误读，原始波形达不到完好的还原，虽然音质效果被理想，但是有可能导致语音信号错误，因此，移动通信一般都不会使用参数编码，参数编码技术比起波形编码而言，操作简便，音质效果更好，对于较为复杂的声波处理效果也相对稳定，但是不适合应用于像移动通信这样的高频率的信源信号中。

混合编码是把波形编码与参数编码两者的优势进行重组，把两者通过原理的方式结合起来，既保持了波形编码的简单操作的优势，同时也兼顾了参数编码的对多信源信号高效处理的优势，实现两者的重组，混合编码在进行数码率处理，一般数码率可以直接达到最为理想的状态，音质效果非常清晰，混合编码的复杂程度介于波形编码与声码器之间，是相对理想的音质处理器，不论是进行多脉冲激励线性预测编码能完全进行操作，同时达到理想的预测效果，规划脉冲激励线性预测在高频率信号源起到很强的处理作用。可见，混合编码波形编码操作非常简单，同时还能处理复杂多变的音频，更具备了声码器的线性预测效果，进而实现语音编码的实际效果，有效保障了数字通信的音质。

与发达国家相比，我国的语音编码技术起步较晚，但是发展势头非常强劲，虽然与发达国家相比虽然还存在一定的差距，但是在不断的研究与发展的过程中，中国语音编码技术在整个数字通信中的应用也取得了理想的成效。像移动通信这样复杂多变的高音频需要混合编码才能进行信源号的处理，满足理想的音质传输效果。语音编码技术是21世纪的一项创新技术发现，不仅仅是像移动通信这样高信源号传递的企业需要语音编码技术，如今各行各业都在朝着网络通信以及数字通信方面发展，普通的波形编码、声码器开始被时代淘汰，而混合编码不仅操作越来越简单，而且具备良好的声码处理效果，数字通信质量非常理想，成为了下一阶段的重要应用技术。