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基于数字对讲机的MELP声码器算法研究与实现
作 者: 黄慧猛
导 师: 谢晓明
学 校: 北京化工大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 数字对讲机 混合激励 语音编码 声码器 线性预测分析
分类号: TN912.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 84次
引 用: 4次
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内容摘要
在通信系统全面数字化的趋势下,模拟对讲机也加速了向数字对讲机过渡的进程。专网通信领域内数字对讲机正以其强劲的优势逐步取代模拟对讲机。各个国际领先的数字对讲厂商也加入了数字对讲机的研究,共同推进数字对讲机的发展。而与此同时,语音作为任何一个通信系统中的主导业务之一,语音编码技术也成为了各个通信系统的核心技术之一。在数字对讲机中,声码器算法的设计和研究也是其核心部分。本文基于DPMR和DMR标准,将MELP声码器算法应用于数字对讲机中,对MELP声码器的设计与实现进行了研究。首先,分析了数字对讲机的发展状况,对数字对讲机的主流标准协议进行了简单的介绍。同时对语音编码进行了基本的介绍。其次,对MELP声码器算法的分析基础进行了详细的讨论,在语音数字模型的基础上,详细研究了线性预测分析。同时研究了本算法中的LP参数的求解方法,并详细推导了求LSF参数的转化算法。最后,完成了MELP声码器算法的设计与实现。对MELP算法进行了详尽的分析研究,建立MATLAB算法仿真模型分析示例语音。用标准C语言程序编程实现本算法,且用主观语音质量PESQ测试合成语音的客观MOS得分,并给出了优化算法的方法。最后在算法的基础上设计了一种基于DMR标准协议的改进算法,通过验证,改进算法方案可行。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-13 第一章 绪论 13-23 1.1 概述 13-14 1.2 数字对讲机的发展状况 14-16 1.3 语音编码技术 16-20 1.3.1 语音编码技术的发展 16-17 1.3.2 现代通信系统中的语音编码技术 17-18 1.3.3 语音编码技术的分类 18-20 1.4 本文的主要工作 20-23 第二章 数字对讲机介绍 23-31 2.1 模拟对讲机 23-24 2.2 数字对讲机 24-26 2.3 数字对讲机的多址方式 26-27 2.4 数字对讲机标准 27-29 2.4.1 DPMR和DMR标准 27-28 2.4.2 DSRR标准 28-29 2.5 本章小结 29-31 第三章 MELP声码器算法分析基础 31-53 3.1 语音编码分析基础 31-36 3.1.1 语音信号特性 31-34 3.1.2 语音信号的数字模型 34-36 3.2 线性预测 36-45 3.2.1 线性预测基本原理 36-40 3.2.2 Levinson-Durbin算法 40-42 3.2.3 LSF参数分析 42-45 3.3 语音声码器介绍 45-48 3.3.1 LPC-10声码器 45-47 3.3.2 MBE声码器 47-48 3.4 MELP声码器算法 48-52 3.4.1 MELP声码器概述 48-50 3.4.2 LPC方法的缺点及MELP方法 50 3.4.3 MELP声码器的新特征 50-52 3.5 本章小结 52-53 第四章 MELP声码器设计与实现 53-75 4.1 MELP声码器编码器设计与实现 53-67 4.1.1 预处理 54 4.1.2 基音周期的计算与量化 54-58 4.1.3 子带清浊音标志的计算与量化 58-59 4.1.4 增益的计算与量化 59-60 4.1.5 线性预测分析与量化 60-64 4.1.6 残差谐波谱参数计算与量化 64-65 4.1.7 纠错编码 65-66 4.1.8 比特分配与发送 66-67 4.2 MELP声码器译码器设计与实现 67-74 4.2.1 基音译码与纠错译码 67-68 4.2.2 增益译码与噪声抑制 68-69 4.2.3 参数插值 69-70 4.2.4 混合激励生成与滤波 70-71 4.2.5 自适应谱增强 71 4.2.6 语音的合成 71-74 4.3 本章小结 74-75 第五章 MELP算法软件模拟与算法改进 75-87 5.1 MELP算法程序及实现 75-81 5.1.1 MELP算法程序及实现 75-76 5.1.2 模拟结果与分析 76-79 5.1.3 PESQ_MOS评价 79-81 5.2 DSP模拟实现 81-84 5.2.1 硬件平台简介 81-82 5.2.2 软件模拟调试 82-83 5.2.3 MELP程序优化 83-84 5.3 基于DMR算法改进 84-86 5.4 本章小结 86-87 第六章 结论 87-89 参考文献 89-91 附录A MELP声码器基音周期量化码表 91-92 附录B MELP声码器比特发送顺序表 92-93 致谢 93-95 研究成果及发表的学术论文 95-97 作者和导师简介 97-98 附件 98-99
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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