TD-SCDMA中AMR語(yǔ)音編碼器的實(shí)現(xiàn)

語(yǔ)音編碼方案的選取對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的通話質(zhì)量、信道容量等有重要影響。本文討論了TD-SCDMA系統(tǒng)中AMR語(yǔ)音編碼的自適應(yīng)機(jī)制，同時(shí)分析了AMR中代數(shù)碼本線性預(yù)測(cè)(ACELP)算法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。該方案可以在一塊TMS320C5510上實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞??? 語(yǔ)音編碼???? 自適應(yīng)???? ACELP

引言

在語(yǔ)音編碼領(lǐng)域中，隨著傳輸、處理、存儲(chǔ)等各種信息量的巨增，信息的壓縮處理已成為迫切的要求，基于新的網(wǎng)絡(luò)和新的要求，無(wú)論是從節(jié)省傳輸頻帶資源，還是保持線路通信的高效率等方面來(lái)看，研究采用各種可變速率語(yǔ)音編碼技術(shù)的系統(tǒng)都有重要意義。目前為了適應(yīng)此需要提出了AMR（Adaptive Multi-rate） 的概念，即自適應(yīng)話音編碼器。基于帶寬的考慮可分為AMR-NB（AMR Narrowband）和AMR-WB （AMR Wideband）。對(duì)于AMR-NB，語(yǔ)音通道帶寬限制為3.7M Hz,8000 Hz的采樣頻率，而AMR-WB為7M Hz的帶寬，采樣頻率16000，但考慮語(yǔ)音的短時(shí)相關(guān)性，每幀長(zhǎng)度均為20ms。這兩種編碼器根據(jù)帶寬的要求雖然選用了不同的速率，但有異曲同工之處,以下著重介紹在TD-SCDMA中AMR-NB的實(shí)現(xiàn)。此編碼器運(yùn)用了代數(shù)碼本線性預(yù)測(cè)（ACELP）混合編碼方式，也就是數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)中既包括若干語(yǔ)音特征參數(shù)又包括部分波形編碼信息，再運(yùn)用這些特征信息重新合成語(yǔ)音信號(hào)的過(guò)程。控制這些參數(shù)的提取數(shù)目，根據(jù)速率要求對(duì)信息進(jìn)行取舍而得到了以下8種速率，混合組成如表一所示的自適應(yīng)語(yǔ)音編碼器。如模式AMR_12.20就提取出244比特的參數(shù)信息，而模式AMR_4.70卻只提取了95比特信息。根據(jù)這些比特所含的信息量可以將其分為3類比特class 0,1和2。在信道編碼時(shí)class 0和1都將會(huì)使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)，對(duì)于class 2則根據(jù)上一幀進(jìn)行恢復(fù)。
???????????????? 表一 :? AMR 編碼器的編碼速率
???????????????? Table .1?? The?? AMR? codecs?? rate
編碼模型?編碼器的比特速率?編碼模型?編碼器的比特速率
AMR_12.20?12,20kbit/s(GSM_EFR)?AMR_5.90? 5,90 kbit/s
AMR_10.20?10,20 kbit/s?AMR_5.15? 5,15 kbit/s
AMR_7.95?7,95 kbit/s?AMR_4.75? 4,75 kbit/s
AMR_7.40?7,40kbit/s (IS-641)?AMR_SID? 1,80 kbit/s (無(wú)語(yǔ)音信息傳輸)
AMR_6.70?6,70kbit/s (PDC-EFR)??

語(yǔ)音編碼或語(yǔ)音壓縮編碼研究的基本問(wèn)題，就是在給定編碼速率的條件下，如何能得到盡量好的重建語(yǔ)音質(zhì)量。主觀評(píng)定方法符合人類聽話時(shí)對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的感覺得到了廣泛應(yīng)用。常用的方法有平均得分意見（Mean Opinion Score, 簡(jiǎn)稱MOS）判定法，下表說(shuō)明了AMR話音編碼器各模式的話音質(zhì)量。