AMBE-2000TM語(yǔ)音壓縮編碼電路分析

1 引言

語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)一直是在盡可能低的數(shù)碼率下獲得盡可能好的合成語(yǔ)音質(zhì)量的矛盾中發(fā)展的。數(shù)碼率實(shí)質(zhì)上反映的是頻帶寬度，降低數(shù)碼率實(shí)質(zhì)上就是壓縮頻帶寬度。近10年來(lái)，固定電話和移動(dòng)通信高速發(fā)展，頻率資源變得愈加寶貴，信道利用率成為一項(xiàng)關(guān)鍵因素，這促使語(yǔ)音壓縮技術(shù)，即語(yǔ)音編碼技術(shù)不斷發(fā)展。在有線通信及移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和掌上電腦的語(yǔ)音傳送應(yīng)用中，語(yǔ)音編碼依舊扮演著十分重要的角色。
基于多帶激勵(lì)(MBE)算法，1997年，美國(guó)數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)公司(DVSI)研制出先進(jìn)的多帶激勵(lì)(AMBE-Advanced MBE)語(yǔ)音雙工編解碼芯片AMBE-1000TM，AMBE算法是標(biāo)準(zhǔn)MBE的改進(jìn)和補(bǔ)充。隨后又推出AMBE-2000TM型語(yǔ)音壓縮碼電路。該壓縮技術(shù)已被證明優(yōu)于CELP，RELP，VSELP，MELP，ECELP，MP-MLQ，LPC-10及其他壓縮技術(shù)。該語(yǔ)音電路能應(yīng)用于包括數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)在內(nèi)的許多領(lǐng)域，如衛(wèi)星通信、保密通信、語(yǔ)音多路技術(shù)、語(yǔ)音郵件、多媒體、IP電話等。

2 多帶激勵(lì)編碼的原理

美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的D．W．Griffin博士提出的多帶激勵(lì)(MBE)語(yǔ)音編碼方案突破了二元激勵(lì)的局限性，是一個(gè)不用預(yù)測(cè)殘差的完全的參數(shù)語(yǔ)音編碼器，在2．0kb／s～4．8kb／s速率內(nèi)能夠合成質(zhì)量比傳統(tǒng)聲碼器好得多的語(yǔ)音，并且具有較好的自然度和容忍環(huán)境噪聲的能力，是目前這一速率范圍內(nèi)的一種較理想的編碼算法。

2．1 MBE的基本原理

多帶激勵(lì)的基本原理如圖1所示，將語(yǔ)音譜按各基音諧波頻率分成若干個(gè)帶，對(duì)各帶信號(hào)分別進(jìn)行清濁音判決?？偟募?lì)信號(hào)由各帶激勵(lì)信號(hào)相加構(gòu)成。對(duì)于濁音帶用以基音周期為間隔的脈沖序列譜作為激勵(lì)信號(hào)譜；對(duì)于清音帶采用白噪聲譜作為激勵(lì)信號(hào)譜，最后將各帶信號(hào)相加，形成全帶激勵(lì)信號(hào)。激勵(lì)信號(hào)通過(guò)時(shí)變數(shù)字濾波器，確定各諧波帶的相對(duì)幅度和相位，將激勵(lì)譜映射為語(yǔ)音譜。這種方案能將合成語(yǔ)音與原始語(yǔ)音在頻譜的細(xì)致結(jié)構(gòu)上擬合得很好，更加符合實(shí)際語(yǔ)音的特性，因而能夠獲得較高的自然度。