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人工语音带宽扩展算法研究.pdf
- 目前，在大多数通信系统中，所传输的语音信号的带宽一般都小于4川z。在这种情况下，语音质量与相应的宽带语音质量相比有很大差距。宽带语音编码技术在提高语音质量的同时，也提高了对系统的要求。但是由于历史和经济上的原因，在短期内不可能完全改变现有的通信系统。一个可能的方案是通过重构宽带语音在接收端人工扩展信号的带宽。这个从窄带信号重构宽带信号的过程就叫作人工语音带宽扩展。
人工语音带宽扩展算法大致可以分为训练阶段和扩展阶段，在训练阶段找到语音信号声学特征参数的映射函数，在转换阶段根据映射函数转换得到合成语音。
本文主要研究基于码本映射的语音带宽扩展算法。该算法包括语音的特征提取、谱包络扩展和激励扩展等模块。本文的主要工作如下:
(l)研究了语音信号的数字模型，包括激励模型、声管模型和辐射模型三个子模型以及语音信号的预处理和线性预测分析。
(2)在语音特征参数提取部分，详细阐述了基音周期估计、LPC倒谱系数、MEL倒谱系数的求解。
(3)在介绍了矢量量化的基本原理和失真测度方法的基础上，重点研究了矢量量化器最佳码本设计的算法，选择LBG算法作为矢量量化方法。
(4)研究已有的带宽扩展算法，包括码本映射法、线性映射法以及统计映射法，并提出一种改进的基于码本映射的扩展算法。
(5)通过仿真实验比较了原始算法和改进算法的性能，并且进行客观和主观测试评价本算法的性能。
关键词:带宽扩展;矢量量化;码本映射;线性预测;语音信号
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