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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:潘搏勝
研究生(外文):Po-Sheng Pan
論文名稱:iLBC解碼程序進階處理之研究
論文名稱(外文):Study on decoding processing of internet low bit rate codec
指導教授:王佳盈
指導教授(外文):JYW
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:iLBC語音編碼器線頻譜頻率
外文關鍵詞:Speech codeciLBCSpeech Interpolation
相關次數:
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本論文主要針對,在iLBC編碼器的解碼程序中, 因環境因素遺失的音框所造成的語音損失,藉由修正剩餘訊號與LPC係數的產生方式,來重建損失的編碼資料。我们在原來iLBC編碼器演算法下,將遺失的線頻譜頻率(LSF)與剩餘信號,利用外差及內差的方式,將遺失的係數重建出來。我們透過模擬,將重建的波形與原來解碼程序的語音比較,進行主觀的聽測評估並觀察波形,結果顯示出語音品質確實有所改善。
In this thesis, we propose some methods to improve the decoding procedure of internet low bit rate codec (iLBC), such that we can get better speech performance in medium to high packet loss conditions. We use interpolation method to reconstruct the LSF coefficients and residual signals of loss packet. This will introduce one more block delay, but get better speech performance. Hence it is a tradeoff. From simulation, we can get better speech quality in medium to high packet loss conditions through subjective listening test and SNR.
目錄
中文摘要 1
Abstract 2
誌謝 3
目錄 4
圖索引 6
表索引 9
第1章 緒論 10
1.1 前言 10
1.2 研究動機與目標 11
1.3 章節概要 12
第2章 iLBC語音編碼器演算法介紹 13
2.1 ILBC語音壓縮技術概要 13
2.2 編碼器原理 14
2.2.1 前處理(Pre-processing) 16
2.2.2 LPC分析與量化 16
2.2.3 殘餘訊號的計算 18
2.2.4 聽覺加權濾波器 19
2.2.5 起始狀態的編碼 19
2.2.6 其他區塊的編碼 21
2.2.7 調整增益係數 23
2.2.8 位元串流(Bit-stream)的定義 24
2.3 解碼器原理 25
2.3.1 LPC濾波器重建 26
2.3.2 起始狀態重建 27
2.3.3 剩餘訊號重建 27
2.3.4 語音修補(Packet Loss Concealment) 27
2.3.5 語音增強(Enhancement) 28
2.3.6 合成語音 30
2.3.7 後過濾 30
第3章 iLBC語音修補程序探討 31
3.1 資料遺失的補償 31
3.1.1 PLC演算法的描述 32
3.2 LPC係數與剩餘信號的重建 35
3.2.1 PLC重建LPC係數 36
3.2.2 PLC重建剩餘信號 37
3.2.3 iLBC補償程序的缺點 40
第4章 重建訊號的探討 42
4.1 內差法重建LSF係數 46
4.2 外差法重建LPC係數 50
4.3 線性內差法重建剩餘信號 52
4.4 非線性內差法重建剩餘信號 57
第5章 結論與未來展望 59
Reference 60

圖索引
圖 1 1語音編碼技術 11
圖 1 2 ILBC、G.729A 和G.729E語音品質比較 12
圖 2 1 ILBC編碼演算法流程圖 14
圖 2 2 語音分析框的處理 15
圖 2 3 20MS與30MS之區塊與子區塊示意圖 16
圖 2 4 LPC模組輸入訊號示意圖 17
圖 2 5 產生殘餘訊號的方塊圖 18
圖 2 6 兩種起始狀態位置示意圖 20
圖 2 7 聽覺加權語音網域之DPCM起始狀態樣本量化 20
圖 2 8 其它資料之編碼程序概要 21
圖 2 9 ILBC編碼器之碼簿搜尋流程圖 22
圖 2 10目標向量與編碼簿記憶體 23
圖 2 11 ILBC解碼程序流程圖 26
圖 2 12 增強單元之流程方塊圖 29
圖 2 13 30MS資料框的加強 29
圖 3 1語音資料的遺失 31
圖 3 2 PLC演算法示意圖 32
圖 3 3關聯性測量值的調整 33
圖 3 4 PLC流程圖 35

圖 3 5 20MS的資料框 LPC係數的重建 36
圖 3 6剩餘信號重建的步驟 37
圖 3 7音調搜尋 38
圖 3 8連續音框損失的增益調整 39
圖 3 9 語音:女性 50% PACKET LOSS,30MS MODE 40
圖 3 10 語音:國語 50% PACKET LOSS,30MS MODE 41
圖 4 1 修正後PLC演算法示意圖 43
圖 4 2修正後的PLC流程圖 45
圖 4 3內差LSF係數 46
圖 4 4 LSF加權方式示意圖 47
圖 4 5 PACKET LOSS 0 %重建波形 47
圖 4 6 PACKET LOSS 10 %重建波形 48
圖 4 7 PACKET LOSS 30 %重建波形 48
圖 4 8 PACKET LOSS 50 %重建波形 48
圖 4 9 PACKET LOSS 0 %重建波形 49
圖 4 10 PACKET LOSS 10 %重建波形 49
圖 4 11 PACKET LOSS 30 %重建波形 49
圖 4 12 PACKET LOSS 50 %重建波形 50
圖 4 13外差LPC係數 50
圖 4 14外差LPC係數的波形比較 51
圖 4 15剩餘信號的內差加權示意圖 52
圖 4 16 PACKET LOSS 0 %重建波形 53
圖 4 17 PACKET LOSS 10 %重建波形 53
圖 4 18 PACKET LOSS 30 %重建波形 54
圖 4 19 PACKET LOSS 50 %重建波形 54
圖 4 20 PACKET LOSS 0 %重建波形 55
圖 4 21 PACKET LOSS 10 %重建波形 55
圖 4 22 PACKET LOSS 30 %重建波形 56
圖 4 23 PACKET LOSS 50 %重建波形 56
圖 4 24非線性的內差加權示意圖 57

表索引
表格 2 1 ILBC編碼簿大小 23
表格 2 2 ILBC位元串流結構 25
表格 4 1 短語音SNR值的比較 57
表格 4 2長語音SNR值的比較 58
[1] Internet Low Bit Rate Codec (iLBC), RFC 3951, December 2004.
[2] 王小川, "語音訊號處理", 全華.
[3] 林威延, "基於聽覺特性之LPC編碼之研究", 私立中原大學電機工程研究所碩士論 文, 2005.
[4] 蔡勝雄, "iLBC語音編碼複雜度探討及其簡化之研究", 私立中原大學電機工程研究所碩士論文, 2006.
[5] S. V. Andersen, W. B. Kleijn, R. Hagen, J. Linden,“ILBC A Linear Predictive Coder with Robustness to Packet,”in IEEE Proc. Workshop on Speech Coding, 2002, pp.23-25
[6] 王炳錫, "變速率語音編碼", 西安電子科技大學, 2002
[7] 古鴻炎, 陳佳新,, "一種用於網路電話之遺失封包補償方法",國立台灣科技大學資工系,2006.
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