随着通信技术的高速发展,频率资源变得愈加宝贵。在数字语音通信系统中,利用语音编码技术,特别是低码率语音编码技术,压缩语音信号的传输带宽,仍然是当前和未来通信领域关注的研究热点。本文主要针对正弦变换编码(Sinusoidal Transform Coding,STC)的低码率算法进行研究,并设计了一个编码速率为1.4kb/s的STC编码器。 首先,本文介绍了语音编码研究的背景以及国内外的研究现状,对现有的各种语音编码方法及其在现有语音编码标准中的应用进行了分类总结。 然后,本文对STC的语音产生模型——正弦模型与谐波正弦模型进行了系统阐述,并对低码率STC的关键技术,包括基音检测、幅度和相位参数的模型表示、浊音度分析、矢量量化以及语音合成等进行了详细研究。 其中,对于基音检测技术,本文提出了一种改进的谐波积谱基音检测算法,改进算法在保留了原算法可进行高精度基音频率检测优点的同时,大大降低了算法的运算量,提高了计算效率;对于幅度参数的模型表示,引入了离散全极点模型来估计谐波正弦模型的幅度参数,理论分析和仿真实验都表明,该方法优于在低码率STC中广泛使用的线性预测幅度谱包络估计方法;对于相位参数的模型表示,本文通过将一种简单的相位预测模型和浊音度相结合,即实现了不对相位参数进行编码传输,降低了编码速率;在编码端,对需要传输的参数进行量化编码时,幅度模型的参数采用了基于感知加权的分裂矢量量化,其他待传输的参数采用了标量量化。 最后,对1.4kb/s低码率STC编解码器进行了客观评价,评价结果表明,其频域失真性能优于编码速率为2.4kb/s的LPC10e声码器。