[发明专利]一种NVOC低速窄带声码器的语音数据处理方法

说明书

本发明涉及一种NVOC低速窄带声码器的语音数据处理方法，包括以下步骤：步骤1、编码端对原始语音数字信号的初始化配置和分析处理；步骤2、在步骤1计算得到的基音周期、清音和浊音数值参数的基础上继续对线谱对、基音值、增益参数、残差补偿增益、码本矢量等参数进行提取和量化；步骤3、提取步骤2的声音量化参数，通过该声音量化参数合成语音,经过压噪再提升语音质量，当参数恢复失败后或语音合成及后失败后进行声音重建。本发明能在低速率的情况下提供优良的语音质量。

技术领域

本发明属于声码器数字语音压缩技术领域，尤其是一种NVOC低速窄带声码器的语音数据处理方法。

背景技术

随着通信技术的高速发展，频率和资源显得尤为宝贵，与模拟语音通信系统相比，数字语音通信系统具有抗干扰性强、保密性号、易于集成等特点，而在这其中低速声码器担当着重要角色。

目前，语音编码算法大都建立在人类发声器官的声学模型基础上。人的发声器官由声门、声道和其它辅助器官组成。实际语音的产生过程是声门产生的振动被声道滤波器调制后经口鼻等辐射所得，可以用如下公式表示为

s(n)＝h(n)*e(n)

其中，s(n)表示语音信号，h(n)为声道滤波器单位冲激响应，e(n)为声门振动信号。

为了清晰地表示语音信号，可以从频谱特点上分别描述声门和声道，如何高效量化声门和声道的特征参数，这是参数编码这一类算法要达到的目标。

声码器属于参数编码一类，低速窄声码器就是压缩语音信号的数字表示,用较少的比特(bit)还原出与原是语音最为相似语音的方法。随着数字信号处理硬件的效率猛增，加上声码器的加速研究，使得声码器已经大量使用。

现有的低速窄带声码器包括两种码率:2.4kbps、2.2kbps(用于加密)，信道FEC码率为1.2kbps，语音编解码和FEC都以8K采样20毫秒为一帧进行编码和解码。

但仍存在如下问题：(1)利用时域相关性提取基因参数，容易算错；(2)由于声音不经过降噪，当有噪音时提取的声音参数不准确；(3)方言声音失真；(4)由于窄带低速编码压缩比较高，当信道质量不佳存在误码时语音质量低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、语音质量高且对方言适应性强的NVOC低速窄带声码器的语音数据处理方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种NVOC低速窄带声码器的语音数据处理方法，包括以下步骤：

步骤1、编码端对原始语音数字信号的初始化配置和分析处理，首先对原始语音数字信号进行去噪声处理,然后判断当前语音信号是否为话音，若当前语音信号为话音，则提取话音中的基音后计算出基音周期和各子带清音和浊音数值参数；

步骤2、在步骤1计算得到的基音周期、清音和浊音数值参数的基础上对线谱对、基音值、增益参数、残差补偿增益和码本矢量的参数进行提取和量化，得到声音量化参数；

步骤3、提取步骤2的声音量化参数后，将该声音量化参数合成语音,经过压噪再提升语音质量，并当参数恢复失败后或语音合成失败后进行声音重建。

而且，所述步骤1具体步骤包括：

(1)对原始语音数字信号S(n)进行去噪声处理，得到去噪声后的语音数据S₁(n)和原始数据S(n)的0～4000Hz的声音频谱特性；

(2)采用VAD激活检测技术判断去噪声处理后的当前语音信号是否为话音，得到话音数据S₂(n)；

(3)提取话音数据S₂(n)的基音；