?

1　引　言
　　隨著VoIP技術的不斷發展，要求產品的集成度與性能進一步提高，利用新一代高性能DSP芯片，實現單片DSP處理多路語音信號，是今后的發展趨勢。
　　G．723．1標準是ITU組織于1996年推出的一種低碼率編碼算法。主要用于對語音及其它多媒體聲音信號的壓縮，如可視電話系統、數字傳輸系統和高質語音壓縮系統等。G．723．1標準可在6．3kbps和5．3kbps兩種碼率下工作。其中，高碼率算法具有較高的重建語音質量，而低碼率算法的計算復雜度則較低。與一般的低碼率語音編碼算法一樣，G．723．1標準采用線性預測的合成分析法。對激勵信號進行量化時，高碼率算法采用多脈沖最大似然量化（MP－MLQ），而低碼率算法則采用算術碼本激勵線性預測（ACELP）。
2　算法介紹
　　語音信號的參數模型是用激勵信號激勵一個系統模型來模仿氣流沖激聲道產生的聲音。線性預測法基于全極點模型假定，采用時域均方誤差最小準則來估計模型參數。分析過程中要提取的參數包括聲道系統的LSP參數、自適應碼本的延遲和增益，
以及固定碼本中脈沖的位置和符號。
　　G．723．1編碼器能對以8kHz采樣的話帶語音信號進行壓縮。為了降低碼率，G．723．1采用了較長的幀尺寸，每幀240個樣值，即30毫秒幀長。每幀輸入信號首先通過一階高通濾波器濾除直流分量，然后將之分成四個60個樣值的子幀，每個子幀獨立進行LPC分析。為了提高LPC系數的連續性，采用了長度為180個樣值的重疊窗，即同時包含前后兩個子幀，這使算法引入60個樣值的超前時延，因此算法的總時延為37．5毫秒。LPC系數用線性譜頻率（LSF）表示，LSF參數采用預測分裂矢量量化，只對第四子幀進行。為了提高量化感知質量，高通濾波后的語音信號需通過共振峰感知加權濾波器和諧振峰噪聲整形濾波器以生成初始目標信號。前者參數由各子幀的未量化LPC系數構成，后者通過對每兩子幀進行開環基音周期估計得到，其中基音周期的范圍為18到142個樣值。LPC合成濾波器、共振峰感知加權濾波器和諧振峰噪聲整形濾波器用于系統零輸入響應計算和最佳激勵估計。G．723．1編碼器還包括一個五階基音預測器，其參數根據開環基音估計值和脈沖響應進行閉環基音搜尋得到。在進行最佳激勵估計時，需從初始目標信號中減去系統零輸入響應和基音預測器貢獻以得到最終目標信號，然后針對高低碼率分別采用MP－MLQ和ACELP方法進行量化。其中，LSF參數、基音值和激勵參數需傳送給解碼器。
　　解碼器首先根據得到的LSF參數重建LPC合成濾波器，然后根據基音值和激勵參數得到自適應碼本激勵信號和固定碼本激勵信號。
2．1　聲道模型參數的提取
??? 十階全極點模型系統的傳遞函數為：
????　　
　　其中，S（z）和U（z）分別是輸出信號s（n）和輸入信號u（n）的Z變換。因此誤差信號為：
???
要使均方誤差最小，｛ak｝必定滿足＝1，2，．．．10），由此可得到以k為變量的方程組：
????
其中，R（n）為S（n）的自相關函數值。對于這個Toeplitz矩陣，用Durbin遞推算法可方便求解。
　　因為線譜對參數（LSP）良好的量化特性和內插特性，LPC參數要轉換為LSP參數進行傳輸。
設線性濾波器的逆濾波器為

ωi和θi分別是P（z）和Q（z）的第i個零點。ωi和θi成對出現，反映信號的頻譜特性，因此稱為線譜對。對P（z）和Q（z）的系數做離散傅立葉變換得到zk＝e－jπk／N（k＝0，1，2．．．N）各點的值，搜索極小值點的位置，就是可能的零點位置。