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基于Kolmogorov-Arnold网络的混合激励线性预测语声编码改进算法
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作者 俞英健 王德清 +1 位作者 魏云龙 张龙基 《应用声学》 北大核心 2025年第6期1641-1651,共11页
高效、高质量的极低码率语声压缩技术,是水声通信等极端通信的迫切需求。混合激励线性预测(MELP)编码通过线谱频率(LSF)等参数的量化实现压缩,是常用的语声编码方法,但其低比特率量化会带来量化失真,导致语声质量下降。为了提高MELP编... 高效、高质量的极低码率语声压缩技术,是水声通信等极端通信的迫切需求。混合激励线性预测(MELP)编码通过线谱频率(LSF)等参数的量化实现压缩,是常用的语声编码方法,但其低比特率量化会带来量化失真,导致语声质量下降。为了提高MELP编码的语声质量和效率,该文提出一种基于Kolmogorov-Arnold网络(KAN)和残差向量量化技术的KAN-AE自编解码器网络,对MELP编码中LSF参数的量化进行改进,从参数层提取接近语义层次的信息,从而减少冗余信息,实现更高效的编码。实验结果表明,在1.96 kbit/s的码率,LSF参数量化比特低于15 bit时,该方法的语声质量感知评价评分约为2.6,短时客观可懂度评分约为0.68,在多种语言和不同噪声环境下的性能良好,在嵌入式STM32MP135F-DK开发板的测试模型运行时间为2.74 ms,实时性较好。 展开更多
关键词 深度学习 重构性 低速率语声编码 混合激励线性预测
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混合激励线性预测语音编码标准中线谱频率量化的研究 被引量:4
2
作者 肖东 莫福源 +1 位作者 陈庚 马力 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第2期109-117,共9页
线谱频率(Line Spectral Frequency,LSF)是线性预测频谱系数(Linear Predication Coefficient,LPC)有效的编码形式。语音线性预测模型中,LPC反映了声道调制的模型,是影响语音听觉感知重要的参数之一。在混合激励线性预测语音编码(Mixed ... 线谱频率(Line Spectral Frequency,LSF)是线性预测频谱系数(Linear Predication Coefficient,LPC)有效的编码形式。语音线性预测模型中,LPC反映了声道调制的模型,是影响语音听觉感知重要的参数之一。在混合激励线性预测语音编码(Mixed Excitation Linear Prediction,MELP)标准中,对LSF采用4级码本进行分级式矢量量化。首先,为减少其量化冗余度以降低编码速率,本文提出了一种改进的选择算法,生成了一个2级码本替换之。其次,为提高合成语音质量,依据LSF矢量量化的精度与合成语音质量的关系的实验结果,提出根据人耳听觉感知特性进行LSF量化和评价的方法,并予以实验证明。 展开更多
关键词 混合激励线性预测语音编码 线谱频率 码本 矢量量化
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2.4kbit/s多带混合激励线性预测语音编码器的模拟 被引量:3
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作者 王都生 铁满霞 樊昌信 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期476-479,共4页
基于LPC参数模型 ,引入了混合激励源、非周期脉冲、自适应谱增强、脉冲散布及傅氏幅度模型来进一步改善合成语音的质量 .计算机模拟及非正式的语音试听结果表明 ,新的多带混合激励线性预测语音编码器在 2 4kbit/s编码速率重建的语音质... 基于LPC参数模型 ,引入了混合激励源、非周期脉冲、自适应谱增强、脉冲散布及傅氏幅度模型来进一步改善合成语音的质量 .计算机模拟及非正式的语音试听结果表明 ,新的多带混合激励线性预测语音编码器在 2 4kbit/s编码速率重建的语音质量接近于 4 8kbit/sCELP算法的质量 . 展开更多
关键词 语音编码器 多带混合激励 线性预测
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一种改进的混合激励线性预测的基音周期估计算法 被引量:5
4
作者 吕声 王炳锡 《信号处理》 CSCD 2001年第1期56-59,共4页
本文详细讨论了混合激励线性预测(MELP)的基音周期估计算法及其改进算法。该算法采用了分数基音周期、倍数检测等技术,保证了基音周期估计的精度。同时又采用了滑动窗的方法,使得对基音周期不规则的不平稳的语音段进行基音周期... 本文详细讨论了混合激励线性预测(MELP)的基音周期估计算法及其改进算法。该算法采用了分数基音周期、倍数检测等技术,保证了基音周期估计的精度。同时又采用了滑动窗的方法,使得对基音周期不规则的不平稳的语音段进行基音周期估计时的误差减小。本文最后给出了该算法的测试结果及优缺点。 展开更多
关键词 混合激励线性预测 基音周期 滑动窗 语音信号处理 算法
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基于线性预测系数自适应前后向量化的可变速率MELP语音编码 被引量:3
5
作者 铁满霞 王都生 樊昌信 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第9期919-923,共5页
该文基于LPC的自适应前后向量化技术,提出了一种可变速率的混合激励线性预测MELP语音编码算法。该算法中,采用当前语音帧(前向LPC)或前面某帧已合成语音帧(后向LPC)进行线性预测,当采用后向LPC时,只需传输时间序列编码,故减少了LPC系数... 该文基于LPC的自适应前后向量化技术,提出了一种可变速率的混合激励线性预测MELP语音编码算法。该算法中,采用当前语音帧(前向LPC)或前面某帧已合成语音帧(后向LPC)进行线性预测,当采用后向LPC时,只需传输时间序列编码,故减少了LPC系数的平均编码比特。计算机模拟表明,该算法与标准MELP算法合成的语音质量相当,但显著减少了LPC的传输带宽,从而明显降低了MELP平均编码速率。 展开更多
关键词 混合激励线性预测编码 线性预测 自适应前后向量化 可变速率 语音编码
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改进的MELP低速率语音编码器 被引量:2
6
作者 冯晓荣 刘晓明 田雨 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第29期131-133,217,共4页
在混合激励线性预测(MELP)语音编码算法中,语音帧的突变转换导致合成语音质量的下降成为一个突出问题。为解决该问题,提出一种基于过渡帧判决算法的改进MELP模型,提高了参数估计的准确度,有效实现了语音的降噪处理。引入动态清浊音判决(... 在混合激励线性预测(MELP)语音编码算法中,语音帧的突变转换导致合成语音质量的下降成为一个突出问题。为解决该问题,提出一种基于过渡帧判决算法的改进MELP模型,提高了参数估计的准确度,有效实现了语音的降噪处理。引入动态清浊音判决(U/V判决)门限将语音帧分为3种类型:浊音帧、清音帧、过渡帧,通过区分过渡帧和清浊音帧,避免了传统的U/V判决错误和清浊音帧的突变转换。给出了改进MELP编码参数比特分配表,通过PESQ—MOS测试表明,合成语音质量尤其是高频女声合成语音质量有了明显的改进。 展开更多
关键词 混合激励线性预测(melp) 清/浊音(U/V)判决 语音编码
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超低速率MELP语音编码算法研究 被引量:7
7
作者 戚银城 张巍 苑津莎 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第6期1196-1200,共5页
在语音编码算法中,混和激励线性预测(MELP)算法因为能更好的模拟自然语言特征,在低速率上能合成较高质量的语音,而成为现代低速率语音编码中最有潜力的算法之一。但在无线通信、卫星通信以及军用和保密通信中,信道带宽成为一个突出的问... 在语音编码算法中,混和激励线性预测(MELP)算法因为能更好的模拟自然语言特征,在低速率上能合成较高质量的语音,而成为现代低速率语音编码中最有潜力的算法之一。但在无线通信、卫星通信以及军用和保密通信中,信道带宽成为一个突出的问题,因此对更低速率语音压缩编码技术乃至超低速率的语音压缩编码技术的研究是非常有必要的。针对语音通信中关于极低速率的要求,深入分析了现今的几种基于MELP的低速率语音编码算法,对其原理以及关键技术进行了归纳总结,并对语音质量进行了比较。 展开更多
关键词 语音编码 线性预测 多帧联合量化 混合激励 线谱对频率
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2.4kb/s MELP算法设计 被引量:3
8
作者 胡剑凌 徐盛 陈健 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期789-792,共4页
提出了一种新的工作于极低码率下的混合激励线性预测 ( MELP)声码器 .该声码器结合了线性预测编码 ( LPC)和多带激励编码算法的优点 ,对算法和量化方案重新进行了设计和改造 ,其主要特征包括改进的基音检测算法、混合的周期脉冲和随机... 提出了一种新的工作于极低码率下的混合激励线性预测 ( MELP)声码器 .该声码器结合了线性预测编码 ( LPC)和多带激励编码算法的优点 ,对算法和量化方案重新进行了设计和改造 ,其主要特征包括改进的基音检测算法、混合的周期脉冲和随机噪声激励、有效的线性谱频率 ( LSF)参数量化以及激励谱形状表示 .非正式主观测试表明 ,由采用本算法的一个 2 .4kb/s编码器所重建的语音质量略优于美国联邦标准 4.8kb/s码激励线性预测编码 ( CELP) 展开更多
关键词 语音编码 线性预测 混合激励 声码器 算法 设计
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一种基于重构性深度网络的MELP语音编码改进算法 被引量:3
9
作者 张雄伟 吴海佳 +1 位作者 张梁梁 邹霞 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第2期307-318,共12页
为了提高深度模型的编码重构性能,本文为传统对比散度(Contrastive divergence,CD)添加了基于交叉熵的重构误差约束。利用改进后的算法训练了重构性深度自编码机(Reconstructive deep auto-encoder,RDAE),并用RDAE替换混合激励线性预测... 为了提高深度模型的编码重构性能,本文为传统对比散度(Contrastive divergence,CD)添加了基于交叉熵的重构误差约束。利用改进后的算法训练了重构性深度自编码机(Reconstructive deep auto-encoder,RDAE),并用RDAE替换混合激励线性预测编码(Mixed excitation linear prediction,MELP)语音编码器中LSF参数的矢量量化方法。测试结果表明,改进后的算法在损失一定模型似然度的条件下获得了重构性能的提升,当RDAE隐藏层结点设为19bit时,本文方法所测得的加权LSF距离、重构语音质量、谱失真指标在训练集和测试集上均优于25bit矢量量化方法,即利用本文方法改进的MELP编码器,在不降低语音质量的条件下,可将MELP编码速率从2.4kb/s降低至2.1kb/s,编码速率降低了12.5%。 展开更多
关键词 深度学习 深度自编码机 重构性 低速率语音编码 混合激励线性预测
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基于MELP的变速率语音编码器算法 被引量:1
10
作者 张博 朱杰 《电子测量技术》 2009年第2期12-14,共3页
描述了一种新的基于MELP算法的变速率语音编码器。其中,考察每一语音帧与其前一帧在以下4个方面的相关性:清浊音判定、基音周期、增益与线谱对频率,依相关性不同采用不同的量化方法以减少各帧之间的编码冗余。主观测试表明本编码器的语... 描述了一种新的基于MELP算法的变速率语音编码器。其中,考察每一语音帧与其前一帧在以下4个方面的相关性:清浊音判定、基音周期、增益与线谱对频率,依相关性不同采用不同的量化方法以减少各帧之间的编码冗余。主观测试表明本编码器的语音质量与美国联邦标准的2.4KB/SMELP编码器近似。 展开更多
关键词 变速率语音编码器 混合激励线性预测 矢量量化
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MELP低速率语音编码器在DSP上的改进与优化
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作者 田雨 刘晓明 冯晓荣 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期2123-2125,2129,共4页
在标准混合激励线性预测(MELP)语音编码算法中,对同时含有清音和浊音的混合帧会产生参数估计错误,并导致合成语音质量的下降。针对这个缺陷提出一种基于过渡帧判决算法的改进MELP模型(M-MELP),提高了参数估计的准确度,保证了合成语音的... 在标准混合激励线性预测(MELP)语音编码算法中,对同时含有清音和浊音的混合帧会产生参数估计错误,并导致合成语音质量的下降。针对这个缺陷提出一种基于过渡帧判决算法的改进MELP模型(M-MELP),提高了参数估计的准确度,保证了合成语音的质量;并结合TMS320C6416数字信号处理器的结构特点,通过改写开源的MELP算法实现M-MELP算法,从程序结构、编译器和代码进行三级优化。相对于单一的优化,它能更好地提高程序运行的并行性和存储器的访问效率,从而在基于DSP的嵌入式系统中实现高质量的实时语音编码。 展开更多
关键词 混合激励线性预测 过渡帧 U/V判决 语音编码 优化
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MELP解码器系统的FPGA实现 被引量:2
12
作者 韩琼磊 郭立 +1 位作者 杨帆 高路 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第9期74-76,共3页
低比特率混合激励线性预测(MELP)算法的复杂性使得MELP声码器系统的实时实现比较困难。根据MELP声码器的算法,提出了一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)实现整个解码器系统的单片方案,并在FPGA平台上完成了对整个系统的验证。该系统主... 低比特率混合激励线性预测(MELP)算法的复杂性使得MELP声码器系统的实时实现比较困难。根据MELP声码器的算法,提出了一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)实现整个解码器系统的单片方案,并在FPGA平台上完成了对整个系统的验证。该系统主要包括NiosII微处理器和自定义IP模块,通过自定义IP弥补了NiosII处理器运算能力的不足。实验结果表明,实现了MELP解码系统的实时处理。 展开更多
关键词 混合激励线性预测 实时 流水线 IP模块
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2.4 kbps MELP标准编码的量化性能优化 被引量:1
13
作者 黄蕊 赵晓群 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期34-40,共7页
现如今通信信道环境日益复杂,因此对低速率语音编码的要求逐步提高,在保证合成语音质量的前提下降低编码速率有着重大的意义。在2.4 kbps MELP标准编码的比特分配中,LSF参数占据了很大的比重。本文将自适应多速率语音编码中的LSF参数量... 现如今通信信道环境日益复杂,因此对低速率语音编码的要求逐步提高,在保证合成语音质量的前提下降低编码速率有着重大的意义。在2.4 kbps MELP标准编码的比特分配中,LSF参数占据了很大的比重。本文将自适应多速率语音编码中的LSF参数量化技术应用在MELP编码中,并且提出了一种基于高斯自扰动的码书训练方法,对已有性能较好的量化码书添加适当的高斯自扰动作为训练数据,通过训练获得尺寸缩小的较好码书。通过实验验证,改进的MELP在1.84 kbps上效果良好。 展开更多
关键词 混合激励线性预测:自适应多速率语音编码 码书训练 高斯自扰动
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一种DCT域的音频信息隐藏方法 被引量:8
14
作者 王俊杰 张晓明 梅东霞 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2006年第6期33-35,共3页
基于信息隐藏技术,提出并实现了一种语音保密通信的新方法。首先将保密语音进行混合激励线性预测(MELP)编码,形成隐藏信息;然后对公开语音信号作分段DCT变换,隐藏信息通过量化处理嵌入到DCT域的中频点;解码器在同样的嵌入点盲提取出隐... 基于信息隐藏技术,提出并实现了一种语音保密通信的新方法。首先将保密语音进行混合激励线性预测(MELP)编码,形成隐藏信息;然后对公开语音信号作分段DCT变换,隐藏信息通过量化处理嵌入到DCT域的中频点;解码器在同样的嵌入点盲提取出隐藏信息,最后经MELP解码恢复保密语音。实验结果表明该算法在隐藏信息后,信道中传输的公开语音具有透明性,并且在受到压缩、滤波等攻击时具有较高的鲁棒性。 展开更多
关键词 混合激励线性预测 语音保密通信 信息隐藏 离散余弦变换 盲提取
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低码率语音编码中过渡帧对合成语音的影响 被引量:2
15
作者 肖东 莫福源 +1 位作者 陈庚 马力 《应用声学》 CSCD 北大核心 2016年第1期77-83,共7页
过渡段对语音清晰度、可懂度和人耳听觉感知都起到不可忽视的作用。参数语音编码中,包含有过渡段的语音帧能否得到恰当处理,是决定其合成语音是否清晰可懂的关键。本文以混合激励线性预测编码为参考,将其中的语音帧划分为静音、清音、... 过渡段对语音清晰度、可懂度和人耳听觉感知都起到不可忽视的作用。参数语音编码中,包含有过渡段的语音帧能否得到恰当处理,是决定其合成语音是否清晰可懂的关键。本文以混合激励线性预测编码为参考,将其中的语音帧划分为静音、清音、浊音、过渡四大类后分别处理,在以往低码率语音编码(<1 kbps)工作基础上,比较了八种过渡帧划分方法对合成语音PESQ MOS的影响。经分析后发现:不同的过渡帧对PESQ MOS的贡献也不同。由清、静音向浊音变化的过渡帧的贡献最大;介于浊辅音与元音之间的过渡帧的贡献也不应被忽略。 展开更多
关键词 低码率语音编码 混合激励线性预测编码 过渡段
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一种低速率语音编码技术在测量船语音通信中的应用 被引量:1
16
作者 陈松 胡剑凌 周朝猛 《电讯技术》 北大核心 2004年第5期120-123,共4页
从分析测量船对语音通信的需求开始,主要探讨了测量船在执行载人航天任务时,如何在应急情况下做好航天员与指挥中心之间的话音通信的保障工作。为实现低速率语音通信,将混合激励线性预测(MELP)声码器这种全新的语音编解码器引入到测量... 从分析测量船对语音通信的需求开始,主要探讨了测量船在执行载人航天任务时,如何在应急情况下做好航天员与指挥中心之间的话音通信的保障工作。为实现低速率语音通信,将混合激励线性预测(MELP)声码器这种全新的语音编解码器引入到测量船话音通信中,并为这一些新技术与原有系统的融合作了探讨。 展开更多
关键词 语音通信 语音编码技术 话音通信 声码器 melp 混合激励线性预测 语音编解码器 测量船 低速 载人航天
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一种基于子帧联合编码的600b/s低速语音编码算法
17
作者 陈亮 张雄伟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期345-352,共8页
为了适应无线通信等甚低速语音通信应用,文中提出一种基于子帧联合编码的600b/s语音编码算法。该算法的激励源采用混合激励模型,声道参数使用帧内预测多级矢量量化进行高效量化,在参数编解码时提出了子帧分类联合的思想,并在编码端使用... 为了适应无线通信等甚低速语音通信应用,文中提出一种基于子帧联合编码的600b/s语音编码算法。该算法的激励源采用混合激励模型,声道参数使用帧内预测多级矢量量化进行高效量化,在参数编解码时提出了子帧分类联合的思想,并在编码端使用语音增强仰制背景噪声,解码端使用后滤波处理来改善语音质量,这些方面较传统LPC算法有了明显改进。同时,选用TI公司的TMS320VC5416DSP芯片实时实现了该算法。非正式主观试听结果表明,该算法在可懂度、消晰度等方面与传统的2.4kb/sLPC自法相当,而速率仅为LPC算法的1/4,是甚低速率的一种良好的编码方案。 展开更多
关键词 语音编码 子帧联合编码 混合激励 线性预测 子帧分类联合 语音增强 后滤波处理
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一种有效的语音变调算法 被引量:3
18
作者 韩丁 沈保锁 《电子测量技术》 2006年第5期55-56,60,共3页
语音音调变换是语音处理中一项非常重要的内容。不同的语音音调主要体现在语音的基音周期和共振峰频率的差别上。本文以线性预测为基础,按照混合激励线性预测声码器中提取基音周期的方法来获取语音信号的基音周期,并利用内插和抽取的基... 语音音调变换是语音处理中一项非常重要的内容。不同的语音音调主要体现在语音的基音周期和共振峰频率的差别上。本文以线性预测为基础,按照混合激励线性预测声码器中提取基音周期的方法来获取语音信号的基音周期,并利用内插和抽取的基本原理来改变基音周期,在语速不变的前提下实现语音声调的变化。 展开更多
关键词 线性预测 内插 抽取 混合激励线性预测 基音周期
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基于Linux平台的DSP编程性能优化 被引量:1
19
作者 钟卫 赵晓群 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期431-437,470,共8页
自1980年以来,DSP芯片的不断发展使其在多个领域得以成熟应用。而在实际工业应用中,一个好的算法往往需要经过大量优化才能满足系统日益提高的性能要求。本文先使用Linux平台下的性能分析工具gprof对代码整体结构进行剖析,再基于分析结... 自1980年以来,DSP芯片的不断发展使其在多个领域得以成熟应用。而在实际工业应用中,一个好的算法往往需要经过大量优化才能满足系统日益提高的性能要求。本文先使用Linux平台下的性能分析工具gprof对代码整体结构进行剖析,再基于分析结果进行有针对性有侧重点的优化。其中所选优化方法适用于大部分DSP编程环境,包括编译器选项优化、Intrinsic函数优化、循环体优化和存储空间分配优化。以混合激励线性预测(MELP)语音编解码算法为例进行说明,由实验结果可以看出,这种优化方法比普遍优化效率更高,效果更好。 展开更多
关键词 LINUX系统 性能分析工具 DSP编程 混合激励线性预测
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水下双工语音通信系统的设计与实现 被引量:2
20
作者 崔化超 赵安邦 +3 位作者 周彬 孙坤平 崔岩 李桂娟 《声学技术》 CSCD 2013年第5期400-405,共6页
蛙人语音通信是水声领域研究的热点问题。利用多帧联合处理以及矢量量化技术实现了1.2kbps速率的混合激励线性预测语音压缩编码,为适应水声信道的特点,采用正交频分复用技术对信源进行调制,并加入了同步、信道估计、RS纠错码等相关技术,... 蛙人语音通信是水声领域研究的热点问题。利用多帧联合处理以及矢量量化技术实现了1.2kbps速率的混合激励线性预测语音压缩编码,为适应水声信道的特点,采用正交频分复用技术对信源进行调制,并加入了同步、信道估计、RS纠错码等相关技术,以TMS320DM642和TLV320AIC23B等芯片为核心搭建硬件平台,设计并实现了一套水下实时双工语音通信系统。水池试验表明,在20 m距离上,合成语音清晰连贯并可分辨出说话人为谁,系统性能稳定。 展开更多
关键词 混合激励线性预测 正交频分复用 水声语音通信
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