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本文在对美国联邦语音编码标准——2.4Kbps混合激励线性预测(MixedExcitation Linear Prediction,MELP)算法进行详细研究的基础上,提出了一种甚低速率的改进型800bpsMELP语音压缩编解码算法,该算法具有三帧联合量化、三帧参数根据清音／浊音的不同组合进行分类量化、以及对语音信号的参数进行矢量量化等诸多特点。
与此同时,本文研究了基于变换域的信息隐藏算法,采用提升小波变换的方法和本文提出的800bpsMELP语音压缩编码算法,完成了“基于提升小波变换的语音隐藏”算法设计,该算法嵌入容量大,适合在可用频带窄的水声信道中应用。
理论仿真及实际水声信道实验证明:①经本文MELP算法处理的语音信号,当通信系统面对恶劣的水声信道环境,进行多重抗干扰、抗误码保护时,若系统有效通信速率不低于800bps,则能进行语音信号的水声实时、有效传输。②本文完成的语音隐蔽通信算法能够实现秘密语音在公开语音载体的自适应嵌入和盲提取,且嵌入容量大、具有较好的透明性和鲁棒性。
论文主要工作如下:
1、基于美国联邦语音编码标准——2.4KbpsMELP算法,对语音信号进行压缩编码及解码的研究,提出了一种800bpsMELP语音压缩编解码算法；
2、采用提升小波变换,结合本文提出的语音压缩算法,研究并实现了一种自适应语音隐藏及盲提取的算法；
3、以Linux操作系统和ARM为平台,完成了QT嵌入式图形用户界面的设计、语音压缩编解码算法及语音隐藏算法向ARM中的移植；
4、结合实验室原有OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexingl)、基于LDPC(Low Density Parity Check Code)技术的OFDM两类水声通信系统样机,完成了“基于MELP的水声语音传输及语音隐蔽通信”两个系统在ARM中的软件设计工作,实现了两个通信系统的脱机运行。进行了实验室水池、厦门港浅海域海洋声信道的水声语音传输和语音隐蔽通信系统仿真、实验室水池实验。