基于MATLAB的PCM语音压缩编解码仿真系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB实现了完整的语音信号脉冲编码调制（PCM）仿真，涵盖采样、量化、均匀编码及A律对数压缩编解码，支持ITU-T G.7标准分析，适用于通信教学与算法验证。

详 情 说 明

基于MATLAB的脉冲编码调制（PCM）及A律/μ律语音压缩编解码仿真系统

项目介绍

本项目通过MATLAB仿真实现完整的语音信号脉冲编码调制（PCM）编解码流程。系统模拟了模拟语音信号的数字化过程，重点对比分析了均匀量化与两种国际标准对数压缩量化（A律和μ律）的性能差异。项目可用于通信原理课程教学、语音编码算法研究以及信号处理技术验证。

功能特性

• 完整的PCM编解码流程：实现从模拟信号到数字信号再到重建信号的完整处理链
• 多种量化方案：

- 均匀量化PCM编码与解码 - A律对数压缩PCM（ITU-T G.711标准，A=87.6） - μ律对数压缩PCM（北美标准，μ=255）

• 灵活的输入支持：

- 支持.wav格式音频文件输入 - 可配置采样频率（8kHz/16kHz/44.1kHz） - 可设置量化位数（8bit/16bit） - 提供正弦波等测试信号生成功能

• 全面的性能评估：

- 信号重建质量对比分析 - 信噪比(SNR)、量化误差、压缩比等量化指标计算 - 压缩效果和信号失真度评估

• 丰富的可视化输出：

- 原始信号与重建信号的波形对比 - 量化误差分布直方图 - 频谱分析图 - 生成解码后的.wav格式音频文件用于听觉对比

使用方法

1. 准备输入信号：准备.wav格式的语音文件或选择内置测试信号
2. 设置参数：配置采样频率、量化位数、压缩参数等
3. 运行仿真：执行主程序启动编解码仿真过程
4. 查看结果：分析输出的性能指标和可视化图形
5. 听觉对比：播放生成的解码音频文件进行主观评价

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox
• 硬件配置：至少4GB内存，支持音频播放

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度功能，包括参数初始化、信号输入处理、三种PCM编解码算法的调用执行、性能指标计算与分析、以及结果可视化输出。该文件整合了均匀量化、A律压缩和μ律压缩的完整处理流程，能够生成二进制编码序列、重建语音波形，并输出详细的量化比较报告和多种分析图表。