1.开源语音识别工具K2关键算法解读（二）解码部分
2.语音编解码711
3.语音编解码MUSICAM(MPEG-1 audio layer 2,语音源码语音源码即MP2)
4.语音编解码MPEG-2 audio layer
5.语音编解码MPEG-1 audio layer 1
6.语音编解码723.1(双速率语音编码算法)

开源语音识别工具K2关键算法解读（二）解码部分

       step1：依照[1]论文中的观点，语言模型LM被视为一个2-gram模型，解码解码只关注两个子词的语音源码语音源码上下文。因此，解码解码decoder的语音源码语音源码起始输入是两个空白符。经过decoder和joiner的解码解码万马奔腾副图源码decoder_proj模块处理后，输出维度为[N,语音源码语音源码 1, D]的tensor。同时，解码解码encoder的语音源码语音源码输出通过encoder_proj模块处理，得到维度为[T,解码解码 D]的tensor。

       step2：取声学部分的语音源码语音源码每一帧与当前拼接的语境的语言部分相加，通过joiner的解码解码output_linear模块处理后，得到token集上的语音源码语音源码概率分布。经过softmax处理得到解码hyp。解码解码若hyp非空字符，语音源码语音源码则需根据语境长度更新语言部分，作为下一步解码的输入。

       2. 接下来是源自[2]中algorithm 1的beam search (beam_search())。在代码中似乎没有找到相关讲解，因此自行解读。以下是论文中的伪代码，可参照论文和伪代码阅读k2中的代码。同时，可参考espnet中的代码及一位朋友所写的注释：语音识别中Rnn-t中的beam search。

       step1：首先使用两个blank作为decoder的输入，并通过decoder和joiner的decoder_proj模块处理后，得到维度为[N, 1, D]的tensor。同时，encoder的输出通过encoder_proj模块处理，得到维度为[N,源码之家如何下载T, D]的tensor。此外，用两个blank初始化cache B，表示全局最优的序列。

       step2：根据rnnt的原理，输出为blank时，表示这一帧的输出结束；否则继续使用当前帧的encoder输出，并更新state，作为下一次decoder的输入。此处使用一个while循环遍历每帧。处理每一帧时，引入cache A，表示当前最优的序列。将cache B赋值给cache A，cache B置空。在处理每一帧时，判断是否输出null以进入下一帧或继续使用当前帧。此处需要再加一个while循环，判断B中保留的高于A中最大概率的元素个数是否超过beamsize。如果还没超过，则继续while循环；如果超过，则进入下一帧。while循环中的具体操作有：

       3. 改进beam search(modified_beam_search())：batchsize大于等于1的beam search

       这是k2优秀的创新工作，整体思路依然是beam search，但在代码中可以看出与上述传统beam search有很多相似之处。改进之处在于上述beam_search只能处理batchsize=1，而modified_beam_search通过list的方法可以批量处理batchsize>=1的tensor。此外，限制每一帧只输出一个symbol，无论是打开程序源码.cppblank还是正常的symbol，都会进入下一帧。

       4. 接下来是各种fast beam search，即后接语言模型（因为我一直使用rnnt，所以需要后接语言模型的机会不多，并且应该是文本领域missmatch的问题，接了语言模型后效果经常变差）。代码的总体思路是通过fast_beam_search()返回lattice，随后在lattice中寻找最优路径。不同的函数区别主要在于构建lattice时使用的语言模型以及的不同。k2中对fsa的定义可以参考 Core concepts in k2。

       解码图是一个两状态的fsa，对于起始状态有1-max_token个自旋。在encoder生成logprob后与解码图生成lattice，最后从lattice中找一条最短路径。

       解码图同上。从lattice中找出n条线性路径，找出其中得分最高的路径。

语音编解码

       音频编码技术中，ITU-T提出的G.标准因其特定特性备受关注。这款编解码方案采用千比特每秒（Kbps）的带宽，专为VoIP（Voice over Internet Protocol）应用设计，旨在提供高效的数据传输。

       一个显著优点是，G.算法的复杂度相对较低，这意味着在实际操作中，它对计算资源的需求较少，对于实时通信来说，这是一个重要的考量因素。同时，游戏评测源码它的压缩比虽然不如同CD音质（大于kbps）的编码技术，但考虑到带宽占用，其在节省网络资源方面具有一定的优势。

       然而，G.的一个主要缺点是其占用的带宽较高，对于网络带宽资源紧张的环境可能不太理想。编解码的延时相较于其他技术是最短的，这对于实时语音通信的实时性至关重要，但这也可能影响音质，尤其是对于对音质有较高要求的场景。

       值得注意的是，G.是CCITT在年代公布的一种标准，采用的是脉冲编码调制（PCM）技术，且其版税方面是免费的，这对于广大采用者来说无疑是一个经济实惠的选择。

语音编解码MUSICAM(MPEG-1 audio layer 2,即MP2)

       音频编解码技术MUSICAM，全称为MPEG-1 audio layer 2，简称MP2，是由MPEG组织制定的一种音频标准。它支持的频宽范围在至千比特每秒，压缩比例大约为6至8倍，适合于对音质有一定要求的场合，如数字音频广播(DAB)和VCD等。

       MUSICAM的特点在于其中等的算法复杂度，尽管这可能增加了编码的复杂性，但它在数字演播室、DAB、DVB等数字节目制作、交换、易语言 源码 结构存储和传输中表现出色，特别是在2声道音频处理上，声音质量得到了广泛的认可。尤其值得一提的是，与时域压缩技术相比，MP2在提供更高编码效率的同时，声音质量显著提升，虽然编码延迟有所增加，但能达到“完全透明”的声音质量标准，符合EBU音质要求。

       尽管在VoIP应用领域，MUSICAM也有一定的表现，但并非其主要的应用领域。此外，MUSICAM的版税方面采取免费策略，使得它在商业使用上更具吸引力。与MPEG-1 audio layer 1相比，MUSICAM在音质和适用性上更胜一筹。

语音编解码MPEG-2 audio layer

       音频编解码技术中，MPEG-2 audio layer是一种由MPEG制定的音频压缩标准。与MPEG-1的层1、层2和层3要求相同的频宽，它在编解码器结构上保持了与MPEG-1声音编码的兼容性。

       然而，MPEG-2 audio layer的一大特点是其扩展了音频格式支持，特别是能实现5.1声道和7.1声道的环绕立体声，为音质提供了更丰富的层次感和空间感，这在音频应用中尤其适合于voip（语音在线电话）领域，为用户提供更沉浸的通话体验。

       在版权方面，MPEG-2 audio layer采用按个收取的版税模式，这意味着使用该标准的开发者或厂商需要根据实际应用的音频文件数量支付相应的授权费用。这种模式旨在保障知识产权的同时，鼓励技术创新和广泛应用。

语音编解码MPEG-1 audio layer 1

       音频编码技术中，MPEG-1 audio layer 1是由MPEG制定的一种方案，特别适用于对频宽有一定要求的场景，如voip应用。它的所需频宽为kbps，压缩率高达4倍，尽管在编码方式上相对时域压缩技术复杂，但带来的优点是明显的，包括更高的编码效率和声音质量提升。尽管这会增加一定的编码延时，但它能实现“完全透明”的声音质量，符合EBU音质标准。

       MPEG-1 audio layer 1的特点在于其编码简洁，适用于数字盒式录音磁带，尤其在2声道的音频应用中，如VCD。这一层的编码方式简单但高效，对于需要保证音质的场景非常适用。

       尽管频宽要求较高，但MPEG-1 audio layer 1的版税方式是免费的，这使得它在一些领域具有成本优势。值得一提的是，MPEG-1声音压缩编码是首个国际高保真声音数据压缩标准，它分为三个层次，包括layer 1、layer 2和layer 3，分别针对不同应用场景提供不同的复杂度和性能平衡。

       Layer 1针对的是最基础的需求，而layer 3则用于互联网上的高质量音视频传输，如MP3音乐的倍压缩，表明了其在音质和压缩效率之间的巧妙权衡。

语音编解码.1(双速率语音编码算法)

       音频编码技术中，G..1是由ITU-T制定的一种双速率语音编码算法，特别适合于voip应用领域。它的主要特点是低码率和小带宽需求，仅需5.3Kbps（.9）即可实现，对于语音信号的压缩和解压缩表现出色，能够满足ITU-T G标准对语音质量的要求。G..1采用执行不连续传输的静音压缩技术，即使在静默期间也能保持发信机的调制解调器连续工作，避免载波信号的间歇性干扰，提高系统稳定性。

       然而，尽管优点明显，G..1在语音质量上可能不如一些其他高级编码方案，适合对带宽有限但对语音清晰度要求相对较低的场景。作为一种免费的版税方式，G..1在H.、H.等多媒体通信系统中广泛应用，特别是在IP电话系统中，已经成为不可或缺的算法之一，为高效、稳定的语音通信提供了基础支持。

语音编解码.1

       音频编解码技术中，ITU-T所制定的G.1标准专为VoIP（Voice over Internet Protocol）应用设计，其特点是支持高保真的语音质量。该编码器的突出优点在于其出色的音质表现，为通话双方提供了清晰、自然的语音体验。

       然而，G.1并非无条件适用，它有一个显著的缺点，那就是对带宽的需求较高，需要稳定的千比特每秒（Kbps）的传输速率。这意味着在网络环境不稳定或者带宽有限的情况下，可能会影响其正常工作效果。

       尽管存在带宽限制，G.1因其高质量的语音编码在VoIP领域得到了广泛应用，尤其适合对通话质量有高要求的场合。使用此技术时，需注意的是，版税方面采用付费模式，用户在享受优质服务的同时，也需要承担相应的版权费用。

语音编解码PCMU(G.U)

       音频编解码技术中，PCMU(G.U)是由ITU-T制定的一种标准。其主要应用于voip领域，尤其在需要高质量语音传输的场景下。这个标准支持的编解码方式，PCMU和PCMA，虽然能够提供接近CD音质的体验，但它们的显著特点是占用较高的带宽，需要kbps的频宽。

       尽管带宽需求较高，但PCMU和PCMA的优点在于其出色的语音质量。然而，对于网络带宽有限的情况，有其他可选方案，如G.和G.。G.以5.3/6.3kbps的带宽就能实现传统长途电话的音质，而G.则需要8kbps，带宽更为节省。如果网络条件允许，为了追求更佳的语音保真度，可以选择kbps的宽带编码方法G，它能提供极为清晰的音质。

       总的来说，PCMU和PCMA是针对高质量语音传输且带宽充足的场景设计，而在带宽有限的情况下，G.和G.是更为经济的选择。用户可以根据实际需求和网络条件来灵活选择合适的编解码方式。

语音编解码PCM编码(原始数字音频信号流)

       音频编解码技术中，有一种名为PCM编码的方式，由ITU-T制定，专为原始数字音频信号流服务。其特性在于能完整保存音源信息，音质表现优良，但同时也存在显著的冗余度问题。

       PCM编码的一个显著优点是音源信息得以完整保存，这对于音质要求较高的领域如VoIP（语音-over-IP）显得尤为重要。然而，这种编码方式也有其缺点，信息量大，文件体积随之增大，且冗余度过高，这在存储和传输上可能会造成不便。

       在计算机应用中，尤其是音乐制作和欣赏方面，PCM编码被认为是能够达到最高保真水平的选择，如CD、DVD和常见的WAV文件中都广泛应用。由于它代表了数字音频的最高保真度，尽管不能保证信号完全无失真，但确实能尽可能接近无损。计算PCM音频流的码率相对简单，只需将采样率（如.1KHz）、采样大小（如bit）和声道数（如双声道）相乘，例如.1KHz的采样率、bit的采样大小和双声道的音频，其码率即为.2 Kbps。一张Audio CD就使用了这种编码，但受限于光盘容量，仅能容纳大约分钟的音乐内容。