语音通信技术以其高效便捷的特点成为人类社会的主流信息交互方式。随着数字信息技术发展与数据时代的来临,语音数据量急剧增加,造成语音存储所需存储空间巨大,亟待对语音数据进行压缩存储;加之人们对语音传输需求的与日俱增,语音传输系统的资源十分紧张,语音的压缩传输成为必然趋势。然而,语音压缩传输面临诸多噪声与干扰,加之语音压缩导致重构的语音质量下降,难以满足人们日益增长的高品质语音服务需求。因此,在不增加频谱资源开销的情况下,急需研究出改善语音质量的压缩语音传输方法。为此,在不增加频谱资源的情况下,为改善压缩语音传输系统的语音重构精度,本文研究了一种叠加特征信息辅助的语音压缩传输与重构方法。该方法首先提取稀疏语音信号的特征信息;然后,抽取的特征信息以叠加序列方式叠加在压缩语音信号上进行传输;最后,接收机重构时,借助特征信息辅助重构算法进行语音重构。分析与仿真结果表明,相比于传统的压缩感知(Compressed Sensing,CS)语音重构方法,在较高信噪比或较低压缩率情况下,研究方法可在不增加传输系统的频谱开销的情况下改善语音重构的MSE(Mean Square Error)和MOS(Mean Opinion Score)评分。为进一步改善语音传输系统的频谱资源开销,将1-bit CS技术引入到稀疏音频信号处理中,研究了稀疏音频信号特征信息辅助的1-bit重构方法。发送端利用稀疏音频信号的部分支撑集构建特征信息,并将特征信息扩频后叠加到1-bit压缩的音频信号上传输;接收端恢复特征信息和1-bit压缩的音频信号,并构建特征辅助的重构算法以恢复音频信号。相较于经典的1-bit音频压缩重构方法,研究方法可在不增加频谱开销的情况下改善恢复音频的MSE和MOS评分。本研究结果可用于频谱资源紧张的语音传输系统,如中国移动10086客户服务热线系统,中国联通10010客户服务热线系统,矿井语音通信系统等。在不增加频谱资源开销的情况下,改善语音传输系统的语音质量。