多媒體技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）第3講話音編碼-預(yù)覽頁
【正文】 35%，因此提高線路利用率是一個(gè)重要課題 2020年 10月 7日 第 3講 話音編碼 21 of 46 PCM在通信中的應(yīng)用 ? 頻分多路復(fù)用 (frequencydivision multiplexing，F(xiàn)DM) 把傳輸信道的頻帶分成幾個(gè)窄帶 ， 每個(gè)窄帶傳送一路信號 。 2020年 10月 7日 第 3講 話音編碼 22 of 46 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 23 of 46 PCM在通信中的應(yīng)用 ? 時(shí)分多路復(fù)用 ? PCM編碼早期主要用于話音通信中的多路復(fù)用 ? 時(shí)分多路復(fù)用是在同一條通信線路上使用不同時(shí)段“同時(shí)”傳送多個(gè)獨(dú)立信號的通信方法 ? 時(shí)分多路復(fù)用的核心思想是將時(shí)間分成等間隔的時(shí)段，為每對用戶指定一個(gè)時(shí)間間隔，每個(gè)間隔傳輸信號的一部分 ? 例如，話音信號的采樣頻率 f＝ 8000 Hz/s，它的采樣周期＝ 125 ?s，這個(gè)時(shí)間稱為 1幀 (frame)。圖中的 N表示話路數(shù)，無論 N＝30還是 N＝ 24，每個(gè)信道的數(shù)據(jù)率都是 64 kb/s，經(jīng)過一次復(fù)用后的數(shù)據(jù)率就變成 2048 kb/s(N＝ 30)或 1544 kb/s(N＝ 24) ? 在數(shù)字通信中 ? 在北美，具有 1544 kb/s數(shù)據(jù)率的線路叫做“ T1遠(yuǎn)距離數(shù)字通信線路”，提供這種數(shù)據(jù)率的服務(wù)級別稱為 T1等級 ? 在歐洲，具有 2048 kb/s數(shù)據(jù)率的線路叫做“ E1遠(yuǎn)距離數(shù)字通信線路”，提供這種數(shù)據(jù)率的服務(wù)級別稱為 E1等級 ? T1/E1， T2/E2， T3/E3， T4/E4和 T5/E5的數(shù)據(jù)傳輸率見表 33 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 27 of 46 PCM在通信中的應(yīng)用 (續(xù) 4) 時(shí)分多路復(fù)用示意圖 圖 37 二次復(fù)用示意圖 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 28 of 46 PCM在通信中的應(yīng)用 (續(xù) 5) ? T1/E1， T2/E2， T3/E3， T4/E4和 T5/E5的數(shù)據(jù)傳輸率 注：在 ITU的文件中，數(shù)據(jù)率用 kb/s和 Mb/s做單位，因此該表沒有用 kbps和 Mbps做單位 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 29 of 46 增量調(diào)制與自適應(yīng)增量調(diào)制 ? 增量調(diào)制 ? 也稱△調(diào)制 (delta modulation， DM)，是一種預(yù)測編碼技術(shù) ? 對實(shí)際的采樣信號與預(yù)測的采樣信號之差的極性進(jìn)行編碼。 ? Motorola公司于 20世界 80年代初期開發(fā)了實(shí)現(xiàn) CVSD算法的集成電路芯片，如 MC3417/MC3517用于一般的數(shù)字通信， MC3418/MC3518用于數(shù)字電話。 ? 可適應(yīng)大范圍變化的輸入信號 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 36 of 46 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 (續(xù) 4) ? DPCM原理 ? 差分信號 d(k)：離散輸入信號 s(k)和預(yù)測器輸出的估算值 se(k1)之差 ? 對 d(k)進(jìn)行量化編碼，得到 圖 310 DPCM方塊圖 量 化 器逆 量 化 器()dk ()dk預(yù) 測 器+++++()sk ( 1 )esk ? ()qdk()rsk( 1 )esk ?8 位P C M 樣 本kP C M 樣 本( 1 )k ?傳 輸 通 道()dk2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 37 of 46 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 (續(xù) 5) ? ADPCM的概念 ? ADPCM的中文術(shù)語為自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 ? adaptive difference pulse code modulation的縮寫 ? 綜合了 APCM的自適應(yīng)特性和 DPCM系統(tǒng)的差分特性，是一種性能比較好的波形編碼技術(shù) ? 它的核心想法是： ? 利用自適應(yīng)的思想改變量化階的大小，即使用小的量化階(stepsize)去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值 ? 使用過去的樣本值估算下一個(gè)輸入樣本的預(yù)測值，使實(shí)際樣本值和預(yù)測值之間的差值總是最小 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 38 of 46 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 (續(xù) 6) ? ADPCM編碼框圖 ? 如圖 311所示 ? 接收端的譯碼器使用與發(fā)送端相同的算法，利用傳送來的信號來確定量化器和逆量化器中的量化階大小，并且用它來預(yù)測下一個(gè)接收信號的預(yù)測值 圖 311 ADPCM方塊圖 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 39 of 46 SBADPCM編譯碼器 ? ? 50～ 7000 Hz的話音稱為寬帶話音 ? 1988年 CCITT制定的，稱為“數(shù)據(jù)率為 64 kb/s的 7 kHz聲音信號編碼 (7 kHz Audiocoding with 64 kb/s)”[9][10] ? 該標(biāo)準(zhǔn)把話音信號的質(zhì)量由電話質(zhì)量提高到 AM無線電廣播質(zhì)量，而其數(shù)據(jù)傳輸率仍保持為 64 kb/s ? 在可懂度和自然度方面都比帶寬為 300～ 3400 Hz的話音有明顯提高，也更容易識別對方的說話人 ? 采用的技術(shù) ? 子帶編碼 (SBC) ? 自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制 (ADPCM)編碼 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 40 of 46 SBADPCM編譯碼器 (續(xù) 1) ? 子帶編碼 (subband coding， SBC) ? 用一組帶通濾波器 (bandpass filter， BPF)把輸入聲音信號的頻帶分成若干個(gè)連續(xù)的頻段，每個(gè)頻段稱為子帶。而話音中的摩擦音和類似噪聲的聲音，通常出現(xiàn)在高頻子帶中，對它分配較少的位數(shù) ? SBC的方塊圖如圖 313所示，圖中的編碼 /譯碼器可以采用 ADPCM， APCM或 PCM B P F 1 B P F 2 編碼器 B P F N 編碼器 編碼器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 B P F 1 B P F 2 B P F N 分 解 器 復(fù) 合 器 編碼 信道 譯碼 x ( n ) x 39。 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 47 of 46 線性預(yù)測編碼 (LPC)的概念 (續(xù) 3) ? 預(yù)測系數(shù) ? 通過求解偏微分方程，可找到系數(shù) ai的值 ? 如果把發(fā)音器官等效成濾波器，這些系數(shù) ai可以理解成濾波器的系數(shù) ? 在接收端重構(gòu)的話音不再具體復(fù)現(xiàn)真實(shí)話音的波形，而是合成的聲音 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 48 of 46 GSM編譯碼器簡介 ? GSM編譯碼器簡介 ? GSM是 Global System for Mobile munications的縮寫，可譯成全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) ? GSM算法是 1992年柏林技術(shù)大學(xué) (Technical University Of Berlin)根據(jù) GSM協(xié)議開發(fā)的，這個(gè)協(xié)議是歐洲最流行的數(shù)字蜂窩電話通信
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1