【正文】 6/8 5 / 8 4 / 8 3 / 8 2 / 8 1 / 8 x 1 2 81 641 321 161 81 41 21 1 8 2條 線段 69 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 181。 ?應(yīng)用：日本，美國，加拿大等。在這個(gè)時(shí)間里可容納的話路數(shù)有兩種規(guī)格： 24路制和 30/32路制。律 參看：教材 P32 圖 3－ 10 76 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 30路制的重要參數(shù)如下 ? 每秒鐘傳送 8000幀，每幀 125 m s。 78 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 本章主要內(nèi)容 1. 聲音概述 2. 聲音的數(shù)字化 3. 電子合成音樂 4. 語音編碼 (教材第三章 ) 5. 脈沖編碼調(diào)制 6. PCM 應(yīng)用 7. 其它編碼方法 79 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 7 .其它編碼方法 1. DM /ADM 2. APCM/DPCM /ADPCM 3. LPC 4. RPELTP 80 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 ? 由于 DM編碼的簡單性， 使它成為數(shù)字通信和壓縮存儲的一種重要方法 ，它鼓勵(lì)了很多人對最早發(fā)明的 DM系統(tǒng)做了大量的改進(jìn)和提高工作。 ADM具有動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。 89 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 ADPCM ?ADPCM系統(tǒng)的自適應(yīng)包含 兩個(gè)方面 ： ?自適應(yīng)預(yù)測： 預(yù)測系數(shù)能匹配于語音信號瞬時(shí)變化最自適應(yīng)調(diào)整 ， 得到較高的預(yù)測增益 G的過程 。91 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 （ LPC） ? 基本原理： 1. LPC通過分析話音波形來產(chǎn)生 聲道激 勵(lì) 和轉(zhuǎn)移函數(shù) 的 參數(shù) 。 ?本章介紹的編碼算法主要應(yīng)用于話音編碼。 95 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測 LPC編碼（ RPE— LTP） ?RPE— LTCLPC編譯碼系統(tǒng)框圖 : 語音 預(yù)處理 — 短時(shí)分析濾波 — 長時(shí)預(yù)測 — RPE 編碼 —— 信道 語音 — 后處理 — 短時(shí)分析濾波 — 長時(shí)預(yù)測 — RPE 譯碼 —— 96 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 RPELTP 與 LPC比較 ?LPC編碼器在保證一定可懂度條件下，使編碼速率在 ～ ?RPE— LTC在編碼速率為 13Kb/s，有相當(dāng)好的語音質(zhì)量。 .結(jié) 論 ： A D P C M 系 統(tǒng) 較 P C M 可 改 善 1 6 ~ 2 1 d B , 碼 位 數(shù) 可 以 減 小 3 ~ 4 位 。 88 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 自適應(yīng) DPCM系統(tǒng) ADPCM ?由于 DPCM系統(tǒng)的輸入信號是隨機(jī)變化的 ，要使 DPCM系統(tǒng)有最好的性能 ， 需采用自適應(yīng)的方法 。 ? 由于 DM編碼只須用 1比特對話音信號進(jìn)行編碼，所以 DM編碼系統(tǒng)又稱為 “ 1比特系統(tǒng) ” 82 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 (DM) （圖） )(? nx f ( t ) x^( 3) x^( 2) x^( 1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t 輸 出 序 列 ： x [ 1 ] x [ 2 ] x 3 ] x [ 4 ] x [ 5 ] x [ 6 ] x 7 ] x 8 ] x [ 9 ] x [ 1 0 ] x [ 1 1 ] 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 183 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 自適應(yīng)增量調(diào)制 ADM 1. ADM定義：一種自動(dòng)調(diào)節(jié)量階的增量調(diào)制。 ? A律 77 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 應(yīng) 用 ? 時(shí)分多路復(fù)用 (TDM)技術(shù)已廣泛用在數(shù)字電話網(wǎng)中，為反映 PCM信號復(fù)用的復(fù)雜程度，通常用 “ 群(group)”這個(gè)術(shù)語來表示，也稱為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的等級。 ? 每一個(gè)話路的數(shù)據(jù)傳輸率＝ 8000 8=64 kbps。這是 數(shù)字通信的主要手段 。 稱為 181。 67 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 A13折線畫法 A13折線畫法如下： 1） x軸采用對折方式分 16份 2） y軸均勻分割 16份 3） 將 x,y軸對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)連接起來 ， 得到 16段折線 。律壓縮律 1. 181。 59 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 量化器特性 1） 量化器特性曲線：量化器的 輸入 和 輸出 之 間的關(guān)系曲線 2） 量化器誤差特性曲線：量化器的 輸入 與 量化誤差 之間的關(guān)系曲線 。 利用聽覺心理特性 … 、 感覺加權(quán) 、 量化 、 去除多余分量 、 后濾波 、 … 。 線性預(yù)測編碼 (LPC) 43 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 語音編碼 —— 實(shí)現(xiàn)方法 ?混合編碼 將以上二種方法混合 ， ?特點(diǎn)：以較低的比特率獲得較高的質(zhì)量 ， 延時(shí)適中 ，復(fù)雜 。 波形表（ Wavetable）合成 其原理是在 ROM中已存儲各種實(shí)際樂器的聲音樣本，需要時(shí)，調(diào)用相應(yīng)樣本來合成該樂器的樂音。 37 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 計(jì)算機(jī)上 MIDI的產(chǎn)生過程 ?MIDI電子樂器通過 MIDI接口與計(jì)算機(jī)相連。泛音的合成決定聲音音質(zhì)。 1. 采樣精度為 1bit時(shí)， Vsignal＝ 21，此時(shí)它的信噪比： SNR= 20 log(Vsignal /Vnoise) = 20 log( 21 / 1 ) = 20 log 2 = 20 * = 6 dB 28 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 量化精度 —— 信噪比計(jì)算 ? 舉例：假設(shè) Vnoise=1。 22 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 采樣頻率 ?根據(jù) 斯特采樣定理 ， CD 激光唱盤采樣頻率為44KHz，可記錄的最高音頻為 22KHz，這樣的音質(zhì)與原始聲音相差無幾，也就是我們常說的超級高保真音質(zhì)。 14 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 數(shù)字信號處理的優(yōu)點(diǎn) 1. 數(shù)字信號計(jì)算是一種精確的計(jì)算方法，不受時(shí)間和環(huán)境變化的影響； 2. 用數(shù)學(xué)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)（模擬）原來的物理部件的功能相對比較容易 3. 可以通過改變數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法，實(shí)現(xiàn)不同的功能，而不需更換物理部件 (DSP)。 圖 聲音的頻帶 7 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 音頻信號的指標(biāo) 一 . 頻帶寬度：音頻信號的頻帶越寬，所包含的音頻信號分量越豐富，音質(zhì)越好。 ? 聲音信號是由許多頻率不同的信號組成 2. 聲波的分類（按 頻率 ） ? 次聲波 ( 0 ～ 20 Hz ) ? 聲波 (20 ～ 20 KHz) — 人類聽覺范圍 ? 超聲波 ( 20KHz ) — 強(qiáng)的方向性 ? 應(yīng)用： B超、探測儀、主動(dòng)聲納 4 南通大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室 聲音概述（續(xù)） 3. 聲音的幅度 1. 人類能夠感知的范圍是： 0～ 120dB之間 2.