【正文】 ? 使用時分多路復用技術(shù)時，由于當信道無數(shù)據(jù)傳輸時仍給那個信道分配時間槽，因此線路利用率較低 ? 為解決這個問題，開發(fā)了統(tǒng)計時分多路復用技術(shù)(statistical time division multiplexing, STDM)。 ? A為確定壓縮量的參數(shù) ， 它反映最大量化間隔和最小量化間隔之比 。 2020年 10月 7日 第 3講 話音編碼 14 of 46 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 15 of 46 脈沖編碼調(diào)制 (PCM) ? 脈沖編碼調(diào)制 (PCM)的概念 ? PCM是 pulse code modulation的縮寫 ? 概念上最簡單、理論上最完善、最早研制成功、使用最為廣泛、數(shù)據(jù)量最大的編碼系統(tǒng) 圖 33 PCM編碼原理框圖 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 16 of 46 脈沖編碼調(diào)制 (續(xù) 1) ? 在圖 33中 ? 輸入是模擬信號，輸出是 PCM樣本。 ? 在話音生成模型中 ， 聲道被等效成一個隨時間變化的濾波器 ， 叫做時變?yōu)V波器 (timevarying filter)， 它由白噪聲 (無聲話音段 )激勵 ， 或者由脈沖串 (有聲話音段 )激勵 。 話音編碼器就是企圖揭示這種周期性 ， 減少數(shù)據(jù)率又盡可能不犧牲聲音的質(zhì)量 。 ? 按發(fā)音方法為： ? 爆破音： / p / b / t / d / k / g / ? 鼻音： / m / n / ? / ? 摩擦音： /f / v / d / t / s / z / f / v / r / h / w / j / ? 破擦音： /tF / dV / ts / dz / tr / dr / ? 舌側(cè)音： / l / ? 按聲帶震動與否為： ? 清音： / p / t / k / f / W / h / s / F / tF / ? 濁音： / b / d / g / m / n / N / v / T / z / V / dV / r / w / j / l / 2020年 10月 7日 第 3講 話音編碼 5 of 46 話音類型 1. 濁音 (voiced sounds) 濁音是一種稱為準周期脈沖 (quasiperiodic pulses)激勵所發(fā)出的音 ， 這種準周期脈沖是在聲門打開然后關閉時中斷肺部到聲道的氣流所產(chǎn)生的脈沖 。 ? 除了提高通信帶寬之外， ? 對話音信號進行壓縮是提高通信容量的重要措施。但由于聲道形狀的變化比較慢，模擬濾波器的傳遞函數(shù)的修改不需要那么頻繁，典型值在 20ms左右。 ? 某些音不能歸屬到上述三種音中的任何一種 ， 例如在聲門振動和聲道收縮同時出現(xiàn)的情況下產(chǎn)生的摩擦音 ， 這種音稱為混合音 。 ? 典型的窄帶話音帶寬限制在 4kHz， 采樣頻率是 8kHz。盡管它的音質(zhì)比較低，但它的保密性能好，因此這種編譯碼器一直用在軍事上。 具體計算時 ， 用 u＝ 255， 把對數(shù)曲線變成 8條折線以簡化計算過程 。 這是模擬載波通信的主要手段 。 ? 在檢測到斜率過載時開始增大量化階 Δ，而在輸入信號的斜率減小時降低量化階 Δ ? 例如，宋 (Song)在 1971描述的 ADM技術(shù)中提出：每當輸出不變時量化階增大 50%；每當輸出值改變時，量化階減小50% ? 又如，由格林弗基斯 (Greefkes)在 1970年提出的連續(xù)可變斜率增量調(diào)制 (CVSD)的基本方法是：如果連續(xù)可變斜率增量調(diào)制器的輸出連續(xù)出現(xiàn)三個相同值時，量化階加一個大的增量，反之，就加一個小的增量。 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 41 of 46 SBADPCM編譯碼器 (續(xù) 2) ? 例如，在低頻子帶中，為了保護音調(diào)就要求用較小的量化階、較多的量化級數(shù)，即分配較多的位數(shù)來表示樣本值。 (2) ?律和 A率的計算： pp171193 6. CCITT, Remendation , Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies, Blue Book, , Fascicle . 1988 7. CCITT, Remendation , 32 kb/s Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), Blue Book, , Fascicle . 1988 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 52 of 46 第 3章 數(shù)字聲音編碼參考文獻 (續(xù) ) 8. CCITT, Remendation , 40, 32, 24, 16 kbit/s Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), Geneva, 1990 9. CCITT, Remendation , 7 kHz Audio Coding With 64 kb/s, Blue Book, , Fascicle . 1988 10. Paul Mermelstein, , A New CCITT Coding Standard for Digital Transmission of Wideband Audio Signal. IEEE Communications Magazine， , ， January 1988 11. CCITT, Remendation , Extensions of Remendation ADPCM to 24 and 40 kb/s for DCME Application, Blue Book, , Fascicle Ⅲ .4. 1988 12. Esin Darici Haritaoglu, Wideband Speech and Audio Coding, 13. 各種文件存儲格式： END 第 3講 話音編碼 。( n ) 圖 313 子帶編碼方塊圖 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 42 of 46 SBADPCM編譯碼器 (續(xù) 3) ? 聲音頻帶的分割 ? 可用樹型結(jié)構(gòu)的式樣進行劃分 ? 首先把整個聲音信號帶寬分成兩個相等帶寬的子帶：高頻子帶和低頻子帶 ? 然后對這兩個子帶用同樣的方法劃分，形成 4個子帶 ? 這個過程可按需要重復下去，以產(chǎn)生 2k個子帶， K為分割的次數(shù) ? 用這種辦法可以產(chǎn)生等帶寬的子帶，也可以生成不等帶寬的子帶 ? 例如，對帶寬為 4000 Hz的聲音信號，當 K=3時，可分為 8個相等帶寬的子帶，每個子帶的帶寬為 500 Hz；也可生成5個不等帶寬的子帶，分別為［ 0,500),［ 500,1000)，[1000,2020),［ 2020,3000)和［ 3000， 4000］ ? 采用正交鏡像濾波器 (quadrature mirror filter， QMF)來劃分頻帶 2020年 10月 7日 第 3章 數(shù)字聲音編碼 43 of 46 SBADPCM編譯碼器 (續(xù) 4) ? SBADPCM編譯碼器方框圖 圖 317 7 kHz聲音信號 64 kb/s數(shù)據(jù)率的編譯碼方塊圖 音頻信 號輸入 o u tX 發(fā)送正