【正文】 小結(jié) 掌握低通及帶通信號抽樣定理 掌握脈沖振幅調(diào)制， 理想抽樣 、 自然抽樣 和 平頂抽樣的區(qū)別 脈沖編碼調(diào)制三個步驟， A率 13折線 增量調(diào)制及預(yù)測編碼的概念 了解改進(jìn)型增量調(diào)制的原理 了解差分脈碼調(diào)制及語音圖像壓縮編碼方法 作業(yè) ? P297 99, 516 。 105 圖像壓縮編碼方法分為兩代 第一代是以圖像信源的客觀統(tǒng)計特性，以像素、像素幀為 信息處理單位，去掉的是圖像客觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)的冗余。 優(yōu)點：編碼速率低， 在 － 合成語音 缺點：自然度差，抗背景噪聲能力差 如： 線性預(yù)測聲碼器 (LPC) 共振峰聲碼器、通道聲碼器等等 最近：混合激勵線性預(yù)測編碼 (MELPC)、正弦變換編碼等 97 混合編碼 除了利用語音產(chǎn)生模型提取語音參數(shù)外，又利用波形編碼的特點 (優(yōu)化激勵信號使其達(dá)到與輸入語音波形的匹配） 可在 4－ 16kb/s的中低速率上獲得高質(zhì)量的重建語音 如： 規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測編碼 (RPELPC) 碼激勵線性預(yù)測編碼 (CELP) 多脈沖線性預(yù)測編碼 (MPLPC)等等 98 各種編碼技術(shù)比較 99 線性預(yù)測編碼（ LPC） 線性預(yù)測語音產(chǎn)生模型 語音信號相鄰樣點之間有強相關(guān)性，可以用過去樣點的線性組合 預(yù)測未來的樣點 ???? Pii insans1~ )()(預(yù)測誤差 ???????Pii insansnsnsne1~ )()()()()(????? Pii insanens1)()()(信號 e(n)激勵全極點濾波器 得到語音信號 ]1[11???? Piii za100 用白噪聲或周期脈沖信號激勵聲道濾波器就能合成語音 LPC聲碼器工作原理： 101 另： 碼激勵線性預(yù)測、多脈沖線性預(yù)測等等 102 二、圖像壓縮編碼 圖像壓縮編碼依據(jù)：圖像信號本身在結(jié)構(gòu)上和統(tǒng)計上存在冗余度 和人類視覺特性進(jìn)行的 103 壓縮比：度量某種壓縮編碼的壓縮效率 比特數(shù)壓縮后圖像每像素所需比特數(shù)壓縮前圖像每像素所需壓縮比＝圖象編碼方法： 預(yù)測編碼：線性和非線性 正交變換編碼： DFT、沃爾什－哈達(dá)瑪變換、哈爾變換、離散余弦變換（ DCT）、 K－ L變換等等。 93 94 167。 通過這兩點改進(jìn) ， 可大大提高輸出信噪比和編碼動態(tài)范圍 。 自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制 (ADPCM) DPCM系統(tǒng)性能的改善是以 最佳的預(yù)測和量化 為前提的， 為了能在相當(dāng)寬的變化范圍內(nèi)獲得最佳的性能，只有在 DPCM基礎(chǔ)上引入自適應(yīng)系統(tǒng)。 DPCM: 優(yōu)點 ：由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用較少的比特數(shù)表 示差值，信號帶寬大大壓縮 90 DPCM與 PCM和 ΔM 的比較 （ 1） PCM對信號抽樣值進(jìn)行量化、編碼， DPCM是用信號 抽樣值與信號預(yù)測值的差值進(jìn)行量化編碼； （ 2） ΔM 是用一位二進(jìn)碼表示增量，而 DPCM是用 n位二進(jìn) 碼表示增量，增多了量化級，改善量化噪聲方面優(yōu)于 ΔM 。 在各種音節(jié)壓擴(kuò)自適應(yīng) ΔM 中，上述原理的 連續(xù)可變斜率增 量調(diào)制（ CVSD） 應(yīng)用最廣泛 89 167。 85 ??? M 調(diào)制仍然存在過載現(xiàn)象，不發(fā)生過載條件 sTdttdg ??m a x|)(sTtf ??m a x)(對正弦信號 ssfTA ?????過載特性與信號頻率無關(guān) ，適合傳輸均勻頻譜信號 86 發(fā)端兩個積分器可用一個代替 是 ΔM 的改進(jìn)，但二者有本質(zhì)不同： ΔM ：輸出脈沖序列 p(t)傳送的是信號 f(t)的 斜率變化（微分信息）， 是斜率跟蹤系統(tǒng) 中，傳送的是積分信號的微分信息，即輸入信號 f(t)的幅度信息，為數(shù)字調(diào)制，與 PAM區(qū)別 過載特性及量化信噪比均 不隨信號頻率變化 ,但 動態(tài) 范圍不夠?qū)? 87 三、數(shù)字壓擴(kuò)增量調(diào)制－改進(jìn)動態(tài)范圍 當(dāng)量階不變時，一般量化噪聲功率不變，信噪比隨信號電平幅度而變化 自適應(yīng)增量調(diào)制 （ ADM）： 通過調(diào)節(jié)量階的大小來自動適應(yīng)信號條件的變化，若輸入信號 斜率增加，增大量階；若信號變化緩慢或電平下降，減小量階。 改進(jìn)型增量調(diào)制 一、基本增量調(diào)制 缺點 ： （ 1）信噪比特性 與頻率有關(guān) （ 2）過載特性和動態(tài)范圍也 與頻率有關(guān) ， f ,過載特性越差，動態(tài)范 圍越小 所以對于高頻端頻譜豐富 (均勻頻譜 )的輸入信號，高頻端極易過載。 本質(zhì)區(qū)別： PCM是對樣值本身編碼， ΔM 是對相鄰樣值的差值 的極性（符號）編碼 (1)抽樣頻率 PCM：抽樣定理 ΔM ：與斜率過載條件及信噪比有關(guān)，達(dá)到與 PCM系統(tǒng)相同的信噪比時 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 PCM (2)帶寬 ΔM 信號帶寬大于 PCM信號帶寬， 通常 ΔM 碼速 32kps或 16kps, 但語音質(zhì)量不如 PCM 82 (3)量化信噪比 正弦信號時：最大量化信噪比 )(26223)( 2 dBnNS nP C Mqo ???3osM 2qmSf( ) 1 0 l o g ( 0 . 0 4 ) ( d B)N f f? ?在相同碼元速率即相同帶寬條件下比較 dBnNS Moo ) o g30()( ???83 (4)信道誤碼的影響 ΔM 系統(tǒng)對誤碼不敏感，每一個誤碼代表造成一個量階的誤差 PCM對信道誤碼要求高 (5)設(shè)備復(fù)雜性 ΔM 系統(tǒng)特點：單路信號獨用一個編碼器，設(shè)備簡單，單路不需要 同步設(shè)備，但路數(shù)增多時，設(shè)備成倍增加 , ΔM 一般適于小容量支線通信 PCM系統(tǒng)：單路應(yīng)用也需要同步設(shè)備，多路時可共用調(diào)制解調(diào)器， PCM一般用于大容量的干線（多路）通信 在傳輸語音信號， ΔM 系統(tǒng)清晰度和自然度不如 PCM,目前在通用多路系 統(tǒng)中很少用或不用 ΔM 。 量化噪聲功率為 LPF： ??? ??其它,0,1)( mRfffHsmfq ffdffpN m3)(20??? ?79 求信號功率：設(shè)輸入信號為： 平均信號功率 ( ) s i ns t A t??2 /2oSA?臨界時 ， 信號功率最大 2 2 2m a x sm a x 22AfS2 8 f????在臨界振幅條件下 ， 系統(tǒng)最大的量化信噪比為 33o s sm a x 2 2 2q m mS f f3( ) 0 . 0 4N 8 f f f f? ? ??最大量化信噪比和 fs3成正比，而和 f2成反比。 2 2 21[ ( ) ] ( )23qN E e t e p e de e de??? ? ? ??? ? ? ????則 e(t)的平均功率為： 1( ) ,2p e e? ? ? ? ? ? ??假設(shè)此功率均勻分布在 0～ fs 間 ， 則其 單邊功率譜密度 為 ssffffP ???? 0,3)(2假設(shè)：無過載量化噪聲，僅考慮基本量化噪聲。 ΔM 系統(tǒng)同樣存在兩類噪聲 ，即 量化噪聲和信道加性噪聲 （ 不考慮 ） 。 71 譯碼原理 接收端解碼電路由 譯碼器和低通濾波器 組成 譯碼器 的電路結(jié)構(gòu)和作用與發(fā)送端的本地譯碼器相同， 用來由 p0’(t)恢復(fù)出階梯波形 低通濾波器 濾除階梯電壓中的高頻量化噪聲， 使輸出波形平滑，更加逼近原來的模擬信號 積分器收到 “ 1”碼，譯碼器輸出相對與前一個時刻的值 上升 一個量階△ E（ △ E= ?） 積分器收到 “ 0”碼，譯碼器輸出相對與前一個時刻的值 下降 一個量階△ E（ △ E= ? ） 72 om (t)積分器 im(t) om (t)低通濾波 積分器譯碼原理 im (t)mo(t) 73 量化噪聲 DM系統(tǒng)存在兩種量化噪聲 ?一般量化噪聲（顆粒噪聲）：模擬信號與階梯波形之間的誤差，電平量化引起，在 之間 ? 過載量化噪聲（斜率過載噪聲）： 輸入信號斜率的絕對值過大時。 (a) 編碼器 (b)解碼器 延 遲 ＋ 68 69 ∑判決器( 比較器)消息信 號m ( t )＋－e ( t )積分器脈沖發(fā)生器發(fā)送端 編碼器p ( t )