【正文】 的 比特率為 16Kbps， 帶寬限于 。其音質不如非壓縮的 標準以及基于 SB—ADPCM 的 。每個數值差分用 4位編碼，其采樣率為 8kHz。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 人民郵電出版社 國防科學技術大學 版權所有 音頻的壓縮 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 音頻的壓縮 音頻頻率范圍 低頻聲音 (Infrasound)： 0Hz－ 20Hz 人類聽覺頻率范圍的聲音： 20Hz－ 20kHz 高頻 (Ultrasound)： 20kHz－ 1GHz 超聲波 (Hypersound)： 1GHz－ 10THz 不同音頻的帶寬 電話語音： 200Hz－ 調幅廣播： 50Hz－ 7kHz 調頻廣播： 20Hz－ 15kHz 寬帶音響 : 20Hz－ 20kHz 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 音頻壓縮編碼的基本方法 無失真壓縮 音頻壓縮方法 有失真壓縮 Huffman編碼 行程編碼 波形編碼 參數編碼 混合編碼 全頻帶編碼 PCM DPCM ADPCM 子帶編碼 自適應變換編碼 ATC 心理學模型 矢量量化 線性預測 LPC 矢量和激勵線性預測 VSELP 多脈沖線性預測 MPLPC 碼本激勵線性預測 CELP 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 電話質量的語音壓縮標準 ITU—TS建議的語音壓縮的標準 ： 采用 PCM編碼，采樣速率為 8kHz， 量化位數為 8bit， 對應的比特流速率為 64kbit/s。恢復時，將各子帶信號解碼并重新調制回其原始位臵，再將所有子帶輸出相加就可得到接近于原始信號的恢復波形。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 ? 子帶編碼 利用帶通濾波器組把信號頻帶分割成若干子頻帶，然后分別處理。分形集實際上并不是存儲所有可能的子圖像，而是存儲許多迭代函數，通過迭代函數的反復迭代，恢復出原來的子圖像。子圖像可以是簡單的物體，也可以是一些復雜的景物。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 ? 分形編碼 分形編碼是一種模型編碼，它利用模型的方法，對需要傳輸的圖像進行參數估測。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 ? 小波變換編碼 小波變換是一個線性變換，能夠將一個信號分解成對空間和時間、頻率的獨立貢獻，同時又不失原信號所包含的信息。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 標量量化中可在隨機變量 X出現概率比較高的間隔內，選擇較小的判決間隔，而在其他區(qū)域內選擇較大的間隔，這樣可以以較小的量化均方誤差進行量化。而將這些數據分組，每組 K維矢量，再以矢量為單元逐個進行量化，稱其為矢量量化。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 ? 矢量量化 量化編碼按照一次量化的碼元個數，可分為標量量化和矢量量化兩種。 所以 ， DCT在圖像壓縮中得到了廣泛的應用 。 DCT從 DFT中取實部 ， 并可用快速余弦變換算法 ， 因此大大加快了運算 。 DCT是從 DFT引出的 。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 (2) 離散余弦變換（ DCT變換） 如果變換后的協方差矩陣接近對角矩陣 ， 該類變換稱準最佳變換 ， 典型的有 DCT、 DFT、WHT、 HrT等 。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 當經過正交變換后的協方差矩陣為一對角矩陣，且具有最小均方誤差時，該變換稱最佳變換，也稱 KarhunenLoeve變換。 所以 ， 為了有效地進行數據壓縮 ， 常常希望變換后的協方差矩陣為一對角矩陣 ， 同時也希望主對角線上各元素隨ｉ ， ｊ的增加很快衰減 。若考慮到信號存在于無限區(qū)間上，而變換區(qū)域又是有限的，那么表征相關性的統計特性就是協方差矩陣。最實用最常用的數學變換是離散余弦變換 (DCT)。 數學家們已經構造了多種數學變換。然而，為了取得更滿意的結果，某些重要系數的編碼位數比其他的要多，某些系數干脆就被忽略了。如將時域信號變換到頻域，因為聲音、圖像大部分信號都是低頻信號，在頻域中信號的能量較集中，再進行采樣、編碼就可以壓縮數據。 常用數據壓縮方法的基本原理 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 (Transformation Coding) 在變換編碼時，初始數據要從初始空間或時間域進行數學變換，變換為一個更適于壓縮的抽象域。編碼時，根據選定的準則 (如最小均方誤差準則 )，每個編碼區(qū)間自動地選取一組最佳的參數。隨著編碼區(qū)間的不同，預測參數自適應的變化，以達到準最佳預測。編碼時具體采用哪組預測參數根據信源的特征來自適應的確定。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 具體方法是：預測參數仍采用固定的；但此時有多組預測參數可供選擇。 而采用固定的預測參數往往又得不到好的性能。只要采用了其中的任一種自適應方法，均稱為 ADPCM。若 系統的輸入為 {0 1 2 1 1 2 3 3 4 4 … }，則預測值為 {0 0 1 2 1 1 2 3 3 4 … }，差值為 {0 1 1 –1 0 1 1 0 1 0 … }，差值的范圍比輸入樣值的范圍有所減小，可以用較少的位數進行編碼。 DPCM是基本的編碼方法之一 ， 在大量的壓縮算法中被采用 ， 比如 JPEG的 DC分量就是采用DPCM編碼的 。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 (1)差分脈碼調制 (DPCM) PCM(Pulse Code Modulation)， 原始的模擬信號經過時間采樣，然后對每一樣值進行量化，作為數字信號傳輸。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 2. 預測編碼 (Prediction Coding) 預測編碼是指利用前面的一個或多個信號對下一個信號進行預測，然后對實際值和預測值的差進行編碼。算術編碼首先假設一個信源的概率模型 ， 然后用這些概率來縮小表示信源集的區(qū)間 。 這個集合中的每個元素都要用來縮短這個區(qū)間 。 通?？稍诮涷灮A上預先提供 Huffman碼表 ， 此時性能有所下降 。 一般情況下 ， 它的編碼效率要比其它編碼方法的效率高 ， 是最佳變長碼 。 代碼字存人代碼表中 。 對給定的數據流 ， 計算其每個字節(jié)的出現頻率 。 這種碼具有即時性和唯一可譯性 。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 (3) 哈夫曼編碼 1952年 Huffman提出了對統計獨立信源能達到最小平均碼長的編碼方法 ， 也即最佳碼 。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 LZW算法中的字串表對于每個條紋都不同，并且不必保留給解壓縮程序，因為解壓縮過程中能自動建立完全相同的字串表。 LZW編碼時 ， 首先將原始的數據分成多個條紋 ， 每個條紋都單獨進行壓縮 。 例如數字序列： Name: . . . . . . . . . . CR 編碼為： Name: . M10 CR 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術教程 》 常用數據壓縮方法的基本原理 (2) LZW編碼 LZW算法在壓縮文本和程序數據的壓縮技術中唱主角 。當然，若給定字符僅重復兩次就不要用此方法。該算法適合于任何重復的字符。 消零 (或消空白 )法 將數字中連續(xù)的 “ 0” 或文本中連續(xù)