第3章聲音2數(shù)字語(yǔ)音的壓縮編碼-展示頁(yè)
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【正文】 lent, good, fair ) ? 延時(shí)短（ time delay） 25ms ? 成本合理（ cost effective） 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 7 語(yǔ)音壓縮編碼方法分類 ? 波形編碼 (Perception modelbased pression) ? 優(yōu)點(diǎn) : 通用、音頻質(zhì)量較高 ? 缺點(diǎn) : 很難獲得較大的壓縮比 ? 示例 : PCM, ADPCM, SBC ? 參數(shù)編碼 ,源編碼 (Production modelbased pression) ? 優(yōu)點(diǎn) : 壓縮比較大 ? 缺點(diǎn) : 信號(hào)源必須已知 ? 示例 : LPC ? 混合編碼 (Hybrid pression) ? 示例 : CELP 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 8 三類語(yǔ)音編碼器性能比較 極低 低 中 碼率 (kb/s) 1 2 4 8 16 32 64 優(yōu) 良 中 差 壞 語(yǔ)音質(zhì)量 模型編碼 （ 源編碼 ） ? 參數(shù) 編譯碼器(source codecs) 混合編碼 ? 混合編譯碼器(hybrid codecs) 波形編碼 ? 波形編譯碼器(waveform codecs) 二、數(shù)字語(yǔ)音的波形編碼 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 10 波形編譯碼器 ? 算法比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，低延遲， ? 壓縮效率不高，數(shù)據(jù)速率在 16 kbps以上， ? 聲音質(zhì)量相當(dāng)好， ? 通用性好，適用于任意類型的數(shù)字聲音， ? 很成熟，有一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)： CCITT PCM 64kb/s CCITT ADPCM 32Kb/s CCITT ADPCM 48, 32, 24, 16 Kb/s ? 已廣泛應(yīng)用于電話語(yǔ)音的中繼線傳輸 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 11 1. CCITT (脈沖編碼調(diào)制 ) Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequency ? 編碼過(guò)程： 對(duì)數(shù)變換 (壓縮編碼 ) F(n) 低通濾波 (LPF) Xa(t) x(n) A/D (13位 ) 取樣 (8kHz) X(n) ?分析： ?方法簡(jiǎn)單，易實(shí)時(shí)處理， ?語(yǔ)音質(zhì)量好， ?壓縮效率不高，碼率為 64kbps。 ? 北美和日本等地區(qū) （ μ律壓擴(kuò)算法） 當(dāng) 0 = |x| = 1/A 當(dāng) 1/A |x| = 1 ? 歐洲和中國(guó)大陸 等地區(qū) （ A律壓擴(kuò)算法） 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 13 壓擴(kuò)算法的實(shí)現(xiàn) x(n): 線性碼 (1+12位 ) F(n): PCM碼 (1+7位 ) 0 0 0 0 0 0 0 W X Y Z a 0 0 0 W X Y Z 0 0 0 0 0 0 1 W X Y Z a 0 0 1 W X Y Z 0 0 0 0 0 1 W X Y Z a b 0 1 0 W X Y Z 0 0 0 0 1 W X Y Z a b c 0 1 1 W X Y Z 0 0 0 1 W X Y Z a b c d 1 0 0 W X Y Z 0 0 1 W X Y Z a b c d e 1 0 1 W X Y Z 0 1 W X Y Z a b c d e f 1 1 0 W X Y Z 1 W X Y Z a b c d e f g 1 1 1 W X Y Z Xa(t) 取樣 (8kHz) A/D(13位 ) x(n) A律 / u律 壓縮編碼 8位 x 8kHz F(n) 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 14 PCM 的應(yīng)用 ? 應(yīng)用于數(shù)字聲音的編輯處理（多媒體計(jì)算機(jī)） ? 應(yīng)用于聲音的傳輸（通信） : 長(zhǎng)途電話 (8 KHz x 8 bit x 1), 時(shí)分多路復(fù)用 TDM (timedivision multiplexing) ? 應(yīng)用于全頻帶數(shù)字聲音的表示 /存儲(chǔ) : CDDA（ CD唱片）， DAT ( KHz x 16 bit x 2) 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 15 2. ADPCM自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 (Adaptive Differential PCM) ? 原理： 1. 聲音信號(hào)具有很強(qiáng)的相關(guān)性，可從已知信號(hào)來(lái)預(yù)測(cè)未知信號(hào) , 即使用前面的樣本預(yù)測(cè)當(dāng)前的樣本，實(shí)際樣本值與預(yù)測(cè)值之間的誤差往往很小。 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 16 無(wú)損預(yù)測(cè)編碼（ 1） ? 信號(hào)在時(shí)間上的冗余性 ? 無(wú)損地恢復(fù)初始信號(hào) ? e可能的范圍 ? 解決辦法： SU, SD ?????mkknknn faf139。??2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 17 無(wú)損預(yù)測(cè)編碼（ 2） ? 21, 22, 27, 25, 22 ? f’2＝ 21 e2=1 ? f’3=21 e3=6 ? f’4=24 e4=1 ? f’5=26 e5=4 nnnnnn ffefff 39。21 ???????? ????2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 18 量化器 Q ( m階線性預(yù)測(cè)， A1, A2, ... , Am可自動(dòng)修正。 差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 19 E 量化結(jié)果 － 255～－ 240 － 239～－ 224 : － 31～－ 16 － 15～ 0 1～ 16 17～ 32 : 225～ 240 241～ 255 － 248 － 232 : － 24 － 8 8 24 : 232 248 130， 150， 140， 2
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