【正文】 6． AC3編碼和解碼 AC3提供了五個聲道從 20Hz到 20kHz的全通帶頻，即正前方的左（ L）、中（ C）和右（ R），后邊的兩個獨立的環(huán)繞聲通道左后（ LS）和右后（ RS）。 1990年 DOLBY實驗室推出了立體聲編碼標準 AC2，應(yīng)用在 PC聲卡和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等方面。 AC1應(yīng)用的編碼技術(shù)是自適應(yīng)增量調(diào)制（ ADM），它把 20kHz的寬帶立體聲音頻信號編碼成 512kb/s的數(shù)據(jù)流。編碼輸出的數(shù)據(jù)率有許多種，由相關(guān)的參數(shù)決定。 ISO/IEC11172視頻、音頻的總數(shù)據(jù)率為 。這部分規(guī)定了高質(zhì)量音頻編碼方法、存儲表示和解碼方法。已公布和正在討論的標準有 MPEG I， MPEG E， MPEG N， MPEG U。 200~3400Hz窄帶話音信號，可用于公共電話網(wǎng)。 2． 該建議公布于 1984年， 1986年作了進一步修訂。話音的取樣率為 8kHz，每個樣值采用 8位二進制編碼，推薦使用 A律和 μ律編碼。 例如播放一段音樂，記錄一段話，然后重放給一批實驗者聽，再由實驗者進行綜合評定，得出平均判分（ Mean Opnion Scose， MOS）。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 數(shù)字音頻信息的質(zhì)量與存儲量 1．音頻質(zhì)量的評價 （ 2）主觀質(zhì)量的度量 采用客觀標準方法很難真正評定編碼器的質(zhì)量，在實際評價中，主觀的質(zhì)量度量比客觀質(zhì)量的度量更為恰當和合理。度量聲音客觀質(zhì)量的一個主要指標是信噪比 SNR（ Signal to Noise Ration），信噪比是有用信號與噪聲之比的簡稱，其單位是分貝（ dB）。采樣頻率越高、量化為數(shù)越大、聲道數(shù)目越多，音頻的質(zhì)量就越高，但存儲量就越大。 數(shù)字音頻信息的質(zhì)量與存儲量 采樣、量化和編碼技術(shù)是音頻數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 4．用錄音機錄制聲音文件 （ 3）啟動“錄音機” 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) （ 4）開始錄音 。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 4．用錄音機錄制聲音文件 （ 1）配置好錄音設(shè)備，選擇輸入聲源。 ADPCM壓縮方案壓縮倍率可達 2~5倍，信噪比高，性能優(yōu)越，因此，多媒體計算機所獲得的數(shù)字化的聲音信息大都采用此壓縮方法。因此在 DPCM編碼中加入自適應(yīng)的方法，就形成了自適應(yīng)差分編碼調(diào)制（ ADPCM）方案。由于這個差值的幅度遠遠小于樣本值本身，需要較少的比特數(shù)來表示，這樣可以降低數(shù)據(jù)的編碼率，從而使編碼數(shù)據(jù)得到壓縮。 因為音頻信號一般不會發(fā)生突然變化，相鄰的語音采樣值之間存在很大的相關(guān)性，從一個采樣值到相鄰的另一個采樣值的差值要比樣值本身小得多。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 3．編碼 （ 2） DPCM （ Differential Pulse Code Modulation）差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM編碼是利用音頻信號的相關(guān)性，通過只傳輸聲音的預(yù)測值和樣本值的差值來降低音頻數(shù)據(jù)的編碼率的一種方法。 在 MPC中，聲卡都具有 PCM編碼和解碼的功能。在解碼后恢復(fù)的聲音，只要采樣頻率足夠高，量化位數(shù)足夠多，就會有很好的質(zhì)量。這是一種最常用、最簡單的編碼方法。而且，聲音恢復(fù)時能保持原有的特點，因此被廣泛應(yīng)用。在數(shù)據(jù)回放時，可以根據(jù)所記錄的糾錯數(shù)據(jù)判別讀出的聲音數(shù)據(jù)是否有錯，如果有錯，可加以糾正。同樣，在相同量化位數(shù)的情況下，采樣頻率越高，聲音效果也就越好。采樣信號的量化值采用二進制表示，表示樣信號的幅度二進制的位數(shù)稱量化位數(shù)。通常把對聲波波形幅度的數(shù)字化表示稱之為量化（ quantization）。 最常用的采樣頻率有： 、 、 。采樣頻率越高，即采樣的間隔時間越短，則在單位時間內(nèi)計算機得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對聲音波形的表示也越精確。該時間間隔稱為采樣周期，其倒數(shù)為采樣頻率。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 0101 0100 0011 0010 0001 0000 1001 1010 1011 1100 1101 0000 001 0 0100 ? 采樣 量化 編碼 模擬音頻的數(shù)字化過程 1．采樣 為實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換，把模擬音頻信號波形進行分割，以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這種方法稱為采樣（ Sampling）。數(shù)字化的聲音易于用計算機軟件處理，現(xiàn)在幾乎所有的專業(yè)化聲音錄制器、編輯器都是數(shù)字的。幅度越大，聲音越強。 聲源每秒鐘可產(chǎn)生成百上千個波峰，每秒鐘波峰所發(fā)生的數(shù)目就是音頻信號的頻率，聲音的頻率體現(xiàn)音調(diào)的高低 音頻信號的幅度是從信號的基線到當前波峰的距離。因聲波是在時間和幅度上都連續(xù)變化的量，所以稱為模擬量。第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 人們之所以能聽到各種聲音，是因為不同頻率的聲波通過空氣產(chǎn)生振動，對人耳刺激的結(jié)果。規(guī)則音頻是一種連續(xù)變化的模擬信號，可用一條連續(xù)的曲線來表示，稱為聲波。 模擬音頻信號有兩個基本參數(shù)：頻率和振幅。幅度決定了信號音量的強弱程度。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 如果要用計算機對音頻信息進行處理，則首先要通過 A/D（模 /數(shù)）轉(zhuǎn)換將模擬音頻信號變成數(shù)字信號，實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字化。對模擬音頻的數(shù)字化過程涉及到音頻的采樣、量化和編碼。 采樣的過程是每隔一個時間間隔在模擬聲音的波形上取一個幅度值，把時間上的連續(xù)信號變成時間上的離散信號。 采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個聲音樣本。 采樣頻率的選擇與聲音信號本身的頻率之間有關(guān)，根據(jù)奈奎斯特（ Nyquist）理論，只有采樣頻率高于聲音信號最高頻率的兩倍時，才能把數(shù)字信號表示的聲音較好地還原為原來的聲音。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 2．量化 采樣所得到的聲波上的幅度值，影響音量的高低，該值的大小需要用某種數(shù)字化的方法來表示。 量化的過程是先將采樣后的信號按整個聲波的幅度劃分成有限個區(qū)段的集合，把落入某個區(qū)段內(nèi)的采樣值歸為一類，并賦于相同的量化值。 在相同的采樣頻率之下，量化位數(shù)愈高，聲音的質(zhì)量越好。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 3．編碼 所謂編碼，就是按照一定的格式把經(jīng)過采樣和量化得到的離散數(shù)據(jù)記錄下來，并在有效的數(shù)據(jù)中加入一些用于糾錯同步和控制的數(shù)據(jù)。 音頻信號編碼常用的是波形編碼方法，它是直接對波形采樣、量化和編碼，算法簡單，易于實現(xiàn)。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 3．編碼 （ 1） PCM（ Pulse Code Modulation ）脈沖編碼調(diào)制 PCM簡稱脈碼調(diào)制，可以直接對聲音信號做 A/D轉(zhuǎn)換，用一組二進制數(shù)字編碼表示，得到的是未經(jīng)壓縮的音頻數(shù)據(jù)。 PCM編碼方法不需要復(fù)雜的信號處理技術(shù)就能實現(xiàn)瞬時的數(shù)據(jù)的量化和還原，而且信噪比高。但是，這種對聲音信號直接量化的方法編碼數(shù)據(jù)量很大，需要很高的傳輸速率。激光唱盤（ CDDA）記錄聲音時就采用這種方法，存儲未經(jīng)壓縮的數(shù)字音頻信號。它采用預(yù)測編碼技術(shù)，實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼。利用預(yù)測編碼方法建立預(yù)測模型，通過預(yù)測器對未來的樣本進行預(yù)測，然后對樣本值與預(yù)測器得到的預(yù)測值之差進行量化和傳輸。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 3．編碼 （ 3） ADPCM（ Adaptive Differential Pulse Code Modulation）自適應(yīng)差分編碼調(diào)制 在實際使用中，由于輸入信號的不穩(wěn)定性，造成 DPCM方法的信噪比大大降低。所以， ADPCM是對 DPCM方法的改進，通過調(diào)整量化步長，對不同的頻段設(shè)置不同的量化字長，可使數(shù)據(jù)得到進一步壓縮。MPC的音頻卡也提供有 ADPCM算法，如將 16位的采樣值壓縮成 4位，將 8位的采樣值壓縮成 4位、 3位或 2位。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 模擬音頻的數(shù)字化過程 4．用錄音機錄制聲音文件 （ 2）打開“屬性”對話框，選擇錄制音源設(shè)備。結(jié)束錄音后存為 .WAV 文件。而采樣頻率、每個采樣值的量化位數(shù)以及音頻信息的聲道數(shù)目，是影響數(shù)字化音頻信息質(zhì)量和容量的三個重要因素。 第 2章 數(shù)字音頻處理技術(shù) 數(shù)字音頻信息的質(zhì)量與存儲量 1．音頻質(zhì)量的評價 （ 1）客觀質(zhì)量的度量 對聲波的測量