文档介绍：教育电声系统
三、音频压缩编码原理及标准
音频压缩编码原理及标准
本章知识要点
1、音频压缩编码的基本原理
2、MPEG-1 音频压缩编码标准
3、杜比AC-3 音频压缩算法
4、其他MPEG音频压缩编码
音频压缩编码的基本原理
音频信号压缩编码的必要性
数字音频的质量取决于:采样频率和量化位数这两个参数,为
了保真在时间变化方向上取样点尽量密,取样频率要高;在幅度取
值上尽量细,量化比特率要高,直接的结果就是存储容量及传输信
道容量要求的压力
音频信号的传输率= 取样频率* 样本的量化比特数*通道数
音频压缩编码原理及标准
取样频率=
样本值的量化比特数= 16
普通立体声的信号通道数= 2
数字信号传输码流大约 M bit/s
/(8/Byte)
K Byte(字节),等于88200个汉字的数据量
音频压缩编码的基本原理
音频信号压缩编码的必要性
数字音频的出现,是为了满足复制、存储、传输的需求,音频
信号的数据量对于进行传输或存储形成巨大的压力
音频信号的压缩是在保证一定声音质量的条件下,尽可能以最
小的数据率来表达和传送声音信息
音频压缩编码原理及标准
信号压缩过程是对采样、量化后的原始数字音频信号流运用适
当的数字信号处理技术进行信号数据的处理,将音频信号中去除对
人们感受信息影响可以忽略的成分,仅仅对有用的那部分音频信号
进行编排,从而降低了参与编码的数据量
音频压缩编码的基本原理
音频信号压缩编码的可能性
数字音频信号中包含的对人们感受信息影响可以忽略的成分称
为冗余,包括时域冗余、频域冗余和听觉冗余
音频压缩编码原理及标准
时域冗余
时域冗余的表现形式
1、幅度分布的非均匀性
信号的量化比特分布是针对信号的整个动态范围而设定的,对
于小幅度信号而言,大量的比特数据位被闲置
2、样值间的相关性
声音信号是一个连续表达过程,通过采样之后,相邻的信号具
有极强的相似性,信号差值与信号本身相比,数据量要小的多
音频压缩编码的基本原理
音频信号压缩编码的可能性
音频压缩编码原理及标准
时域冗余的表现形式
3、信号周期的相关性
声音信息在整个可闻域的范围内,每个瞬间只有部分频率成分
在起作用,即特征频率,这些特征频率会以一定的周期反复出现,
周期之间具有相关关系
4、长时自我相关性
声音信息序列的样值、周期相关性,在一个相对较长的时间间
隔也会是相对稳定的,这种稳定关系具有很高的相关系数
5、静音
声音信息中的停顿间歇,无论是采样还是量化都会形成冗余,
找出停顿间歇并将其样值数据去除,可以减少数据量
音频压缩编码的基本原理
音频压缩编码方法的分类及典型代表
音频压缩编码原理及标准
编码
信号系统如何把一定的信息内容包含在少量特定信号的排列组
合之中
1、采用一定的格式来记录数字数据
2、采用一定的算法来压缩数字数据以减少存贮空间和提高传
输效率
音频信号编码按照压缩原理不同,分为波形编码、参数编码以
及多种技术相互融合的编码形式
音频压缩编码的基本原理
音频压缩编码方法的分类及典型代表
音频压缩编码原理及标准
波形编码
直接对音频信号的时域或频域波形按一定速率采样,然后将幅
度样本分层量化,变换为数字代码,由波形数据产生一种重构信号
编码系统源于信号原始样值,波形与原始声音波形尽可能地一
致,保留了信号的细节变化和各种过渡特征
波形编码类型
脉冲编码调制→差分脉冲编码调制→自适应差分脉冲编码调制
(PCM) (DPCM) (ADPCM)
子带编码(Sub-Band Coding , SBC)
自适应变换编码(Adaptive Transform Coding ,ATC)