文档介绍：教育电声系统
三、音频压缩编码原理及标准
编辑ppt
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 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
编辑ppt
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)
编辑ppt
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
脉冲编码调制（PCM)
最简单的波形编码，仅仅是对输入信号进行采样和量化
声音带宽受采样频率限制，采样频率与信号带宽的通过防失真
滤波器进行匹配
运用非均匀量化，对幅度大的输入信号采用大的量化间隔，幅
度小的输入信号采用小的量化间隔，在满足量化精度要求的情况下
用较少的位数来表示信号
编辑ppt
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
差分编码调制（DPCM)
源于PCM，根据声音信号相邻采样值之间呈现明显的相关性，
利用前一个采样样本估算下一个样本信号的幅度大小，形成预测值
对预测的样本值与原始的样本值之差进行量化
如果样本的预测值与样本的实际值比较接近，它们之间的差值
幅度的变化就比原始声音样本幅度值的变化小，因此量化这种差值
信号时就可以用比较少的位数来表示差值
编辑ppt
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
自适应差分编码调制（ADPCM)
综合了根据输入信号幅度大小来改变量化阶大小的自适应特性
和差分特性，核心思想是：
使用小的量化等级去量化小的差值，使用大的量化等级去量化
大的差值
使用过去的采样样本值估算下一个采样样本的预测值，使实际
样本值和预测值之间的差值总是最小
编辑ppt
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
子带编码（SBC)
属于依据感知特性的频域编码
将音频信号进行时间足够短的分段，通过分段块由时间域转变
为频率域，利用带通滤波器(BPF)组把原始信号的频带分割为若干
子频带
对听觉感知比较重要的子频带，编码器分配比较多的位数来表
示它们，对于其他的子带编码器就可以分配比较少的位数来表示
音频信号
采样时钟
频率分布
f
采样块分割
n个BPF
编辑ppt
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
子带编码（SBC)
由于各子带频率范围不同，通过对每个子频带中的音频信号运
用不同采样频率和不同量化间隔的自适应控制
在信道上传送时设置 m 路数字编码器，将各路子带的代码复合
起来通过多路复用器输出子带编码数据
将各路子带输出信号送到m路并联数字解码后同步相加，相加
恢复为原始信号
分频段滤波器
子带量化编码器
合成解码器
编辑ppt
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
自适应变换编码（ATC)
变换编码是先对信号进行某种函数变换，从一种信号（空间）
变换到另一种（空间），然后再对信号进行编码
音频信号大部分都是低频信号，在频域中信号的能量较集中，
将时域信号变换到频域再进行采样、编码，那么可以肯定能够减少
数据
变换编码最典型是应