《音频技术基础》ppt课件

《《音频技术基础》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章音频技术基础2-1声学基础知识音频信号特性时域特性三个阶段：起始、稳定和结束语音信号的时域特性很强的时变特性短时的平稳性频域特性可分解成多个正弦分量可分为周期信号和非周期信号频谱分析：线状谱与连续谱组成声音的常见参数频率：可闻声20Hz~10KHz声压及声压级：听阈及痛阈人耳的听阈和痛阈分别对应的声压级为0dB和120dB人耳听觉特性声音的主客观参数客观：声压/声强、频率、波形(频谱结构)主观：响度、音调、音色人耳听觉的掩蔽效应现象在一个较强的声音附近，相对较弱的声音将不被人察觉一个频率声音的听阈由于另一声音的存在而上升（弱声被强声掩蔽掉）当人耳听到复合

2、声音信号的时候，在复音中有响度较高的声音频率分量，那么人耳对那些响度低的频率分量是不易察觉到的声音质量评价客观评价用客观测量的手段来评价语音信噪比、加权信噪比、平均分段信噪比等主观评价专家对声音的感受平均意见得分(MOS得分)等2-2音频信息编码分类分为三类：波形编码、参数编码和混和编码。波形编码基于对语音信号波形的数字化处理，试图使处理后重建的语音信号波形与原语音信号波形保持一致。优点是实现简单、语音质量较好、适应性强等。缺点是话音信号的压缩程度不是很高，实现的码速率比较高。常见的波形压缩编码方法:脉冲编码调制PCM、增量调制编码DM、差值脉冲编码调制DPC

3、M、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）、子带编码（SBC）和矢量量化编码（VQ）等。比特率一般在16至64之间编码信号的速率：编码速率＝采样频率×编码比特数播放某个音频信号所需要的存储容量存储容量＝播放时间×速率÷8（字节）参数编码又称声源编码，它是通过构造一个人发声的模型，以发音机制的模型作为基础，用一套模拟声带频谱特性的滤波器系数和若干声源参数来描述这个模型，在发送端从模拟语音信号中提取各个特征参量并对这些参量进行量化编码，以实现语音信息的数字化。优点语音编码速率较低2kbps～9.6kbps缺点是自然度较低。语音信号产生模型在模型图中，周期信号源表示浊

4、音激励源，随机信号表示清音激励源；u(n)表示波形产生的激励参数，可以用清/浊音判决（u/v）来表示；G是增益控制，代表语声信号的强度；线性时变滤波器可以看作是声道特性；ai是线性时变滤波器的系统参数；C(n)是合成的语声输出。参数编码的典型代表是线性预测编码LPC混和编码将波形编码和参数编码结合起来，力图保持波形编码话音的高质量与参量编码的低速率。采用混合编码的编码器有：多脉冲激励线性预测编码器（MPE-LPC）规则脉冲激励线性预测编码器（RPE-LPC）码激励线性预测编码器(CELP)，矢量和激励线性预测编码器(VSELP)多带激励线性预测编码器。参数编码

5、波形编码混合编码三种压缩编码的性能比较2-3常用压缩编码方法脉冲编码调制PCM对数据的采样值进行量化编码信号缓慢变化，其相邻样值之间有较大的相关性2.3.1差分脉冲编码调制DPCM和自适应差值脉冲编码调制ADPCM差分脉冲编码调制DPCM对相邻样值的差值进行量化编码由于此差值比较小，可以为其分配较少的比特数，进而起到了压缩数码率的目的话音信号的样值序列当前样值完整的预测表达式式中为当前值的预测值为当前值前面的N-1个样值。为预测系数，若预测系数随输入信号而变化时就是自适应预测。则当前值与预测值的差值表示为：差分脉冲编码调制系统系数的求法是预测估值的均方差为最小

6、的预测系数。为了进一步提高编码的性能，人们将自适应量化技术和自适应预测技术结合在一起用于差分脉冲编码调制DPCM中，从而实现了自适应差分脉冲编码调制ADPCM。ADPCM的简化原理框图如图2-8所示。在线性预测编码LPC中，将语声信号简单的划分为浊音信号和清音信号。清音：用白色随机噪声激励信号来表示浊音：用准周期脉冲序列激励信号来表示由于语声信号是短时平稳的，根据语声信号的短时分析和基音提取方法，可以用若干的样值对应的一帧来表示短时语声信号。逐帧将语声信号用基音周期Tp，清/浊音(u/v)判决，声道模型参数ai和增益G来表示。对这些参进数行量化编码，在接收端再

7、进行语声的合成。2.3.2线性预测编码LPC标量量化:单个采样的样值进行量化矢量量化VQ:将输入的信号样值按照某种方式进行分组，把每个分组看作是一个矢量，并对该矢量进行量化2.3.3矢量量化VQ(VectorQuantization)编码2.3.4子带编码SB发送端n个带通滤波器将输入信号分为n个子频带，对各个对应的子带带通信号进行调制，将n个带通信号经过频谱搬移变为低通信号；对低通信号进行采样、量化和编码，得到对应各个子带的数字流；再经复接器合成为完整的数字流。经过信道传输到达接收端。接收端由分配器将各个子带的数字流分开，由译码器完成各个子带数字流的译码；由

8、解调器完成信号的频移，将个子带搬移到原