音频压缩编码原理及标准

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1、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=44.1KHz样本值的量化比特数=16普通立体声的信号通道数=2数字

2、信号传输码流大约1.4Mbit/s一秒钟的数据量为1.4Mbit/（8/Byte）达176.4KByte（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

3、，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

4、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信号压缩编码的可能性音频压缩编码原理及标准频域冗余频域冗余的表现形式1、长时功率谱密度的非均匀性任何一种声音信息，在相当长的时间间隔内，功率分布在低频部分大于高频部分，功率谱具有明显的非平

5、坦性，对于给定的频段而言，存在相应的冗余2、语言特有的短时功率谱密度语音信号在某些频率上会出现峰值，而在另一些频率上出现谷值，这些共振峰频率具有较大的能量，由它们决定了不同的语音特征，整个语言的功率谱以基音频率为基础，形成了向高次谐波递减的结构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听觉冗余根据分析人耳对信号频率、时间等方面具有有限分辨能力而设计的心理声学模型，将通过听觉领悟信息的复杂过程，包括接受信息，识别判断和理解信号内容等几个层次的心理活动，形成相应的连觉和意境由此构成声音信息集合中的所以数据，并非对人耳辨别声音的强度、音调、方位

6、都产生作用，形成听觉冗余由听觉冗余引出了降低数据率，实现更高效率的数字音频传输的可能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

7、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-BandCoding,SBC)自适应变换编码(AdaptiveTransformCoding,ATC)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

8、幅度大的输