数字电视原理(第2版)课件教学作者卢官明第4章信源编码原理出版社配套课件

《数字电视原理(第2版)课件教学作者卢官明第4章信源编码原理出版社配套课件》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、数字电视原理第4章信源编码原理4.1数字音频编码的基本原理4.2数字视频编码概述4.3熵编码4.4预测编码4.5变换编码8/23/202124.1数字音频编码的基本原理4.1.1数字音频压缩的必要性和可能性4.1.2人耳的听觉感知特性4.1.3音频感知编码原理8/23/202134.1.1数字音频压缩的必要性和可能性音频信号数字化后可以避免模拟信号容易受噪声和干扰的影响，可以扩大音频的动态范围，可以利用计算机进行数据处理，可以不失真地远距离传输，可以与图像、视频等其他媒体信息进行多路复用，以实现多媒体化与网络化，所以，

2、音频信号的数字化是一种必不可少的技术手段。8/23/202144.1.1数字音频压缩的必要性和可能性时间域冗余样值幅度分布的非均匀性样值间的相关性信号周期之间的相关性长时自相关静音8/23/202154.1.1数字音频压缩的必要性和可能性频率域冗余长时功率谱密度的非均匀性话音特有的短时功率谱密度8/23/202164.1.1数字音频压缩的必要性和可能性听觉冗余因为人耳对信号幅度、频率的分辨能力是有限的，所以凡是人耳感觉不到的成分，即对人耳辨别声音的强度、音调、方位没有贡献的成分，称为与听觉无关的“不相关”部分，都可视为

3、是冗余的，可以将它们压缩掉。8/23/202174.1.1数字音频压缩的必要性和可能性数字音频压缩编码的目的，是在保证重构声音质量一定的前提下，以尽量少的比特数来表征音频信息，或者是在给定的数码率下，使得解码恢复出的重构声音的质量尽可能高。8/23/202184.1数字音频编码的基本原理4.1.1数字音频压缩的必要性和可能性4.1.2人耳的听觉感知特性4.1.3音频感知编码原理8/23/202194.1.2人耳的听觉感知特性人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为可听域。在人耳的可听域范围内，声音听觉心理的主观感受主

4、要有响度、音调、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。响度、音调、音色分别与声音的振幅、频率、频谱分布特性（包络形状）相对应，称为声音的“三要素”。人耳的掩蔽效应是心理声学的基础，是感知音频编码的理论依据。8/23/2021104.1.2人耳的听觉感知特性响度声压由声波引起的交变压强称为声压，一般用P表示，单位是帕（Pa）。声压的大小反映了声音振动的强弱，同时也决定了声波的幅度大小。在一定时间内，瞬时声压对时间取均方根值后称为有效声压。8/23/2021114.1.2人耳的听觉感知特性声压级用声压的相对大小（称声压级或

5、声强）来表示声压的强弱。声压级用符号SPL表示，单位是分贝（dB）：式中，P为声压有效值；Pref为参考声压，一般取Pa，这个数值是人耳所能听到的1kHz声音的最低声压，低于这一声压，人耳就无法觉察出声波的存在了。8/23/2021124.1.2人耳的听觉感知特性响度人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。响度与声波的振幅并不完全一致。响度不仅取决于振幅的大小，还取决于频率的高低。响度用符号N表示，单位是宋(sone)。国际上规定，频率为1kHz的纯音在声压级为40dB时的响度为1宋（sone）。8/23/2021134.1

6、.2人耳的听觉感知特性响度级人耳对声音强弱的主观感觉还可以用响度级来表示。响度级的单位为方（phon）。规定1kHz纯音声压级的分贝数定义为响度级的数值。响度／sone1248163264128256声压级／dB405060708090100110120响度级／phon4050607080901001101208/23/2021144.1.2人耳的听觉感知特性等响度曲线8/23/2021154.1.2人耳的听觉感知特性听阈与痛阈当声音减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声音强度称为最小可听阈值，简称为“听阈”。一般以1kH

7、z纯音为准进行测量，人耳刚能听到的声压级为0dB（通常大于0.3dB即有感受）。当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个听觉阈值称为“痛阈”。仍以1kHz纯音为准来进行测量，使人耳感到疼痛时的声压级约达到140dB左右。8/23/2021164.1.2人耳的听觉感知特性音调音调也称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受。音调单位是“美（Mel）”。频率为1kHz、声压级为40dB的纯音所产生的音调就定义为1Mel。音调大体上与频率的对数成正比。8/23/2021174.1.2人耳的听觉感知特性音色按声音的频率成分组成，可分为

8、：纯音：振幅和周期均为常数的声音复音：不同频率和不同振幅的声波组合基音：复音中的最低频率称为复音的基音，是决定声音音调的基本因素，它通常是常数泛音：复音中的其他频率称为泛音（谐音）音色是人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。主要由声音的频谱结构决定的。8/23/2021184.1.2人耳的听觉感知特性人耳的听觉掩蔽效应一个较弱