语音压缩编码.ppt

《语音压缩编码.ppt》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13章语音的压缩编码内容一、引言二、数字语音的波形编码三、数字语音的参数编码四、数字语音的混合编码9/21/20212南京大学多媒体研究所一、引言数字语音压缩编码的必要性码率=取样频率x量化位数x通道数目例:电话语音=8kx8bx1=64kbps=8kB/s=28MB/h对数字语音进行数据压缩的目的:提高通信/存储效率降低通信/存储成本9/21/20214南京大学多媒体研究所数字语音压缩编码的可能性声音信号中包含有大量的冗余信息邻近样本之间有很大的相关性周期之间的相关性基音之间的相关性长时（几十秒）自相关性话音间歇（静音）可以利用人的听觉感知特性进行压缩,可以利用语音信

2、号的生成机理进行数据压缩。9/21/20215南京大学多媒体研究所对语音数据压缩的要求码率低（bitrate）质量高（quality：excellent,good,fair)延时短（timedelay）<25ms成本合理（costeffective）9/21/20216南京大学多媒体研究所语音压缩编码方法分类波形编码(Perceptionmodel-basedcompression)优点:通用、音频质量较高缺点:很难获得较大的压缩比示例:PCM,ADPCM,SBC参数编码,源编码(Productionmodel-basedcompression)优点:压缩比较大缺点:信号

3、源必须已知示例:LPC混合编码(Hybridcompression)示例:CELP9/21/20217南京大学多媒体研究所三类语音编码器性能比较极低低中码率(kb/s)1248163264优良中差坏语音质量模型编码（源编码）参数编译码器(sourcecodecs)混合编码混合编译码器(hybridcodecs)波形编码波形编译码器(waveformcodecs)9/21/20218南京大学多媒体研究所二、数字语音的波形编码波形编译码器算法比较简单，容易实现，低延迟，压缩效率不高，数据速率在16kbps以上，声音质量相当好，通用性好，适用于任意类型的数字声音，很成熟，有一系

4、列国际标准：CCITTG.711PCM64kb/sCCITTG.721ADPCM32Kb/sCCITTG.726ADPCM48,32,24,16Kb/s已广泛应用于电话语音的中继线传输9/21/202110南京大学多媒体研究所1.CCITTG.711(脉冲编码调制)PulseCodeModulation(PCM)ofVoiceFrequency编码过程：对数变换(压缩编码)F(n)低通滤波(LPF)Xa(t)x(n)A/D(13位)取样(8kHz)X(n)分析：方法简单，易实时处理，语音质量好，压缩效率不高，码率为64kbps。码率＝104kbps码率＝8位x8k＝64k

5、bps9/21/202111南京大学多媒体研究所对数变换F=ln(x)目的:适应听觉的非线性特性；压缩数据。北美和日本等地区（μ律压扩算法）当0=<

6、x

7、=<1/A当1/A<

8、x

9、=<1欧洲和中国大陆等地区（A律压扩算法）9/21/202112南京大学多媒体研究所压扩算法的实现x(n):线性码(1+12位)F(n):PCM码(1+7位)0000000WXYZa000WXYZ0000001WXYZa001WXYZ000001WXYZab010WXYZ00001WXYZabc011WXYZ0001WXYZabcd100WXYZ001WXYZabcde101WXYZ01WXYZ

10、abcdef110WXYZ1WXYZabcdefg111WXYZXa(t)取样(8kHz)A/D(13位)x(n)A律/u律压缩编码8位x8kHzF(n)9/21/202113南京大学多媒体研究所PCM的应用应用于数字声音的编辑处理（多媒体计算机）应用于声音的传输（通信）:长途电话(8KHzx8bitx1),时分多路复用TDM(time-divisionmultiplexing)应用于全频带数字声音的表示/存储:CD-DA（CD唱片），DAT(44.1KHzx16bitx2)9/21/202114南京大学多媒体研究所2.ADPCM自适应差分脉冲编码调制(AdaptiveD

11、ifferentialPCM)原理：声音信号具有很强的相关性，可从已知信号来预测未知信号,即使用前面的样本预测当前的样本，实际样本值与预测值之间的误差往往很小。利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值，效果：量化位数可以显著减少，从而降低了总的码率。9/21/202115南京大学多媒体研究所增量调制(DM)9/21/202116南京大学多媒体研究所量化器Q(m阶线性预测，A1,A2,...,Am可自动修正。)实际样本值线性预测公式：Xn=A1*Xn-1