第七章 数字音频技术ppt课件.ppt

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1、第七章数字音频技术第一节数字音频基础第二节音频的压缩编码与解码第一节数字音频基础一、数字音频的应用领域二、从模拟到数字三、纠错编码四、交织／去交织五、数据的补偿六、复用及子码七、调制一、数字音频的应用领域１.音响产品２.声音制作系统３.多媒体应用４.广播的数字化二、怎样将模拟信号变为数字信号1.信号的取样2.信号的量化3.信号的编码1.信号的取样信号的取样的作用将时间上连续变化的信号转化为时间上离散的信号。信号的取样原理信号取样的定理信号的取样频率信号的取样原理信号取样的定理对于上限频率为fm的限带信号f（t），若取样频率为：fs≥2f

2、m，则用频率为fm的理想低通滤波器就可以完全恢复原信号。如图示：fs12345信号的取样频率由取样定律有：一般为：44.1KHZ-----消费类用48KHZ-------广播用2.信号的量化信号量化的作用把幅度上连续变化的信号转化为幅度上离散的信号.信号量化的过程信号量化引起的噪声信号量化的级数信号量化的过程采样AiA1A3A2A4A5vb信号量化引起的噪声信号量化的级数信号量化的级数与系统要求的信噪比有关。数字信号的信噪比可用下式表示：S/N=1.8+6n[dB]当要求信噪比大于90分贝时有：N≈16bit一般有16、24、32bit

3、量化等。3.信号的编码信号编码的作用用一组二进制数将量化过后的信号唯一的表示出来。信号编码的方式信号编码后的码率信号编码的方式十进制数值自然二进码格雷码折叠二进码00000000001001001001201001101030110100114100110111510111111061101011017111100100信号编码后的传输码率由以上数据可算出信号编码后的传输码率为：三、纠错编码１.误码产生的原因２.纠错编码原理１.误码产生的原因由于信号的失落，产生误码。由于杂波的混入，而产生的误码２.纠错编码原理ａ.误码校正的基本思想ｂ.

4、误码校正的方法ｃ.纠错码的类型b.误码校正的方法检错重发（ＡＲＱ）前向纠错（ＦＥＣ）混合纠错（ＨＥＣ）a.误码校正的基本思想在数字音频信息中增加一定数目的监督码元，与信息码之间建立某种检验关系，一旦这种关系被破坏，就可以发现并纠正。ｃ.纠错码的类型选纠错码的原则纠错能力强易于电路的实现常用的纠错编码奇偶校验卷积码Ｒ－Ｓ码四、交织／去交织１.交织去交织的目的２.交织去交织的实现１.交织去交织的目的交织是对编码后的数码流重新改变顺序，去交织对重排后的信号进行恢复。其目的是降低大面积误码对传送信号的影响。２.交织去交织的实现寄存器交织／去交织

5、交叉交织交叉交织寄存器交织／去交织存储器存取五、数据的补偿１.无声法２.零阶插补（前值插补）３.阶插补（前后值插补）４.ｎ阶插补六、复用及子码１.复用——用一个信道传输多种信息２.子码——除音频信息外的其它信息如:曲目、时间、控制码等。七、调制１.记录时对信号码流的要求２.调制的目的３.调制的方法１.记录时对信号码流的要求记录的数据码流不能长时间为同一电平记录的数据码流不能含有直流分量或少含直流分量记录的数据码流高频分量不能太多２.调制的目的通过码型的变换使数据码流主要集中在中频附近以利于信号的记录。３.调制的方法８－１０调制８－１４（

6、ＥＦＭ）调制第二节音频的压缩编码与解码2.1音频的压缩编码与解码概述2.2MPEG音频压缩技术2.3AC-3音频压缩技术2.1音频的压缩编码与解码概述一、问题的提出二、音频信号的压缩依据三、压缩编码的方法一、问题的提出1.码率问题2.带宽问题1.码率问题电话(200—3400Hz)采样频率8KHz、量化位数12A=8k×12=96kbp/s宽带语音(50—7000Hz)采样频率16KHz、量化位数14A=16k×14=224kbp/s宽带音乐(20—20000Hz)采样频率44.1KHz、量化位数16A=44.1k×16=1.4112M

7、bp/s2.带宽问题带宽一般取A/1.5故有：B=A/1.5=（141120bit/s）/1.5=211680HZ音频信号的码率为：二、音频信号的压缩依据A.人耳的听觉特性B.音频信号的压缩依据A.人耳的听觉特性1.人耳对不同频率的敏感程度2.人耳等响曲线3.人耳听觉范围4.掩蔽效应1.人耳对不同频率的敏感程度2.人耳等响曲线3.人耳听觉范围4.掩蔽效应a.频域掩蔽b.时域掩蔽c.不同频率的掩蔽特性a.频域掩蔽现象：特点：①在250Hz、1kHz、4kHz和8kHz纯音附近，对其他纯音的掩蔽效果最明显②低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音，但

8、高频纯音对低频纯音的掩蔽作用则不明显b.时域掩蔽时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象，并且称为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和滞后掩蔽(post-masking)超前掩蔽较短，只有大