第三讲话音编码简介-PPT.pptx
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1、第三讲话音编码简介衡量话音编码器得因素衡量话音编码器得因素衡量话音编码器得因素衡量话音编码器得因素n n音频质量音频质量音频质量音频质量n n数据率数据率数据率数据率n n编编编编/解码延时解码延时解码延时解码延时n n算法复杂度算法复杂度算法复杂度算法复杂度n n价格因素价格因素价格因素价格因素编码器编码器解码器解码器输入输入信道传输信道传输输出输出编码数据编码数据编解码过程编解码过程编解码过程编解码过程输入数据量与编码后数据量得比值输入数据量与编码后数据量得比值,称为压缩比。称为压缩比。第第2节节 话音编译码器话音编译码器分类分类分类分类:n n波形编译码器波形编译码器波形编译码器波形编译
2、码器(waveform coderwaveform coderwaveform coderwaveform coder):):):):不利用生成话音得信号不利用生成话音得信号不利用生成话音得信号不利用生成话音得信号得任何知识得任何知识得任何知识得任何知识,将话音视为一种普通得声音将话音视为一种普通得声音将话音视为一种普通得声音将话音视为一种普通得声音,直接对波形信直接对波形信直接对波形信直接对波形信号进行采样与量化。例如号进行采样与量化。例如号进行采样与量化。例如号进行采样与量化。例如PCMPCMPCMPCM、DPCMDPCMDPCMDPCM、ADPCMADPCMADPCMADPCM等。等。等
3、。等。n n音源编译码器音源编译码器音源编译码器音源编译码器(Source coderSource coderSource coderSource coder):):):):也叫参数编译码器、声码也叫参数编译码器、声码也叫参数编译码器、声码也叫参数编译码器、声码器器器器(vocodervocodervocodervocoder)。它从话音波形信号中提取生成话音得参数。它从话音波形信号中提取生成话音得参数。它从话音波形信号中提取生成话音得参数。它从话音波形信号中提取生成话音得参数,使用这些参数通过话音生成模型重构出话音。使用这些参数通过话音生成模型重构出话音。使用这些参数通过话音生成模型重构出话
4、音。使用这些参数通过话音生成模型重构出话音。n n混合编译码器混合编译码器混合编译码器混合编译码器(Hybrid coderHybrid coderHybrid coderHybrid coder):):):):综合使用上述两种技术。综合使用上述两种技术。综合使用上述两种技术。综合使用上述两种技术。使用得激励信号波形尽可能接近于原始话音信号得波形。使用得激励信号波形尽可能接近于原始话音信号得波形。使用得激励信号波形尽可能接近于原始话音信号得波形。使用得激励信号波形尽可能接近于原始话音信号得波形。例如例如例如例如CELPCELPCELPCELP。1 1、脉冲编码调制脉冲编码调制(PCM)(PCM
5、)一、波形编码技术一、波形编码技术PCMPCM得量化方式得量化方式得量化方式得量化方式均匀量化与非均匀量化量化就是一种有损编码量化就是一种有损编码非均匀量化非均匀量化非均匀量化非均匀量化n n对小信号采用小得量化间隔对小信号采用小得量化间隔对小信号采用小得量化间隔对小信号采用小得量化间隔,对大信号采用大得量化间隔对大信号采用大得量化间隔对大信号采用大得量化间隔对大信号采用大得量化间隔,这样可以用较少得位数编码。这样可以用较少得位数编码。这样可以用较少得位数编码。这样可以用较少得位数编码。n n对大信号来说对大信号来说对大信号来说对大信号来说,虽然绝对量化误差较大虽然绝对量化误差较大虽然绝对量化
6、误差较大虽然绝对量化误差较大,但就是因为大信号但就是因为大信号但就是因为大信号但就是因为大信号出现得机会不多出现得机会不多出现得机会不多出现得机会不多,所以对总得话音质量影响不大。所以对总得话音质量影响不大。所以对总得话音质量影响不大。所以对总得话音质量影响不大。n n非均匀量化相对于均匀量化就是一种压缩。量化间隔越大非均匀量化相对于均匀量化就是一种压缩。量化间隔越大非均匀量化相对于均匀量化就是一种压缩。量化间隔越大非均匀量化相对于均匀量化就是一种压缩。量化间隔越大,压缩比越大。压缩比越大。压缩比越大。压缩比越大。非均匀量化中两种压扩算法非均匀量化中两种压扩算法非均匀量化中两种压扩算法非均匀量
7、化中两种压扩算法数字电话通信标准数字电话通信标准数字电话通信标准数字电话通信标准G G G G、711711711711(CCITTCCITTCCITTCCITT)律律律律(-Law)压扩压扩压扩压扩:其中其中为参数为参数为参数为参数(可取可取可取可取255),255),255),255),x x x x为规格化为规格化为规格化为规格化(绝对值小于等于绝对值小于等于绝对值小于等于绝对值小于等于1)1)1)1)得输入信号幅度。得输入信号幅度。得输入信号幅度。得输入信号幅度。A A律律(A-Law)(A-Law)压扩压扩其中其中A A为参数为参数为参数为参数(可取可取可取可取87878787、56
8、),56),56),56),x x x x为规格化为规格化为规格化为规格化(绝对值小于等于绝对值小于等于绝对值小于等于绝对值小于等于1)1)1)1)得输入信号幅度。得输入信号幅度。得输入信号幅度。得输入信号幅度。2 2、波形编码中得增量调制波形编码中得增量调制波形编码中得增量调制波形编码中得增量调制(delta modulation)(delta modulation)增量调制增量调制(DM)(DM)自适应增量调制自适应增量调制(ADM)(ADM)量化阶可调量化阶可调,斜率过载时调大斜率过载时调大,粒状噪声时调小。粒状噪声时调小。3 3 3 3、自适应脉冲调制自适应脉冲调制自适应脉冲调制自适应
9、脉冲调制(APCMAPCMAPCMAPCM)n nAPCMAPCMAPCMAPCM就是一就是一就是一就是一种根据输入种根据输入种根据输入种根据输入信号幅度大信号幅度大信号幅度大信号幅度大小自动改变小自动改变小自动改变小自动改变量化阶大小量化阶大小量化阶大小量化阶大小得一种波形得一种波形得一种波形得一种波形编码技术。编码技术。编码技术。编码技术。n n边信息为量边信息为量边信息为量边信息为量化步长。化步长。化步长。化步长。n n例例:设仅有设仅有设仅有设仅有1 1,与与与与5 5两种量化步长两种量化步长两种量化步长两种量化步长,输入输入输入输入:1,2,3,3,10,12,16,2,3,2,1:
10、1,2,3,3,10,12,16,2,3,2,1前向输出前向输出前向输出前向输出:1,2,3,3,2,2,3,2,3,2,11,2,3,3,2,2,3,2,3,2,1 1 5 1 1 5 1 解码解码解码解码:1,2,3,3,10,10,15,2,3,2,11,2,3,3,10,10,15,2,3,2,1后向输出后向输出后向输出后向输出:1,2,3,3,10,2,3,0,3,2,11,2,3,3,10,2,3,0,3,2,1解码解码解码解码:1,2,3,3,10,10,15,0,3,2,11,2,3,3,10,10,15,0,3,2,1解码时解码时解码时解码时,后向自适应需要量化阶适配器。后向
11、自适应需要量化阶适配器。后向自适应需要量化阶适配器。后向自适应需要量化阶适配器。思考思考:三个量化阶适配器就是怎样得算法?三个量化阶适配器就是怎样得算法?12大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流4 4 4 4、差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制(DPCMDPCMDPCMDPCM)n nDPCMDPCMDPCMDPCM就是利就是利就是利就是利用相邻样本用相邻样本用相邻样本用相邻样本之间冗余信之间冗余信之间冗余信之间冗余信息来进行编息来进行编息来进行编息来进行编码得
12、一种数码得一种数码得一种数码得一种数据压缩技术。据压缩技术。据压缩技术。据压缩技术。n n输出得实际输出得实际输出得实际输出得实际上就是差值上就是差值上就是差值上就是差值得量化值。得量化值。得量化值。得量化值。例例:量化步长为量化步长为2,预测器为相等。预测器为相等。输入输入:2,3,4,5,6,5,4,3输出输出:1,0,1,0,1,0,-1,0解码器解码器逆量化器逆量化器预测器预测器I(k)d(k)S(k)Se(k+1)输入输入:1,0,1,0,1,0,-1,0输出输出:2,2,4,4,6,6,4,4误差由量化引起!误差由量化引起!预测预测预测预测:用过去得用过去得用过去得用过去得k k个
13、信号预测当前得信号值。个信号预测当前得信号值。个信号预测当前得信号值。个信号预测当前得信号值。线性预测线性预测线性预测线性预测:如果如果如果如果ai i就是常数就是常数就是常数就是常数,则为时不变线性预测则为时不变线性预测则为时不变线性预测则为时不变线性预测,否则否则否则否则为自适应线性预测为自适应线性预测为自适应线性预测为自适应线性预测,预测器就就是一个滤波器。预测器就就是一个滤波器。预测器就就是一个滤波器。预测器就就是一个滤波器。最简单得预测方程最简单得预测方程最简单得预测方程最简单得预测方程:5 5、自适应差分脉冲调制自适应差分脉冲调制自适应差分脉冲调制自适应差分脉冲调制(ADPCMAD
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