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第四讲 语音信号数字化及 信源压缩编码 清华大学电子工程系 2012/3/14 1 主要内容  抽样技术  量化技术  PCM编码原理  增量调制原理  信源压缩编码简介 2012/3/14 2 研究对象（PCM基本原理） 信源 信源编码 信道编码 调制 发射 传输媒质 信宿 信源解码 信道译码 解调 接收 2012/3/14 3 （包括模拟信源和数字信 源，其中模拟信源信息一 信源编码的目的 般承载在信源波形上） • 通信的目的：将信源信息转变成适合信道传输的 形态（如波形），充分利用信道，实现信息的可 靠、有效传输 • 不管信源的具体表示有哪些形态，通信所关心的 是想要从信源必需提供给信宿的信息的传输 • 为了便于设计，通常将上述变换分解成两个环节 – 信道编码：提供可靠有效的离散信息传输 – 信源编码：为信源信息提供可靠有效的离散信息表示 • 可靠性：尽可能小的重构误差（信息层面或信源波形层面） • 有效性：离散表示比特率要尽可能的低 • 这次课重点讨论语音波形的数字化问题 2012/3/14 4 为什么要对信源数字化 • 数字传输的可靠性 • 数字传输的可再生性 • 为了对信道的有限传输能力进行充分利用 – 有噪信道往往具有有限的信道容量 – 模拟信源往往具有无限的熵 矛盾 – 要求在满足可靠性条件下，将无限熵的连续信 源在信宿方恢复出来 2012/3/14 5 为什么要对信源数字化（续） • 既然这样，不妨先用尽可能小的失真，用有限熵 把最需要传送的信息体现出来，即把连续信源消 息映射为离散的有失真信源， • 然后利用可靠的离散数字传输把离散信源传到信 宿，再恢复出可以忍受失真的信源波形 • 这里利用了数字传输的可靠性假设 • 事实上，仙农的信道容量定理也可以从概率上保证这 种可靠性 （针对不同的信源可能有不同的失真定义） 2012/3/14 6 为什么要对信源数字化（续） • 也就是说，既然信道容量有限，传送无限 熵的信源必然失真，还不如在发端先引入 有控制的失真（无限熵变有限熵），然后 把信道传输的可靠性充分利用起来。 – 不同的信源，其失真的度量可能是不一样的， • 对一般波形，常用失真度量为误差功率，或信噪比 • 而类似话音的波形，也会引入