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多媒体技术教程第3章 数字声音编码 第3章 数字声音编码目录 3.1 声音简介 3.1.1 声音是什么 3.1.2 声音的频率范围 3.2 声音信号数字化 3.2.1 从模拟过渡到数字 3.2.2 模拟信号与数字信号 3.2.3 声音信号数字化 3.2.4 声音质量与数据率 3.3 声音工具 3.3.1 Windows自带的声音工具 3.3.2 声音编辑工具Goldwave 3.3.3 声音编辑工具Adobe Audition 3.4声音质量的MOS评分标准 3.5 脉冲编码调制(PCM) 3.5.1 PCM的概念 3.5.2 均匀量化 3.5.3 非均匀量化 3.6 PCM在通信中的应用 3.6.1 频分多路复用 3.6.2 时分多路复用 3.6.3 数字通信线路的数据传输率 3.7 增量调制与自适应增量调制 3.7.1 增量调制(DM) 3.7.2 自适应增量调制(ADM) 3.8 自适应差分脉冲编码调制 3.8.1 自适应脉冲编码调制(APCM)的概念 3.8.2 差分脉冲编码调制(DPCM)的概念 3.8.3 自适应差分脉冲编码调制(ADPCM) 3.8.4 G.726 ADPCM编译码器 3.9 G.722 SB-ADPCM编译码器 3.9.1 子带编码(SBC) 3.9.2 子带-自适应差分脉冲编码调制(SB-ADPCM) 3.10 GSM声音简介 3.11 话音编码标准摘要 3.11.1 编码算法的性能 3.11.2 话音编码标准 参考文献和站点 3.1 声音简介 声音是什么 声音是听觉器官对声波的感知，而声波是通过空气或其他媒体传播的连续振动 声音的强弱体现在声波压力的大小上， 音调的高低体现在声音的频率上 1、复合信号: 声音信号由许多频率不同的信号组成 2、分量信号: 单一频率的信号 带宽，它用来描述组成复合信号的频率范围（声音信号的一个重要参数） 3.1 声音简介 声音的频率 高保真声音(high-fidelity audio): 10 ~ 20 kHz 声音(audio): 20~ 20 kHz---音频信号 话音(speech): 300~3000/3400 Hz---话音信号 亚音/次音(subsonic): 20 Hz 超声(ultrasonic): 20 k Hz 3.1 声音简介 Audio是什么 Audio作名词——声音 通常指频率在10 Hz和20 000 Hz范围里的声音 Audio作修词——音频 修饰或说明人的听觉系统可感知的频率 (10～20 000 Hz)   3.2 声音信号数字化 3.2.1 从模拟过渡到数字 数字信号处理器(DSP)。 3.2.2 模拟信号与数字信号 在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样(sampling) 时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称为数字信号。 3.2.3 声音信号数字化　　 声音数字化实际上就是采样和量化。 连续时间的离散化 采样，每隔相等的一小段时间采样一次，这种采样称为均匀采样； 连续幅度的离散化 量化，把信号的强度划分成一小段一小段，如果幅度的划分是等间隔的，就称为线性量化，否则就称为非线性量化。 ①每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率(fs)是多少 ②每个声音样本的位数(bit per sample，bps)应该是多少，也就是量化精度 　　 采样频率 奈奎斯特理论(Nyquist theory)指出：采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化(lossless digitization) 用公式表示为 fs ≥2f 或者 Ts ≤ T/2 其中f为被采样信号的最高频率 采样精度 每个声音样本的位数 样本位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越少。 　　采样精度的另一种表示方法是信号噪声比-----SNR Vsignal表示信号电压，Vnoise表示噪声电压；SNR的单位为分贝(db) 　　 例：假设Vnoise＝1，采样精度为1位表示Vsignal＝21，信噪比SNR＝6分贝。 　 采样精度为8位表示Vsignal＝28，信噪比SNR＝6*8=48分贝 3.2 声音信号数字化(续) 声