第10节-MPEG声音-浅色.pptVIP

多媒体技术教程第10章 MPEG声音 第10章 MPEG声音目录 10.1 听觉系统的感知特性 10.1.1. 对响度的感知 10.1.2. 对音高的感知 10.1.3. 掩蔽效应 10.2 感知声音编码 10.2.1 MPEG声音的压缩依据 10.2.2 感知子带编码 10.2.3 杜比数字编码 10.3 MPEG-1 Audio 10.3.1 声音编码 10.3.2 声音的性能 10.3.3 子带编码 10.3.4 多相滤波器组 10.3.5 编码层 10.4 MPEG-2 Audio 10.4.1 MPEG-2 Audio简介 10.4.2 MPEG-2 Audio使用的环绕声 10.4.3 MPEG-2 Audio的后向兼容结构 第10章 MPEG声音 前言 MPEG声音的数据压缩和编码不是依据波形本身的相关性和模拟人的发音器官的特性 而是利用人的听觉系统的特性来达到压缩声音数据的目的，这种压缩编码称为感知声音编码 10.1 听觉系统的感知特性 10.1.1 对响度的感知 声音的响度就是声音的强弱 在物理上，用dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(声强)度量 人耳的听觉范围 听阈：当声音弱到人耳朵刚可听见时的声音强度 痛域：声音强到使人耳感到疼痛时的声音强度 听觉范围：位于听阈和痛域之间，见图10-1 10.1 听觉系统的感知特性(续1) 10.1 听觉系统的感知特性(续2) 10.1.2 对音高(频率)的感知 客观上用频率表示声音的音高，其单位是Hz。而主观感觉的音高单位则是“美(Mel)”。 主观音高与客观音高的关系为 10.1 听觉系统的感知特性(续) 10.1.3 掩蔽效应 要描述同步掩蔽效应，我们通过一个类比。 想象一只在太阳前面飞翔的小鸟。你看到小鸟从左边飞到你和太阳之间，然后小鸟消失，因为太阳光线的亮度太高。当小鸟移出太阳区域，你就又能看到它了。 就像在一个安静的环境中，吉他手的手指轻轻滑过琴弦的响声都能听到，但如果同样的响声在一个正在播放摇滚乐曲的环境中，一般人就听不到了。 10.1 听觉系统的感知特性(续) 声音信号1，是个1000hz的正弦波，音量大小70db 声音信号2， 一个1100hz的正弦波，音量大小60db 同时出现时，大多数人感知不到声音信号2的存在。 但是声音信号2不容易被感知，不仅因为它比较弱，而且还因为它的频率和声音信号1十分接近。 逐渐增加声音信号2的频率，但保持它的音量不变，直到我们能听到它。假定它的频率增加到4000hz的时候我们就能听到这个声音了。当声音的频率差别逐渐变大，声音信号2逐渐可以听得到，直到它的频率增高到某一点之后，绝大多数人都可以听到两个互不相同的音调了，一个比较大声，另一个比较小声。 这个过程就是心理声学所说的“同步掩蔽”。两个频率相近，音量相差很多的声音，很难被人类感知为两个不同的声音。 考虑到这种现象，mp3在编码过程中尽量丢弃那些无法被感知的声音，或者分配尽可能少的比特给这些声音。 10.1 听觉系统的感知特性(续) 10.1.3 掩蔽效应 一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象 前者称为掩蔽声音(masking tone) 后者称为被掩蔽声音(masked tone) 掩蔽可分成频域掩蔽和时域掩蔽 1、频域掩蔽 一个强纯音掩蔽在其附近同时发声的弱纯音的特性，也称同时掩蔽,如图10-3所示 10.1 听觉系统的感知特性(续) 10.1 听觉系统的感知特性(续) 图10-4中的一组曲线表示为250 Hz，1 kHz和4 kHz纯音的掩蔽效应，它们的声强均为60 dB 250 Hz，1 kHz和4 kHz附近，对其他纯音的掩蔽效果最明显 低频纯音可有效地掩蔽高频纯音，相反则不明显 2、时域掩蔽 频域掩蔽效应和不同频率声音的频率和相对音量有关，时间掩蔽则仅仅和时间有关。 10.1 听觉系统的感知特性(续) 时域掩蔽 在时间上相邻的声音之间的掩蔽现象 一个强掩蔽音出现前、同时存在时或消失后的掩蔽效果见图10-5 同时掩蔽：信号和掩蔽音同时产生的现象 滞后掩蔽：信号出现在掩蔽音消失后出现的现象，可以持续50～200 ms 超前掩蔽：信号出现在掩蔽音出现之前产生的现象。虽然对超前掩蔽有许多研究报告，但这种现象依然令人费解。超前掩蔽很短，通常只有大约2～20 ms， 产生时域掩蔽的主要原因 人的大脑处理信息需要花费一定的时间 10.1 听觉系统的感知特性(续) 10.1 听觉系统的感知特性(续) 3、临界频带