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多媒体技术教程第3章 数字声音编码 林福宗 清华大学 计算机科学与技术系 linfz@ 2008年9月 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 声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号，如图3-1所示 声波具有普通波所具有的特性，例如反射 (reflection)、折射 (refraction)和衍射(diffraction)等 3.1 声音简介(续1) 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 The part of television or motion-picture equipment that has to do with sound The broadcasting, reception, or reproduction of sound Audible sound A sound signal 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) Relating to frequencies within the range of perception by the human ear — from about 15 through 20,000 hertz (cycles per second). Of or relating to humanly audible sound. Of or relating to the broadcasting or reception of sound. Of or relating to high-fidelity sound reproduction 3.1 声音简介(续2) 练习: 如何翻译下面的术语 audio on demand——音乐点播/声音点播 digital audio——数字声音 DVD-audio——？ streaming audio ——？ audio streaming ——？ MPEG audio ——？ audio compression ——？ 声音的频率 高保真声音(high-fidelity audio): 10 ~ 20 000 Hz 声音(audio): 20~ 20 000Hz 话音(speech): 300~3000/3400 Hz 亚音/次音(subsonic): 20 Hz 超声(ultrasonic): 20 000 Hz 3.2 声音信号数字化 数字化的概念 采样和量化 连续时间的离散化通过采样来实现，就是每隔相等的一段时间采样一次，这种采样称为均匀采样(uniform sampling) 连续幅度的离散化通过量化(quantization)来实现，就是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。图3-2表示了声音数字化的概念 3.2 声音信号数字化(续1) 读者可这样来理解奈奎斯特理论 声音信号可看成