使用自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)
简述欧美及我国常用的语音编码技术。
欧美及我国常用的语音编码技术1. 介绍在当今数字化时代，语音编码技术在通信、音频处理、语音识别等领域起着至关重要的作用。
欧美及我国都有各自常用的语音编码技术，本文将就这一主题进行深入探讨。
2. PCM编码PCM（Pulse Code Modulation）是一种最早期的语音编码技术，它将模拟信号转换为数字信号。
PCM编码的优点是精确度高，保真度好，但缺点是需要较大的数据传输速率。
在欧美，PCM编码仍然广泛应用于一些专业音频设备和通信系统中。
3. ADPCM编码ADPCM（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）是一种自适应差分脉冲编码调制技术，它在PCM编码的基础上进一步压缩了数据量。
相较于PCM编码，ADPCM编码具有更高的压缩比，适用于一些需要节省带宽的场景。
在欧美，ADPCM编码被广泛应用于语音通信、无线通信等领域。
4. G.711编码G.711是国际电信联盟（ITU-T）制定的一种音频编码标准，它包括了μ-law和A-law两种编码方式。
G.711编码通过对声音进行采样和量化，实现了对语音的高效压缩和传输。
在我国，G.711编码是常用的语音编码技术之一，被广泛应用于各类通信系统和音频处理设备中。
5. G.729编码G.729是一种高压缩比的语音编码标准，它采用了先进的语音处理算法，实现了对语音信号的高效压缩和传输。
在欧美，G.729编码被广泛应用于语音通信和网络通信方式等领域。
6. Opus编码Opus是一种开放式、免专利的音频编码格式，它具有低延迟、高音质和高压缩比的特点。
Opus编码在欧美得到了广泛的应用，尤其是在互联网音频传输、实时语音通信等领域。
7. 总结欧美及我国常用的语音编码技术包括了PCM编码、ADPCM编码、G.711编码、G.729编码和Opus编码等多种标准和格式。
这些编码技术各具特点，适用于不同的场景和需求。
随着科技的不断进步和创新，相信未来还会有更多更先进的语音编码技术出现，为语音通信和音频处理领域带来更多的可能性。
ADPCM 编码解码.详解
ADPCM 编码解码.详解技术知识2010-03-24 16:17:09 阅读126 评论0 字号：大中小订阅/blog/static/13030071920102244179620/Microsoft ADPCM 编码解码算法因为种种原因，最近需要把原始的wav文件压缩成ADPCM格式。
但是网上几乎搜不到相关的中文资料。
花了相当长的时间，七拼八凑的从一些文章中得到了些信息，终于搞定了它。
为了方便遇到跟我一样麻烦的人，我决定把它详细的写下来。
1. 关于DPCMDPCM是differential pulse code modulation的缩写，也就是差分脉冲编码调制的意思。
他的主要思想是通过已知的数据预测下一个数据，然后传递预测值与实际值之间的差值。
具体的细节可以在很多信号处理相关的书上找到。
一般的DPCM编码器都是采用的线性预测。
假设传递的数据是X1,X2,...Xn,而下一个数据，Xn+1还是未知。
可以通过前面的X1,X2,...Xn的加权和来预测Xn+1，也就是Xn+1 = ∑(Ai*Xi),其中i属于1...n为了简化计算，大部分编码的实现只取前两项，也就是，Xn+1 = a*Xn + b*Xn-1, 现在，最主要的事情就是如何对a,b进行取值，才能使得Xn+1的误差最小。
如果假设x~i 是预测值，xi是实际值，那么，∑(x~i-xi)^2 最小的时候，a,b就是最优的。
设F=∑(X~i-Xi)^2,因为X~i = a*X~i-1 + b*X~i-2,可以得出，F是关于a,b的二元函数.也就是F=f(a,b) 。
可以分别对a和b 求偏导数,求出它的极值点。
f<sub>a</sub>(a,b) = 0 ;f<sub>b</sub>(a,b) = 0 ;可以得到a * ∑(Xi-1)^2 +b * ∑(Xi-1)*(Xi-2) = ∑Xi*Xi-1a * ∑(Xi-1)*(Xi-2) +b * ∑(Xi-2)^2 = ∑Xi*Xi-2如果设alpha = ∑(Xi-1)^2beta = ∑(Xi-1)*(Xi-2)gama = ∑(Xi-2)^2m = ∑Xi*Xi-1n = ∑Xi*Xi-2上面的式子就可以写成a*alpha + b*beta = ma*beta + b*gama = n算出alpha,beta,gama,m,n以后，a和b的值就可以计算出来了,实际上我们只需要一个循环遍历前n个数就能把它们都求出来。
ADPCM原理与应用简介
ADPCM原理与应用简介摘要：本文介绍了PCM、DPCM、DM、ADM以及ADPCM的基本原理，并以ADPCM为文章的重点，对它的编解码原理及算法实现的流程框图进行了的讨论。
最后以ADPCM在通信中的应用为例讨简单介绍了在实际通信中的应用。
关键字：ADPCM PCM ADM编码原理Abstract:This article introduce the basic principle of PCM、DPCM、DM、ADM and ADPCM. We take emphasis on ADPCM ,and discuss the theorem of coding and decoding of ADPCM,then introduce the flow char of the theorem. At last we take ADPCM as example to see the use in communication system.Keyword: ADPCM PCM ADM theory of coding一、引言近几十年来对语音数字化和数字化压缩进行了许多研究工作，并取得了丰硕的成果。
1982年CCITT制定了64kb/s压扩PCM语音编码标准G.711。
1986年CCITT又制定了32kb/s ADPCM语音压缩编码标准G.721。
ADPCM是波形编码中非常有效的一种数字编码方式。
在ADPCM系统中量化器和预测器均采用自适应方式，即量化器和预测器的参数能随输入信号的统计特性自适应于或接近于最佳的参数状态。
与PCM系统相比，ADPCM的量化器和预测器都是根据前面出现的PCM抽样值并对下一个抽样值进行预测，将当前的抽样值和预测值进行求差，然后对差值进行编码。
对差值编码需要的位数要比直接对原始语音信号编码所需的位数少，从而达到对信号压缩的目的，在这里编码所包含的信息从原来的原始语音信号变为语音信号之间的变化。
ADPCM
ADPCM
• 在较低的数据率的情况下，获得较高质量的重构语音。其 记录的量化值不是每个采样点的幅值，而是该点幅值与前 一个采样点幅值之差。 • 64 kb/s 32 kb/s 语音的传输速率提高了一倍。 • 思想为：①利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用 小的量化阶(step-size)去编码小的差值,使用大的量化阶 去编码大的差值；②使用过去的样本值估算下一个输入样 本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。
ADPCM编码示意图
ADPCM解码示意图
ADPCM能够很好地压缩语音信号，从 而大大缩减数据存储空间，并且提高数据 的传输速度。与其它编码方式相比， ADPCM能提供跟高的压缩比，提高了频率 利用率，因此在频带紧缺的现代通信中具 有广泛的应用前景。
自适应差分脉码调制 ADPCM
ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)是自适应差分脉冲编码 调制的简称，最早使用于数字通信系统中。 该算法利用了语音信号样点间的相关性， 并针对语音信号的非平稳特点，使用了自 适应预测和自适应量化，即量化器和预测 器的参数能随输入信号的统计特性自适应 于或接近于最佳的参数状态。
自适应量化
针对被量化信号的变化状态，随时调节台阶大小，以 匹配输入信号的时变方差。其自适应量化步长 (kTS )
2 x 的关系式为 与信号方差
分为具有前向估值的自适应量化（AQF）和具有后向估 值的自适应量化（AQB)
具有前向估值的自适应量化 AQF
具有后向估值的自适应量化 AQB
自适应预测
对于语音信号系统，由于它是非平稳随 机信号，其自相关函数与相应的适应预测也有两种模式，具有前向估 值的自适应预测（APF)和具有后向估值的 自适应预测（APB)
语音编码格式名词解释
语音编码格式名词解释
语音编码格式是指将语音信号转换为数字信号的过程，以便在数字通信系统中传输和存储。
以下是一些常见的语音编码格式及其解释：
1. PCM（脉冲编码调制）：将模拟语音信号转换为数字信号的最基本方法，每秒钟采样8000次，每次采样用8位或16位表示。
2. ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）：采用自适应算法对PCM信号进行压缩，从而减少传输带宽和存储空间。
3. MP3（MPEG音频层3）：一种有损压缩格式，通过去除人耳听不见的音频信号来减小文件大小。
4. AAC（高级音频编码）：一种有损压缩格式，比MP3更高效，可以实现更高质量的音频传输和存储。
5. Opus：一种开放源代码的音频编码格式，支持低延迟和高质量的音频传输。
学习技巧：
1. 熟悉常见的语音编码格式，了解它们的特点和适用场景。
2. 学习数字信号处理和音频编码的基本原理，包括采样、量化、压缩等。
3. 练习使用相关的工具和软件，如Audacity、FFmpeg等，实践音频编码和解码的过程。
4. 参考相关的文献和教程，了解最新的音频编码技术和发展趋势。
语音编码技术的分类
语音编码技术的分类语音编码技术概述语音编码技术是指将语音信号转换成数字信号的技术，是现代通信系统中不可或缺的一部分。
语音编码技术能够有效地压缩语音数据，减小传输带宽，提高通信质量。
分类1.无损编码–PCM编码：将模拟语音信号进行采样和量化，并使用脉冲编码调制（PCM）进行数字化，保留了所有原始信息。
–ADPCM编码：利用自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）对采样值进行编码，以减小数据量。
–LPC编码：根据语音信号的模型参数，利用线性预测编码（LPC）对信号进行编码，适用于高压缩比的应用。
2.有损编码–CELP编码：采用声道模型和码字搜索算法，通过对语音信号进行向量量化，实现高压缩比的语音编码。
–MP3编码：基于MDCT变换和感知模型，通过分析人耳对声音敏感度，实现高质量音频的压缩。
–AMR编码：适用于移动通信系统的编码标准，通过对语音信号进行截断和窄带限制，达到低比特率的编码效果。
无损编码无损编码技术旨在将语音信号以无失真的方式进行压缩，并能够还原原始信号。
其中，PCM编码是一种最简单的无损编码方式，它通过对语音信号进行时域采样和量化，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
由于PCM编码保留了全部语音信息，因此文件体积较大，不适合传输和存储。
为了减小数据量，ADPCM编码在PCM编码的基础上引入了差分脉冲编码调制技术。
ADPCM编码根据每个采样值和前一个采样值之间的差异进行编码，以便用更少的位数表示信号。
LPC编码则通过语音信号的线性预测，利用模型参数的编码表示来实现信号的压缩。
有损编码有损编码技术能够更高效地压缩语音信号，但在压缩的过程中会存在一定的信号失真。
有损编码主要应用于高压缩比的语音传输和存储场景。
CELP编码是一种基于声道模型的语音编码技术，它利用矢量量化和码字搜索算法对语音信号进行编码。
通过分析语音信号在频域和时间域的特性，CELP编码能够以较低的比特率实现较高的语音质量。
MP3编码是广泛应用于音频压缩的技术，它基于MDCT变换和感知模型。
eg2000k参数
EG2000K参数EG2000K参数是指音频编码器EG2000K的相关参数，该编码器常用于数字音频处理领域，如语音通信、语音存储等。
下面将详细介绍EG2000K编码器的参数，包括其功能、特性以及在实际应用中的使用。
1. EG2000K概述EG2000K是一款低比特率语音编码器，旨在提供高质量的音频编码和解码。
它采用了自适应差分编码（ADPCM）算法，通过对语音信号的压缩和还原，实现了在低比特率下仍然能够保持音频质量的优势。
2. 编码参数2.1 比特率（Bit Rate）EG2000K的比特率通常在8 kbps（千比特每秒）左右，这使得它适用于带宽受限的环境，如网络通信、无线通信等。
低比特率不仅有助于减小数据传输的开销，同时在存储和处理语音数据时也更为经济。
2.2 采样率（Sampling Rate）通常，EG2000K的采样率为8 kHz。
采样率是指在一秒钟内对声音信号进行采样的次数，8 kHz的采样率在语音通信领域是一种常见的标准，足够还原人类语音频率范围。
2.3 码本（Codebook）EG2000K使用自适应码本技术，通过不断更新和调整码本，以适应语音信号的变化。
码本中存储了一系列预定义的声音模式，编码器根据当前语音信号选择最匹配的模式进行编码。
这种自适应性有助于提高编码效率和音质。
2.4 压缩算法EG2000K采用的是差分脉冲编码调制（DPCM）算法。
DPCM是一种通过对相邻采样点之间的差值进行编码的方法，可以有效地减小数据量。
该算法在低比特率下具有较好的性能，适用于语音信号这类在短时间内变化不大的信号。
3. 解码参数3.1 解码器EG2000K的解码器负责将经过编码的语音信号还原为原始的语音波形。
解码器的设计要充分考虑到编码器的特性，以确保在低比特率下仍能提供清晰、自然的声音。
3.2 误差补偿由于低比特率编码可能导致信息丢失，EG2000K的解码器通常包含一些误差补偿机制，以减小解码时的失真。
ADPCM基本原理与应用实例简介
ADPCM基本原理与应用实例简介姓名(``大学```学院，陕西省西安710054)摘要：本文介绍了PCM、ADPCM的基本原理，并重点介绍ADPCM以及ADPCM在通信中的实际应用，对其编解码原理及算法实现的流程框图进行了一定的讨论。
最后以ADPCM在通信中的应用为例简单介绍了在实际通信中的应用实例。
关键词：PCM ；ADPCMAbstract: This paper introduces the basic principle of PCM, ADPCM, ADPCM and ADPCM is introduced in communication in the practical application, the coding principle and algorithm flow diagram is discussed. Finally to ADPCM application in communication as an example introduced in the practical communication application.Keyword: PCM；ADPCM中图分类号：N 34 文献标志码：A一、引言ADPCM是波形编码中非常有效的一种数字编码方式。
在ADPCM系统中量化器和预测器均采用自适应方式，即量化器和预测器的参数能随输入信号的统计特性自适应于或接近于最佳的参数状态。
与PCM系统相比，ADPCM的量化器和预测器都是根据前面出现的PCM抽样值并对下一个抽样值进行预测，将当前的抽样值和预测值进行求差，然后对差值进行编码。
对差值编码需要的位数要比直接对原始语音信号编码所需的位数少，从而达到对信号压缩的目的，在这里编码所包含的信息从原来的原始语音信号变为语音信号之间的变化。
本文对PCM、ADPCM的编码、译码原理进行讨论，并对它们性能进行比较，最后简单介绍了ADPCM在飞行员语音采集及遥测系统的框架设计的应用实例。
ADPCM的语音编解码设计方案
1绪论1.1 课题研究的背景和意义随着社会时代的发展,人类迅速进入信息时代,对于各种资源的利用率要求越来越高,从而推动了语音编解码技术的飞跃发展。
与此同时,伴随着微电子技术的快速发展,以及超大规模集成电路设计技术的不断完善,使得语音编解码技术越来越广泛的深入到通信领域、消费电子领域,辟如数字录音笔、IP电话、复读机等等都是语音压缩编码技术的典型应用。
语音编码技术就是将模拟的语音信号数字化离散化,利用语音听觉上的制约或者数据的冗余度来压缩信号的一些不必要的信息,以此来增加传输速率、减少存储容量,然后再进行传输、存储或者处理,而解码就是相反的一个过程。
ADPCM是自适应差分脉冲编码调制的简称，是语音编码的多种算法中的一种，更是最早使用于数字通信系统中的一种语音编解码算法。
此算法利用了语音信号样点间的相关性，针对语音信号的非平稳特点，使用了自适应预测和自适应量化，即预测器和量化器它们的参数能随着输入信号的统计特性，自适应于或接近于最佳的参数状态，在32kbps的速率上能够给出网络等级话音质量。
ADPCM究其本质是一种针对 16bits( 或8bits或者更高) 声音波形数据的一种有损压缩算法,它可以将声音流中每次采样的 16bit 数据用4bit 来存储,所以其压缩比为 1:4。
而且它的压缩/解压缩算法非常简单,所以又是一种低空间消耗、高质量高效率声音获得的好途径。
ADPCM 其主要是针对连续波形数据的，保存的则是波形的变化情况，从而以达到描述整个波形的目的。
1.2语音编码的发展和研究状况数字语音有很多的优点是模拟语音不可比拟的，它能更方便的传输和存储，可以在噪声信道中进行相当可靠的传输，容易进行交换，能够很方便的对信号进行加密传输。
数字语音可以由模拟语音简单的抽样，量化来得到，但由于数字语音其数据量比较大如果不经过处理，那它在传输和存储时就会占用很大量的信道资源以及存储空间，那么给系统提出的要求势必就会很高，所以数字语音通常情况下都是要进行压缩编码的。
Microsoft-ADPCM编码与解码原理与实例
typedef struct adpcmwaveformat_tag { WAVEFORMATEX wfxx; WORD wSamplesPerBlock; WORD wNumCoef; ADPCMCOEFSET aCoeff[wNumCoef]; } ADPCMWAVEFORMAT; 这下子就很清楚了，ADPCMCOEFSET里的两个正是我们的系数a和 b，ADPCMWAVEFORMAT扩展了WAVEFORMATEX的结构，添加了 一些列自有的信息，wSamplesPerBlock表明了每一个block里含有多少个 sample，而wNumCoef说明了后面的系数表的大小. 微软定义了一个7个的标准的系数表,当然,你也可以在后面添加自己的 系数,下面是他的定义: Coef Set Coef1 Coef2 0 256 0 1 512 -256 2 0 0
必须包含一个扩展了的format description,这通过一个WAVEFORMATEX 的结构来描述，但是以WAVE_FORMAT_PCM为格式的文件并不需要 这些额外的信息。 下面是WAVEFORMATEX的定义 typedef struct waveformat_extended_tag { WORD wFormatTag; WORD nChannels; /* format type */ /* number of channels (i.e. mono, stereo...) */
3. WAV文件的格式 IMA-ADPCM压缩的音频文件并没有一个统一的格式。我们现在只考 虑微软的自己的wav格式。apple公司的网站上有一篇写得很不错的 technical note, 可以看后面的链接地址。 wav文件是微软定义的一系列资源文件中的一个。这些文件通常是由一 系列的chunk组成。所有的文件都以RIFF标记开头，然后指出文件的大 小。接着表明类型，比如WAVE,MIDI等. 一个wav文件的结构大致如下 __________________________ | RIFF WAVE Chunk | | groupID = 'RIFF' | | riffType = 'WAVE' | | __________________ | | | Format Chunk | | | | ckID = 'fmt ' | | | |__________________| | | __________________ | | | Sound Data Chunk | | | | ckID = 'data' | | | |__________________| | |__________________________| 一般每一个chunk都有一个id和一个size来表明chunk的类型和大小，这 样就可以很容易的将chunk读出。id一般是四个字节，用ASCII 码的值来 标记，比如data chunk的id就是'data'，而format chunk的id就是'fmt '.要注 意的是，size表明的大小是以字节为单位的，而且不包括id和size字段本 身所占的空间。 原始的wave文件一般只有两个chunk,也就是fmt和data,原则上,你可以添 加任何的其他chunk,用来添加不同的信息.这也是wav文件出现很多变种 的原因. windows下一般有两种格式的wav文件，一种是普通未压缩的原始数 据，另一种就是采用了ADPCM压缩了的。无论哪一种，你都可以使用 现存的播放器播放。 未压缩的存储格式比较简单，只需要一个format chunk来描述格式信 息，然后再用一个data chunk来存储数据。 现在的wave文件按规定都必须包括一个fact chunk，而且在fmt chunk里
会议电视标准及各协议的区别
会议电视标准及各协议的区别什么是标准? 在数字通信当中，标准也常常称作协议。
简单的说，标准就是不同通信产品之间进行沟通对话的“语言” ，只有“语言”一致，不同的生产商所生产的不同类型的产品才能建立通信。
会议电视标准就是保证会议电视系统在数字通信当中能正常沟通的共同“语言” ，以下是会议电视系统中常用的标准(协议)，它们大致可以分为：框架协议、视频标准、音频标准、控制协议、通信帧协议。
H.320——N×64Kbps(N为1，2，3……30)会议电视系统和终端设备用于电路交换数字网的框架性标准。
H.323——提供非保证服务质量(QOS)用于局域网的可视电话系统和终端。
适用于任何可靠传输机制[TCP]和不可靠传输机制[UDP]的分组交换网络，并支持在Internet上传输可视电话业务的标准。
H.261——ITU-T(国际电信联盟——电信标准化组织)制定的关于N×64K速率下的会议电视视频编码的标准。
ITU-T(前称为CCITT)制定的关于视频编码的国际标准，广泛用于H.320、H.323会议电视系统。
它提供QCIF、FCIF两种编码格式。
H.263——ITU—T关于低速率下会议电视视频编码标准，这个标准是在H.261的基础之上加以改进，在低速率下能得到更好的图像质量的一个编码标准。
主要用于低于384K速率的应用场合，在低速的H.320、H.323、H.324等会议电视系统应用广泛。
它提供子SQCIF、QCIF、CIF，4CIF、16CIF五种编码算法。
G.711——采用脉冲编码调制(PCM)的语音编解码标准(采用A律或μ律)，传送带宽为64K。
频率范围300-3400HzG.722——采用自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)的语音编码标准。
传输带宽为48K、56K或64Kbps。
50－7000HzG.728——采用低时延码本激励线性预测(LD-CELP)语音编解码标准。
传送带宽是16Kbps。
常用的语音编码方法有
常用的语音编码方法有常用的语音编码方法主要包括：PCM（脉冲编码调制）、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、MP3（MPEG音频层3）、AAC（高级音频编码）、OPUS、GSM（全球系统移动通信）、ILBC（无损语音编码器）、G.722等。
1.PCM（脉冲编码调制）PCM是最常用的语音编码方法之一，将模拟语音信号采样后，通过量化和编码来数字化语音信号。
PCM编码质量较好，但占用存储空间较大。
2.ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）ADPCM是对PCM的改进，通过预测和差分编码的方式来压缩语音数据。
ADPCM编码可以减小文件大小，但也会损失一定的音质。
3.MP3（MPEG音频层3）MP3是一种无损的音频压缩格式，通过删除人耳难以察觉的音频信号细节来减小文件大小。
MP3编码在音质和文件大小之间取得了平衡，成为广泛应用于音乐和语音传输的标准格式。
4.AAC（高级音频编码）AAC是一种高级音频编码方法，能够提供较好的音质和较小的文件大小。
AAC在广播、音乐和视频领域都有广泛应用。
5.OPUSOPUS是一种开放和免版权的音频编码格式，适用于广泛的应用场景，如实时通信、网络音频流传输等。
OPUS编码可以根据不同场景的需求，在音质和延迟之间做出灵活权衡。
6.GSM（全球系统移动通信）GSM编码是一种在移动通信领域广泛使用的语音编码方法，它通过移除语音频带中的高频和低频信息来实现数据压缩。
7.iLBC（无损语音编码器）iLBC是一种专为网络语音传输设计的编码格式，能够在高丢包环境下提供较好的语音质量。
8.G.722G.722是一种宽带语音编码方法，提供更好的语音质量和更宽的频带宽度，适用于音频和视频会议等高质量语音通信场景。
ADPCM压缩算法
###############################################################################ADPCM压缩算法作者：龙林 EMAIL：dragon_hn@ WEB： ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)，是一种针对 16bits( 或8bits或者更高) 声音波形数据的一种有损压缩算法,它将声音流中每次采样的 16bit 数据以 4bit 存储,所以压缩比 1:4. 而且压缩/解压缩算法非常简单,所以是一种低空间消耗，高质量高效率声音获得的好途径。
保存声音的数据文件后缀名为 .AUD 的大多用ADPCM压缩。
ADPCM主要是针对连续的波形数据的，保存的是波形的变化情况，以达到描述整个波形的目的，由于它的编码和解码的过程却很简洁，列在后面，相信大家能够看懂。
8bits采样的声音人耳是可以勉强接受的，而 16bit 采样的声音可以算是高音质了。
ADPCM算法却可以将每次采样得到的 16bit 数据压缩到 4bit 。
需要注意的是，如果要压缩/解压缩得是立体声信号，采样时，声音信号是放在一起的，需要将两个声道分别处理。
ADPCM 压缩过程首先我们认为声音信号都是从零开始的,那么需要初始化两个变量int index=0,prev_sample=0;下面的循环将依次处理声音数据流，注意其中的 getnextsample() 应该得到一个 16bit 的采样数据，而outputdata() 可以将计算出来的数据保存起来，程序中用到的 step_table[],index_adjust[] 附在后面：int index=0,prev_sample:=0;while (还有数据要处理){cur_sample=getnextsample(); // 得到当前的采样数据delta=cur_sample-prev_sample; // 计算出和上一个的增量if (delta<0) delta=-delta,sb=8; // 取绝对值else sb = 0 ; // sb 保存的是符号位code = 4*delta / step_table[index]; // 根据 steptable[]得到一个 0-7 的值if (code>7) code=7; // 它描述了声音强度的变化量index += index_adjust[code] ; // 根据声音强度调整下次取steptable 的序号if (index<0) index=0; // 便于下次得到更精确的变化量的描述else if (index>88) index=88;prev_sample=cur_sample;outputode(code|sb); // 加上符号位保存起来}有关ADPCM压缩过程更详细的信息，参见本站ADPCM压缩过程演示程序ADPCM 解压缩过程接压缩实际是压缩的一个逆过程，同样其中的 getnextcode() 应该得到一个编码，,而 outputsample() 可以将解码出来的声音信号保存起来。
自适应差分编码调制(ADPCM)
系统的总量化信噪比为：
S N
DPCM
E[x2 (n)] E[nq2 ]
E[x2 (n)] E[e2 (n)]
E[e2 (n)] E[nq2 ]
G
p
S N
q
DPCM的性能特点:
经过DPCM调制后的信号，其传输的比特率比起PCM来 说大大地压缩了。例如，对于有较好图像质量的情况， 每一抽 样值只需4比特就够了。此外，在相同比特速率条件下， 则 DPCM比PCM信噪比可改善14~17 dB。与ΔM相比，由于它增 多了量化级，因此在改善量化噪声方面优于ΔM调制。 DPCM 的缺点是易受到传输线路噪声的干扰，在抑制信道噪声方面不 如ΔM。
适应调整，或等效地用输出编码 信号进行自适应调整。
2. 自适应预测
在自适应预测中采用了两项措施： 1. 增加用于预测的过去样值的数量； 2. 使分配给过去每一个样值的加权系数是可调的。
自适应预测也有前馈型和反馈型两种。
图5.31 ADPCM系统原理框图
现代通信原理
量化器
编码
解码
x’(n)
xq(n)
预测器
x’(n)
xq(n)
预测器
编码器
解码器
DPCM系统的总量化误差nq可以定义为输入信号样值x(n)与解 码器输出(即重建信号) x’(n)之差，根据图5.31可得：
nq x(n) x' (n) [e(n) xq (n)] [xq (n) eq (n)] e(n) eq (n)
现代通信原理
自适应差分编码调制(ADPCM)
• 一个语音信号波形的相邻抽样值具有很强的相关性，自适应差分脉冲编码 调制就是依据相邻抽样值的相关性进行编码的方式。因此它能有效地消除 语音信息中地冗余度，即实现语音压缩编码。研究表明，ADPCM是语音 压缩编码技术中较简单实用的一种方法。
adpcm课程设计
adpcm课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）的基本概念，掌握其工作原理和压缩算法。
2. 学生能够运用ADPCM对声音信号进行编码和解码，了解其在数字通信中的应用。
3. 学生掌握ADPCM与其他音频编码技术的区别和联系，了解其在不同场景下的适用性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立进行ADPCM编码与解码的实验操作。
2. 学生具备分析ADPCM编码过程中信号处理和压缩效果的能力。
3. 学生能够结合实际问题，设计基于ADPCM的音频压缩方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理领域的兴趣，激发其探索精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，强调实验操作的安全性和准确性。
3. 引导学生关注科技发展对社会生活的积极影响，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于信息技术与通信工程领域，结合理论知识与实践操作，旨在提高学生的数字信号处理能力。
学生特点：学生具备一定的电子学和计算机科学基础知识，对新技术充满好奇心，动手能力强。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. ADPCM基本原理- 引导学生了解差分脉冲编码调制（DPCM）的原理，为学习ADPCM打下基础。
- 介绍ADPCM的原理，包括预测、量化、编码和解码等过程。
- 分析ADPCM的优缺点，以及在不同场景下的应用。
2. ADPCM算法实现- 讲解ADPCM编码算法的具体步骤，如预测、量化、编码等。
- 演示ADPCM解码算法的过程，使学生理解其与编码算法的对应关系。
- 分析教材中相关章节，如：数字信号处理、音频信号编码等。
3. 实践操作与案例分析- 安排实验课程，指导学生进行ADPCM编码与解码的实践操作。
蓝牙传输过程中的编码解码知识
蓝牙传输过程中的编码解码知识蓝牙传输过程中的编码解码知识是指在蓝牙设备之间进行数据传输时，所使用的编码和解码方式。
蓝牙技术是一种无线通信技术，它可以在短距离内（通常为10米）实现设备之间的数据传输和通信。
在蓝牙传输过程中，编码解码是非常重要的环节，它关系到数据传输的稳定性、传输速度和数据的完整性。
在蓝牙传输过程中，数据需要经过编码、传输、解码三个过程。
首先是编码过程。
编码是将原始数据转换为特定格式的数据的过程。
在蓝牙传输中，编码可以分为数字信号编码和模拟信号编码两种方式。
数字信号编码是指将原始的数字数据按照一定的规则转换为蓝牙设备可以识别和传输的信号，通常使用的编码方式有PCM（脉冲编码调制）、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）等。
而模拟信号编码则是将模拟信号转化为数字信号，通常会使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号。
接下来是传输过程。
蓝牙传输的数据通常是通过射频信号传输的，因此传输过程中信号会受到信道环境、电磁干扰等影响。
为了保证数据传输的稳定性和可靠性，蓝牙技术采用了一系列的传输协议和技术，比如频率跳跃技术（FHSS）、自适应传输功率控制（ATPC）、错误纠正码等。
通过这些技术，可以在一定程度上保证数据传输的安全和完整性。
最后是解码过程。
解码是将编码后的数据还原为原始数据的过程。
在蓝牙传输中，解码通常是对接收到的数字信号进行处理，将它转换为原始的数字数据，或者将数字信号转换为模拟信号。
在解码过程中，也会使用一些纠错码等技术来修正传输中的错误，以保证数据的完整性。
总的来说，蓝牙传输过程中的编码解码知识是非常复杂的，它涉及到信号处理、传输控制、纠错码等多个方面的知识。
在实际应用中，需要根据具体的场景和要求选择合适的编码解码方式，以保证数据传输的稳定性和可靠性。
同时，随着蓝牙技术的不断发展，编码解码技术也在不断演进，为蓝牙传输提供了更加高效和可靠的解决方案。
自适应差值脉冲编码调制ADPCM
3．带通型信号的抽样
图2-7 带通型信号样值序列的频谱
为了即不会产生折叠噪声，又不使 信道利用率下降，由图2-7采用试凑法得 出：
2 f0 2 fM fs n 1 n
（2-10）
式中 n 为
f0 B
的整数部分，用
f0 ( ) I 表示，则 B
f0 n ( )I B
（2-11）
如要求原始信号频带与其两侧相邻 的频带间隔相等，则
2U N
（2-13）
下面以N=8为例说明均匀量化特性。 参见图2-9。
图2-9 量化值与量化误差
表2-1
抽样值与量化值的关系（N=8） 量化值
0 .5 2 .5 3 .5
抽样值（连续值）
量化级数 量化值数目
量化区
(0～ ) ( ～ 2 ) ( 2 ～ 3 ) ( 3 ～ 4 )
①A 律压缩特性
图2-16
A 律压缩特性
直线 oa段的方程：
Ax y 1 ln A
1 0 x ， A
（2-19）
其斜率
dy A dx 1 ln A
（2-20）
曲线 ab 段的方程：
y 1 ln( Ax ) 1 ln A
1 ，A x 1
（2-21）
其斜率
dy 1 1 dx 1 ln A x 一般取A=87．6。
2( f 0 f M ) fs 2n 1
（2-12）
2.2.3 量化
量化是将时间域上幅度连续的样值 序列变换为时间域上幅度离散的样值序 列信号（即量化值）。 量化分为均匀量化和非均匀量化两 种。
1．均匀量化
均匀量化是在量化区内（即从-U～+U ）均匀等分 N 个小间隔。 U为过载电压，N 称为量化级数，每 一小间隔称为量化间隔 。由此可得：
ADPCM编码解码.详解
ADPCM 编码解码.详解2020-03-24 16:17:09 阅读126 评论0 字号：大中小定阅ADPCM 编码解码算法因为种种原因，最近需要把原始的wav文件压缩成ADPCM格式。
但是网上几乎搜不到相关的中文资料。
花了相当长的时间，七拼八凑的从一些文章中得到了些信息，终于搞定了它。
为了方便遇到跟我一样麻烦的人，我决定把它详细的写下来。
1. 关于DPCM DPCM是differential pulse code modulation的缩写，也就是差分脉冲编码调制的意思。
他的主要思想是通过已知的数据预测下一个数据，然后传递预测值与实际值之间的差值。
具体的细节可以在很多信号处理相关的书上找到。
一般的DPCM编码器都是采用的线性预测。
假设传递的数据是X1,X2,...Xn,而下一个数据，Xn+1还是未知。
可以通过前面的X1,X2,...Xn的加权和来预测Xn+1，也就是Xn+1 = ∑(Ai*Xi),其中i属于1...n 为了简化计算，大部分编码的实现只取前两项，也就是，Xn+1 = a*Xn + b*Xn-1, 现在，最主要的事情就是如何对a,b进行取值，才能使得Xn+1的误差最小。
如果假设 x~i 是预测值，xi是实际值，那么，∑(x~i-xi)^2 最小的时候，a,b就是最优的。
设F=∑(X~i-Xi)^2,因为 X~i = a*X~i-1 + b*X~i-2,可以得出，F是关于a,b的二元函数.也就是 F=f(a,b) 。
可以分别对a和b求偏导数,求出它的极值点。
f<sub>a</sub>(a,b) =0 ; f<sub>b</sub>(a,b) = 0 ; 可以得到 a * ∑(Xi-1)^2 + b * ∑(Xi-1)*(Xi-2) = ∑Xi*Xi-1a * ∑(Xi-1)*(Xi-2) +b * ∑(Xi-2)^2 = ∑Xi*Xi-2 如果设alpha = ∑(Xi-1)^2 beta =∑(Xi-1)*(Xi-2)gama = ∑(Xi-2)^2m = ∑Xi*Xi-1n = ∑Xi*Xi-2 上面的式子就可以写成a*alpha + b*beta = m a*beta + b*gama = n 算出alpha,beta,gama,m,n以后，a和b的值就可以计算出来了,实际上我们只需要一个循环遍历前n个数就能把它们都求出来。
ADPCM压缩算法
###############################################################################ADPCM压缩算法作者：龙林 EMAIL：dragon_hn@ WEB： ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)，是一种针对 16bits( 或8bits或者更高) 声音波形数据的一种有损压缩算法,它将声音流中每次采样的 16bit 数据以 4bit 存储,所以压缩比 1:4. 而且压缩/解压缩算法非常简单,所以是一种低空间消耗，高质量高效率声音获得的好途径。
保存声音的数据文件后缀名为 .AUD 的大多用ADPCM压缩。
ADPCM主要是针对连续的波形数据的，保存的是波形的变化情况，以达到描述整个波形的目的，由于它的编码和解码的过程却很简洁，列在后面，相信大家能够看懂。
8bits采样的声音人耳是可以勉强接受的，而 16bit 采样的声音可以算是高音质了。
ADPCM算法却可以将每次采样得到的 16bit 数据压缩到 4bit 。
需要注意的是，如果要压缩/解压缩得是立体声信号，采样时，声音信号是放在一起的，需要将两个声道分别处理。
ADPCM 压缩过程首先我们认为声音信号都是从零开始的,那么需要初始化两个变量int index=0,prev_sample=0;下面的循环将依次处理声音数据流，注意其中的 getnextsample() 应该得到一个 16bit 的采样数据，而outputdata() 可以将计算出来的数据保存起来，程序中用到的 step_table[],index_adjust[] 附在后面：int index=0,prev_sample:=0;while (还有数据要处理){cur_sample=getnextsample(); // 得到当前的采样数据delta=cur_sample-prev_sample; // 计算出和上一个的增量if (delta<0) delta=-delta,sb=8; // 取绝对值else sb = 0 ; // sb 保存的是符号位code = 4*delta / step_table[index]; // 根据 steptable[]得到一个 0-7 的值if (code>7) code=7; // 它描述了声音强度的变化量index += index_adjust[code] ; // 根据声音强度调整下次取steptable 的序号if (index<0) index=0; // 便于下次得到更精确的变化量的描述else if (index>88) index=88;prev_sample=cur_sample;outputode(code|sb); // 加上符号位保存起来}有关ADPCM压缩过程更详细的信息，参见本站ADPCM压缩过程演示程序ADPCM 解压缩过程接压缩实际是压缩的一个逆过程，同样其中的 getnextcode() 应该得到一个编码，,而 outputsample() 可以将解码出来的声音信号保存起来。
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中华人民共和国通信行业标准使用自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)和数字话音插空(DSI)的数字电路信增设备Digital circuit multiplication equipmentusing ADPCM and DSIYD／T 1018—1999前言本标准是根据国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)建议G.763(1998)，并结合我国具体情况制订的，在技术内容上与G.763一致。
本标准的附录A是标准的附录。
本标准由邮电部电信科学研究规划院提出并归口。
本标准由邮电部第五研究所负责起草。
本标准主要起草人：戚家和1 范围本标准规定数字电路信增设备(DCME)和数字电路信增系统(DCMS)的技术要求。
本标准适用于设备的设计参考，而不限制具体功能如何实现。
2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T 7611—87 脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数ITU—T建议 G.763(1998)使用ADPCM(建议G.726)和数字话音插空的电路倍增设备ITU—T建议 G.703(1O/98)系列数字接口的物理／电气特性ITU—T建议 G.7704(10/98)用于1544kbit/s、6312kbit/s、2048kbit/s、8488kbit/s 和44736kbit/s速率系列级的同步帧结构ITU—T建议 G.726(12/90)40、32、24、16kbit/s自适应差分脉冲编码调制(ADPCM) ITU—T建议 G.766(11／96)数字电路倍增设备的传真解调／再调制ITU—T建议 Q.50(03/93)电路倍增设备(CME)和国际交换中心(ISC)之间的信令ITU—T建议 Q.764(03／93)ISDN用户部分信令程序ITU—T建议 G.711(11/88)话音频率的脉冲编码调制(PCM)ITU—T建议 G.763的附件A(10/98)；DCME发送／接收单元结构的例子和SDL图ITU—T建议 G.763的附录I(10/98)：附加要求ITU—T建议 G.763的补充1(10/98)：DCME的应用指导和系统能力的估算3 定义3.1 数字电路倍增设备(DCME)把64kbit/s PCM编码的输入中继信道集中在较少数量的传输信道上的一类通用设备。
3.2 数字电路倍增系统(DCMS)由2个或多个相互操作的DCME终端组成的电信网。
每个DCME终端都包含有一个发送部份和一个接收部份，分别称为发送单元和接收单元。
3.3 低比特率编码(LRE)一种话带信号的编码方法，即ITU-T建议G.726的ADPCM算法，它把64kbit/s的PCM 数据压缩至40kbit/s、32kbit/s、24kbit/s或16kbit/s的ADPCM数据，实现话带信号的PCM编码与ADPCM编码间的转换。
3.4 可变比特率(VBR)在DCME控制下，实现32kbit/s与24kbit/s间或24kbit/s与16kbt/s间编码算法动态切换的能力。
3.5 数字话音插空(DSI)在DCME发送单元，仅当中继信道中的信号激活时，才把中继信道连接到承载信道，利用中继信道中的话音激活比小于1，使若干中继信道中的业务集中在比中继信道数更少的时分承载信道中传输。
承载信道中传输的业务是由不同中继信道中来的话音突发交插组成。
在DCME的接收单元将根据DCME控制信道消息，将承载信道中交插为一串的话音突发指配到各个适当的中继信道中。
3.6 CDME帧是由控制信道中的独特识别字标识起点的一段时间区间。
DCME帧的格式规定了运载信道的分界和比特位置的权重，它不必与ITU-T建议G.704中规定的复帧一致。
3.7 传输信道在DCME帧中的64kbit/s时隙。
3.8 承载信道(BC)是DCME发送单元到另一个相关的DCME接收单元间单向的数字传播通道，用来运载和传输两个DCME终端间集中了的业务。
每个传输方向上的若干BC组成DCME间的双向链路。
例如，该链路可以是一个2048kbit/s系统。
3.9 中继信道(TC)一个运载业务的单向数字传输通道(一般为短距离的)。
它把DCME和国际交换中心(ISC)或长途交换局连接起来。
两个TC(发送与接收)组成四线电话的中继电路。
注：TC中运载的信号是64kbit/s PCM编码信号。
DCME与ISC(或长途交换局)之间的电路由每个方向上的一些况所组成。
这些TC可载于一些2048kbit/s系统或1544bit/s系统上。
3.10 控制信道(CC)由DCME发送单元到相关的一个或多个DCME接收单元的单向传输通道，它主要用作运载信道指配消息。
另外，它还运载有其他消息，如空阔信道噪声电平、动态负荷控制、告警消息和可选的线路信令信息。
控制信道也称为指配信道(AC)。
3.11 中间中继信道(IT)DCME内部使用的信道，其中可与TC相连接的IT编号为1～216。
DCME通过映射把每个TC与IT连接起来。
通过CC把业务从TC转移到BC(在DCME发送单元)，或BC转移到TC(在DCME接收单元)。
3.12 指配消息(AM)说明TC与BC间相互连接的消息，也称为控制消息，此消息由CC传输。
3.13 指配表保存在DCME存储器中TC与BC间连接关系的记录。
此记录按DCME业务的需要，动态实时地刷新。
3.14 平均激活比信号激活时间及其对应的前端和后端延伸时间与总的测量时间之比，并对各个TC取平均值称为平均激活比。
3.15 话音激活比话音激活时间及其对应的前端和后端延伸时间与总的测量时间之比，并在各个承载话音的TC上平均。
3.16 话带数据比载有话带数据的TC数与总的TC数之比，并在一固定的时间区间取平均。
3.17 64kbit/s透明信道比载有64kbit/s透明信道的TC数与总TC数之比，并在一固定的时间区间上平均。
3.18 DCME过载模式当载有瞬时激活话音的TC数大于插空过程能用的32kbit/s信道数时的状态。
3.19 过载信道为了消除或使DSI竞争剪裁最小化，采用可变比特率编码产生的附加BC信道。
3.20 话音每样值平均比特数对某给定的插空群的全部激活插空BC，在给定时间区间中，计算出的每个样值编码比特数的平均值。
只有载有激活话音的BC才参加计算。
3.21 传输过载当每样值平均比特小于根据话音质量所要求设置的门限值时的状态。
3.22 冻结因可用传输容量缺乏，当TC激活而不能及时指配BC时的状态。
3.23 冻结百分比(FOF)各个信道总冻结时间与各信道激活时间及其对应的前端和后端延伸时间之比，在固定的时间区间上对全部TC取平均。
3.24 插空增益(IG)通过DSI得到的TC增益。
IG是当TC和BC采用相同的编码数据率时，TC数与BC数之比。
IG的大小与总的平均激活率高低及系统的大小有关。
3.25 低比特率编码转换增益(TG)通过LRE得到的传输信道增益。
低比特率的ADPCM运载信道数比通常可用的64kbit/s 传输信道数更多。
如果使用32kbit/s ADPCM(G.726)转换编码方式，则TG=2；当使用更低比特率ADPCM(G.726)时，则TG＞2；若不使用ADPCM，则TG=1。
3.26 DCME增益(DCMG)通过使用DCME，包括使用DSI和LRE，实现的中继信道传输增益。
DCMG=TG×IG。
3.27 目标组一些BC构成的一个分组，这些BC与指向同一目标地址的一组TC相联系。
一个目标组与另一个目标组的BC在操作与控制上是不同的。
3.28 多目标组(multi—clique)模式一种DCME的工作模式，在此模式中运载码流含有不只一个目标组，每个目标组指向不同的目标地址。
3.29 多址(multi-destination)模式一种DCME的工作模式。
有多于2个DCME终端在同时工作，业务可在它们之间进行交换。
但不同地址的TC在由可用的BC组成的同一个插空群(pool)中插空。
发送的TC在各个接收点再指配到各个TC中去。
3.30 静止剔除当识别出TC中的信号是话带数据业务时，将设置一个长的延续时间，以免半双工传输时发生剪裁。
在三类传真业务情况下，反向传输主要用于应答信号，因而该TC的反向TC的激活率很低，如果反向仍使用长延续时间，对运载信道码流的传输能力将产生重大浪费。
对反向TC 的话带数据使用比正向TC更短的第二种延续时间，将对反向插空容量有益处，这称为静止剔除。
3.31 传真解调／再调制在DCME的发送单元中，把传真业务从话带数据业务中区分出来，将信号解调到基带数字信号，然后时分复用到32kbit/s的BC(FAX库)中，在DCME接收单元中解复用；并使用与DCME发送单元接收到的原始信号相同的调制方式再进行调制。
4 DCME功能4.1 概论本标准定义DCME是使用ADPCM和DSI完成电路倍增的设备。
在均使用2048kbit/s系统或一方使用2048kbit/s系统的主管部门之间运用时，DCME 的承载侧采用2048kbit/s接口。
交换局或ISC与DCME间能按ITU-T建议Q.50通信的称为第Ⅱ类DCME，不能按Q.50相互操作的称为第Ⅰ类DCME。
4.2 目标DCME的目标是在数字运行环境下，用DSI和ADPCM使传输设备的使用能最有效。
DCME 最低限度应包含下面所列功能：——话音信号插空。
——可使信号在ADPCM与64kbit/s PCM之间转换。
——业务与ISDN兼容，它们是：1)话音；2)3.1kHz音频信号(话带数据与话音)；3)透明的64kbit/s信号。
——种或多种工作模式：1)点对点；2)多目标组；3)多址。
——话音检测。
——话带数据检测。
——传真解调／再调制。
——发送单元检测空闲信道噪声电平，接收单元注入此噪声。
——提供无插空颈指配业务。
——提供DCME终端间通信工具(即CC)。
——与ISC(或交换局)之间就64kbit/s业务、DLC、告警交换信息。
——时隙交换。
——支持下列信令的能力：1)中国7号信令；2)中国1号债令；3)在国际局使用时，可选择地支持国际7号，6号，5号，R1和R2信令。
DCME处理中继接口与承载侧接口间的业务，这些业务定义见表1，并解释如下。
a)话音业务是ADPCM编码的，并经过DSI。
话音BC的即时速率为32、24或16kbit/s，依据业务负载的轻重而定。
如果16kbit/s过载算法被使能时，则过载信道是否提供24或16kbit/s即时速率，取决于业务负载的轻或重。
b)话带数据业务，DCME将提供DSI，40bit/s ADPCM编码。