数字音频处理技术.pptx
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(1)霍夫曼编码 霍夫曼编码是哈夫曼于1952年提出的一种代
码长度不均匀的编码方法。它的基本原理是按信 源符号出现的概率大小进行排序，出现概率大的 分配短码，反之则分配长码。在分配码字时，需 建立一株n阶完全二叉树。哈夫曼编码有时称为 最佳编码，因为当符号的概率都是2的乘方时， 哈夫曼编码中码字的平均长度达到最小的极限。 即信源的熵。霍夫曼编码是消除编码冗余的最常 用技术。
第一节 数字音频基础
四、数字音频的文件格式 1、WAV 波形文件。是非常流行的音频文件格式，占
有磁盘空间较大。 2、是音质最好的音频格式之一，采样率及量化位数较
高。 3、MP1\2\3文件。其中MP3是目前最为流行的音乐文
件格式。 4、VQF文件：雅马哈公司特有的文件格式，压缩后文
件可比MP3小30%~50%，但支持软件不多。所以影响力 不大。
第二节 数字音频压缩技术
在对以上图像数据传输时，只要对上述扫描 得到的13对数据编码传输，就可以在接收端恢复 该图像的64个像素的灰度值。
为了达到比较好的数据压缩效果，行程编码常 常与其它一些编码技术结合使用。
第二源自文库 数字音频压缩技术
（3）算术编码 算术编码是一种较好的统计编码，每一符号对
应[0，1]上的一个子空间，区间长度为该符号出 现的概率。该方法将被编码的符号串表示为一个 0和1之间的一个区间。
第二节 数字音频压缩技术
一、数字音频压缩方法分类 1、无损压缩：它利用数据统计冗余进行压缩，
根据信源符号出现概率的分布特性进行压缩编码， 在信源符号与码字之间明确的一一对应关系，但 压缩率受统计冗余度的限制，一般为2：1~5：1。 常用的编码方法为——哈夫曼编码和游程编码。
第二节 数字音频压缩技术
差值作为编码的依据。从而减少码字。 增量调制（DM）：用一个比特的两种状态表
示相邻取样值的增加与减少关系。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.3 感知编码： 1、心理声学模型 2、感知编码：用一个随音频信号而定的听力门限和
原有音频进行比较，对于哪些低于门限（人耳无法分辨） 的信号，略过编码或者减少比特位。以降低编码后的总 比特位。
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
2、有损压缩 普通的无损压缩方法对信号的保真度高，但是信 号传输占用带宽较宽，保存占有磁盘空间较大。 所以，压缩技术的发展拓展了数字技术发展的平 台。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.2 时域波形编码 时域波形编码音频质量好，但压缩比不大。
基本方法为： 差值量化、自适应预测编码、增量调制等。 差分脉冲编码（DPCM）：利用取样值之间的
know Bad，bad really，really bad
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
结果，采用哈夫曼编码，大约可得到20%左 右的压缩率。编码效率=1.59/2.32=69%
第二节 数字音频压缩技术
(2)游程编码 游程编码是一种简单的编码方式，在二值图像
3、频域压缩编码：分为子带编码和变换编码。把音 频信号变换到频域，用心理声学模型中的掩蔽曲线作为 对数据进行压缩的参照，对筛选出来的信息进行编码。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.4 音频压缩标准 1、MPEG-1音频标准：属于感知编码类型。它
规定了三个不同层次的编码方案。Ⅰ、Ⅱ层建立 在掩蔽模式通用子带和多路复用编码算法的基础 之上。
第一节 数字音频基础
5、AIFF文件；音频交换文件格式，可广泛用于 其它类型的计算机平台。 6、RealAudio文件：流媒体文件格式，普遍用于 网络音频传播。 7、WMA文件：微软公司开发的流媒体文件格式， 音质好于MP3。 8、MIDI文件：计算机记录音乐的一种格式，不 能用于语音场合。
第二节 数字音频压缩技术
Ⅲ层次编码复杂程度较大，应用于目前常见的 MP3音频文件编码。
2、 MPEG-2音频标准：经历了三个阶段，前两个 阶段增加了低取样频率的应用，同时增加了单声 道、双声道立体声、5.1声道立体声应用。有向 后兼容的特点。第三阶段支持多声道应用，不向 后兼容。
第二节 数字音频压缩技术
MPEG-4 标准 MPEG-4研究的目的是解决低比特率下的多媒体窄宽
处理中应用较广。普遍用于传真系统中的信号编 码。
游程（行程）：指由信源字符或信号样值在数 据流中重复出现的字符串长度。
第二节 数字音频压缩技术
主要方法是将数据中相同的符号串用一个游 程长度（符号数）和一个代表值描述，并分别赋 予不同的码字。
编码方式有定长编码与变长编码两种。
第二节 数字音频压缩技术
第三章 数字音频处理技术
第一节 数字音频基础
一、声学基础： 1、声音的三个物理量： 响度 、音调、音色。 2、室内声场中声能结构： 直达声、早期反射声、混响声。
第一节 数字音频基础
3、模拟音频信号的产生与再生
第一节 数字音频基础
二、音频的数字化
第一节 数字音频基础
三、立体声与三维立体声技术
第一节 数字音频基础
第二节 数字音频压缩技术
假定要对下面这段歌词进行哈夫曼编码， Because I'm bad，I'm bad—come On Bad，bad-really,really bad You know I'm bad，I'm badBad，bad--really，rea1ly bad You know I'm bad，I’m bad—Come on, you
传输、高画质压缩、交互性操作以及如何将自然物体与 人造物体相溶合的表达方式，并特别强调广泛的适应性 和可扩展性。
MPEG-4音频结构包括：传统的音频编码标准；独特 的音频结构；合成/自然混合编码方法。从而解决了高质 量音频在窄带中传输的问题。
第二节 数字音频压缩技术
Dolby AC-3音频标准
是一款由杜比实验室开发的数字式多声道环绕式立体 声系统。系统由 “左声道”、“中置声道”、“右声 道”、后置的“左环绕声道”和“右环绕声道”五个全 频域声道加一个超低音声道（频率响应为3-120Hz ）组 成。前置的左、右音箱，中置音箱产生极有深度感和定 位明确的音场，两个后置或侧置的环绕音箱和超低音箱 表现宽广壮阔的音场，全频段的细节十分丰富，具有真 正的立体声。
码长度不均匀的编码方法。它的基本原理是按信 源符号出现的概率大小进行排序，出现概率大的 分配短码，反之则分配长码。在分配码字时，需 建立一株n阶完全二叉树。哈夫曼编码有时称为 最佳编码，因为当符号的概率都是2的乘方时， 哈夫曼编码中码字的平均长度达到最小的极限。 即信源的熵。霍夫曼编码是消除编码冗余的最常 用技术。
第一节 数字音频基础
四、数字音频的文件格式 1、WAV 波形文件。是非常流行的音频文件格式，占
有磁盘空间较大。 2、是音质最好的音频格式之一，采样率及量化位数较
高。 3、MP1\2\3文件。其中MP3是目前最为流行的音乐文
件格式。 4、VQF文件：雅马哈公司特有的文件格式，压缩后文
件可比MP3小30%~50%，但支持软件不多。所以影响力 不大。
第二节 数字音频压缩技术
在对以上图像数据传输时，只要对上述扫描 得到的13对数据编码传输，就可以在接收端恢复 该图像的64个像素的灰度值。
为了达到比较好的数据压缩效果，行程编码常 常与其它一些编码技术结合使用。
第二源自文库 数字音频压缩技术
（3）算术编码 算术编码是一种较好的统计编码，每一符号对
应[0，1]上的一个子空间，区间长度为该符号出 现的概率。该方法将被编码的符号串表示为一个 0和1之间的一个区间。
第二节 数字音频压缩技术
一、数字音频压缩方法分类 1、无损压缩：它利用数据统计冗余进行压缩，
根据信源符号出现概率的分布特性进行压缩编码， 在信源符号与码字之间明确的一一对应关系，但 压缩率受统计冗余度的限制，一般为2：1~5：1。 常用的编码方法为——哈夫曼编码和游程编码。
第二节 数字音频压缩技术
差值作为编码的依据。从而减少码字。 增量调制（DM）：用一个比特的两种状态表
示相邻取样值的增加与减少关系。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.3 感知编码： 1、心理声学模型 2、感知编码：用一个随音频信号而定的听力门限和
原有音频进行比较，对于哪些低于门限（人耳无法分辨） 的信号，略过编码或者减少比特位。以降低编码后的总 比特位。
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
2、有损压缩 普通的无损压缩方法对信号的保真度高，但是信 号传输占用带宽较宽，保存占有磁盘空间较大。 所以，压缩技术的发展拓展了数字技术发展的平 台。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.2 时域波形编码 时域波形编码音频质量好，但压缩比不大。
基本方法为： 差值量化、自适应预测编码、增量调制等。 差分脉冲编码（DPCM）：利用取样值之间的
know Bad，bad really，really bad
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
第二节 数字音频压缩技术
结果，采用哈夫曼编码，大约可得到20%左 右的压缩率。编码效率=1.59/2.32=69%
第二节 数字音频压缩技术
(2)游程编码 游程编码是一种简单的编码方式，在二值图像
3、频域压缩编码：分为子带编码和变换编码。把音 频信号变换到频域，用心理声学模型中的掩蔽曲线作为 对数据进行压缩的参照，对筛选出来的信息进行编码。
第二节 数字音频压缩技术
2.2.4 音频压缩标准 1、MPEG-1音频标准：属于感知编码类型。它
规定了三个不同层次的编码方案。Ⅰ、Ⅱ层建立 在掩蔽模式通用子带和多路复用编码算法的基础 之上。
第一节 数字音频基础
5、AIFF文件；音频交换文件格式，可广泛用于 其它类型的计算机平台。 6、RealAudio文件：流媒体文件格式，普遍用于 网络音频传播。 7、WMA文件：微软公司开发的流媒体文件格式， 音质好于MP3。 8、MIDI文件：计算机记录音乐的一种格式，不 能用于语音场合。
第二节 数字音频压缩技术
Ⅲ层次编码复杂程度较大，应用于目前常见的 MP3音频文件编码。
2、 MPEG-2音频标准：经历了三个阶段，前两个 阶段增加了低取样频率的应用，同时增加了单声 道、双声道立体声、5.1声道立体声应用。有向 后兼容的特点。第三阶段支持多声道应用，不向 后兼容。
第二节 数字音频压缩技术
MPEG-4 标准 MPEG-4研究的目的是解决低比特率下的多媒体窄宽
处理中应用较广。普遍用于传真系统中的信号编 码。
游程（行程）：指由信源字符或信号样值在数 据流中重复出现的字符串长度。
第二节 数字音频压缩技术
主要方法是将数据中相同的符号串用一个游 程长度（符号数）和一个代表值描述，并分别赋 予不同的码字。
编码方式有定长编码与变长编码两种。
第二节 数字音频压缩技术
第三章 数字音频处理技术
第一节 数字音频基础
一、声学基础： 1、声音的三个物理量： 响度 、音调、音色。 2、室内声场中声能结构： 直达声、早期反射声、混响声。
第一节 数字音频基础
3、模拟音频信号的产生与再生
第一节 数字音频基础
二、音频的数字化
第一节 数字音频基础
三、立体声与三维立体声技术
第一节 数字音频基础
第二节 数字音频压缩技术
假定要对下面这段歌词进行哈夫曼编码， Because I'm bad，I'm bad—come On Bad，bad-really,really bad You know I'm bad，I'm badBad，bad--really，rea1ly bad You know I'm bad，I’m bad—Come on, you
传输、高画质压缩、交互性操作以及如何将自然物体与 人造物体相溶合的表达方式，并特别强调广泛的适应性 和可扩展性。
MPEG-4音频结构包括：传统的音频编码标准；独特 的音频结构；合成/自然混合编码方法。从而解决了高质 量音频在窄带中传输的问题。
第二节 数字音频压缩技术
Dolby AC-3音频标准
是一款由杜比实验室开发的数字式多声道环绕式立体 声系统。系统由 “左声道”、“中置声道”、“右声 道”、后置的“左环绕声道”和“右环绕声道”五个全 频域声道加一个超低音声道（频率响应为3-120Hz ）组 成。前置的左、右音箱，中置音箱产生极有深度感和定 位明确的音场，两个后置或侧置的环绕音箱和超低音箱 表现宽广壮阔的音场，全频段的细节十分丰富，具有真 正的立体声。