多媒体技术音频编码基础和标准

2.3-音频编码技术

Jitter Buffer

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3.2 自动噪声抑制-ANR

自动噪声抑制-ANR (Adaptive Noise Reduction):

噪声
解决通话中由于背景噪声太大无法听清
话音的问题，含有噪声的语音信号进行噪声抑制以提高主观语音质量。
已被抑制
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3.2 自动电平控制-ALC
Page 19
第2章常用语音编码比较和应用
2.1 常用语音编码算法 2.2 视频会议常用音频技术
Page 20
2.2 视频会议中音频技术
2006 1992 1988 1972 G.722
音质较好延迟较长
AAC-LD
高保真CD音质低延时编码
G.728
低延时编码音质较差
低复杂度编码
G.711

舒适噪音生成CNG (Comfort Noise Generation)：与VAD配合使用，设置播放舒适噪音。
怎么这么静？是不是挂断了？
舒适噪音：CNG
静音检测：VAD
用户 A
用户 B：停顿期间
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3.2 回声消除-EC (回声形成)

回声表示说话者的声音，经过网络设备后，环回到了自己。

输出码率：24/32/48Kbps
采样频率：32KHZ 优点：低运算，低带宽，高保真质量缺点：牺牲高频信息，Polycom授权，极少数产商使用应用领域：CD级高保真语音质量
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2.2 G.728

G.728是1992年由国际电信联盟（ITU-T）建议的一个压缩原则16 kbps 的压缩标准，并
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多媒体信息处理技术音频处理技术

1、媒体和多媒体媒体（Media）是人与人之间实现信息交流的中介，简单地说，就是信息的载体，也称为媒介。

多媒体就是多重媒体的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。

其实在传播学中，使用媒价来表示传递信息的手段、方式或载体，用媒体来表示传播活动的组织、机构或人员，但人们在计算机中已经约定俗成的使用多媒体来表示信息的手段、方式或载体，比如视频，音频等。

2、多媒体的特点：（1）集成性能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。

（2）控制性多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信息，并按人的要求以多种媒体形式表现出来，同时作用于人的多种感官。

（3）交互性交互性是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。

传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而多媒体技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。

（4）非线性多媒体技术的非线性特点将改变人们传统循序性的读写模式。

以往人们读写方式大都采用章、节、页的框架，循序渐进地获取知识，而多媒体技术将借助超文本链接（Hyper Text Link）或其他方法，把内容以一种更灵活、更具变化的方式呈现给读者。

（5）实时性当用户给出操作命令时，相应的多媒体信息都能够得到实时控制。

（6）信息使用的方便性用户可以按照自己的需要、兴趣、任务要求、偏爱和认知特点来使用信息，任取图、文、声等信息表现形式。

（7）信息结构的动态性“多媒体是一部永远读不完的书”，用户可以按照自己的目的和认知特征重新组织信息，增加、删除或修改节点，重新建立链。

3、多媒体系统的组成多媒体硬件系统、多媒体操作系统、媒体处理系统工具和用户应用软件。

（1）多媒体硬件系统：包括计算机硬件、声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传输设备及接口装置等。

其中，最重要的是根据多媒体技术标准而研制生成的多媒体信息处理芯片和板卡、光盘驱动器等。

解析DVD、HDV、EVD、HVD的编码技术

为了追求高的压缩效率，去除图像序列的时间冗余度，同时满足多媒体等应用所必须的随机存取要求，MPEG-1视频把图像编码分成I帧、P帧、B帧和D帧共4种类型。I帧为帧内编码帧（intra coded frame），编码时采用类似JPEG的帧内DCT编码，I帧的压缩率是几种编码类型中最低的。P帧为预测编码帧（predictive coded frame），采用前向运动补偿预测和误差的DCT编码，由其前面的I或P帧进行预测。B帧为双向预测编码帧（bi-directionally predictive coded frame），采用双向运动补偿预测和误差的DCT编码，由前面和后面的I或P帧进行预测，所以B帧的压缩效率最高。D帧为直流编码帧（Dc coded frame），只包含每个块的直流分量。MPEG-1采用运动补偿支除图像序列时间轴上的冗余度，可使对P帧和B帧图像的压缩倍数比I帧提高很多。
在多声道环绕立体声编码方面，美国杜比实验室的AC-3提供对32、44.1和48KHz采样，从单声道到5.1环绕立体声的音频信号的编码，并支持码率范围从32kbit/s的单声道码流到640kbit/s的多声道高质量音频码流。目前，DolbyAC-3已经凭借其良好的声场和声像重现能力，赢得了电影、家庭影院、DVD和数字电视伴音等领域的广泛应用，成为事实上的国际标准。
JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：
a)1.5～2.0比特/像素：与原始图像基本没有区别（transparent quality）。
b)0.75～1.5比特/像素：极好（excellent quality），满足大多数应用。
c)0.5～0.75比特/像素：好至很好（good to very good quality），满足多数应用。

MPEG标准中的音频编码技术与应用

理声学模型、动态比特分配等。能将输入的ＰＣＭ信号经多相滤波器组分割成３２个均匀子带，并基于心理声学模型１掩蔽阈值预测模型）（，利用人耳
听觉系统的掩蔽效应对子带信号进行量化和编码，能在比较高的数据率下得到很高的保真度。由于人耳的临界
一
ｐ标中匡准的
维普资讯
音频编码技术与应用
唐峰先生
中国国际广播电台技术部主任，高级工程师。２００５年１２月２３日收到
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ＬａＹｅｒ１的典型码率为每声道
４・２００６
维普资讯
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ＭＰＥＧ标准中的音频编码技术与应用
在网络音频、ＩＤＮ音频传输系统、世Ｓ广（ｏｌａｅ－广播系统等广泛ＷｒＳｐｃ）Ｐ星ｄ
（）３根据不同的应用需求，ＭＰＥＧ一１标准提供了三个层次的音频编码（ａｅ１ａｅ２ａｅ３，码器的Ｌｙｒ、Ｌｙｒ、Ｌｙｒ）编
化就相对比较简单，容易引起低频端
的量化误差。
１ＭＰＧ．音频编码标准．Ｅ１
ＭＰＥＧ－１音频标准（Ｓｏ／ＥＣ１Ｉ１７－）世界上第一个高保真音频１２３是１

常见的音频编码标准

常见的音频编码标准在自然界中人类能够听到的所有声音都称之为音频，它可能包括噪音、声音被录制下来以后，无论是说话声、歌声、乐器都可以通过数字音乐软件处理。

把它制作成CD，这时候所有的声音没有改变，因为CD本来就是音频文件的一种类型。

而音频只是储存在计算机里的声音。

演讲和音乐，如果有计算机加上相应的音频卡，我们可以把所有的声音录制下来，声音的声学特性，音的高低都可以用计算机硬盘文件的方式储存下来。

反过来，我们也可以把储存下来的音频文件通过一定的音频程序播放，还原以前录下的声音。

自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。

PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

然而，3G网络带来了移动多媒体业务的蓬勃发展，视频、音频编解码标准是多媒体应用的基础性标准，但其种类较多，有繁花渐欲迷人眼之感。

那么常见的编码技术就是我们必须知道的，下面我们介绍一下最常见的编码技术。

1.PCMPCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。

PCM编码的最大的优点就是音质好，最大的缺点就是体积大。

我们常见的Audio CD就采用了PCM编码，一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息。

2.W A VWA V是Microsoft Windows本身提供的音频格式，由于Windows本身的影响力，这个格式已经成为了事实上的通用音频格式。

实际上是Apple电脑的AIFF格式的克隆。

通常我们使用W A V格式都是用来保存一些没有压缩的音频，但实际上W A V格式的设计是非常灵活（非常复杂）的，该格式本身与任何媒体数据都不冲突，换句话说，只要有软件支持，你甚至可以在W A V格式里面存放图像。

之所以能这样，是因为W A V文件里面存放的每一块数据都有自己独立的标识，通过这些标识可以告诉用户究竟这是什么数据。

在WINDOWS 平台上通过ACM（Audio Compression Manager）结构及相应的驱动程序（通常称为CODEC，编码/解码器），可以在W A V文件中存放超过20种的压缩格式，比如ADPCM、GSM、CCITT G.711、G.723等等，当然也包括MP3格式。

多媒体技术视频与编码标准

多媒体技术视频与编码标准多媒体技术是指以数字技术作为基础，通过图像、声音、视频等多种媒体形式的集成展示方式。

而编码标准则是为了在传输和存储过程中将多媒体数据进行压缩和解压缩的一种方法。

多媒体技术在现代社会中的应用非常广泛，从电视广播、电影制作到在线视频、游戏、虚拟现实等领域，都离不开多媒体技术的支持。

而编码标准则起到了优化多媒体数据传输和存储的作用，使得多媒体内容能够以更高效、更稳定的方式呈现给用户。

目前，常用的视频编码标准包括MPEG-2、H.264/AVC和HEVC（H.265）。

MPEG-2是最早的数字视频编码标准之一，广泛应用于DVD和数字电视广播。

H.264/AVC是当前最主流的视频编码标准，被广泛应用于在线视频平台和高清电视广播。

而HEVC是最新的视频编码标准，相较于H.264/AVC，具有更好的压缩性能，能够提供更高质量的视频内容。

在多媒体技术中，音频编码标准也是不可或缺的一部分。

常见的音频编码标准包括MP3、AAC和Opus。

MP3是最早流行起来的音频编码标准，它能够在较小的文件大小下保持相对较高的音质。

AAC是一种高级音频编码标准，通常用于音乐和音频流媒体传输。

而Opus是一种适用于各种应用领域的新一代开放式音频编码标准，具有较高的音质和较低的延迟。

在多媒体技术中，还有许多其他编码标准被应用于图像、文字和其他类型的多媒体数据。

例如，JPEG是一种常用的图像编码标准，用于压缩静态图像。

MP4、AVI等是常用的多媒体容器格式，可以包含视频、音频和文本等不同类型的多媒体数据。

总结来说，多媒体技术与编码标准密不可分。

多媒体技术通过利用编码标准对多媒体数据进行压缩和解压缩，实现了高效的传输和存储。

随着技术的不断进步，多媒体技术和编码标准也在不断发展，为用户提供更好的观看和体验体验。

多媒体技术的发展已经成为现代社会不可或缺的一部分。

从电影到电视广播，从网络直播到游戏，多媒体技术为人们提供了丰富多样的视听娱乐体验。

多媒体技术及应用数字音频技术02

特点：在低速的广域网上实时传输音频
4. WMA文件
WMA(Windows Media Audio)是 Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。
特点：压缩到MP3一半
多媒体技术及应用数字音频技术02
2-11
2.1 数字音频基础
5. MIDI和RMI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组音乐、乐谱或乐器符号的数字集合。特点：播放效果与硬件相关，数据量很小，音质不高、音色单调等 6.VOC文件创新公司开发的声音文件格式，由文件头块和音频数据块组成。
音乐是符号化的声音。
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
二、声音的数字化 1.声音信号的类型模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 2.声音数字化过程
模拟信号
采样
量化
编码
数字信号
模拟信号
A/D ADC D/A DAC
数字信号
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.1 数字音频基础
霍夫曼编码、算术编码、行程编码 ②有损压缩
波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 子带编码、矢量量化
参数编码--LPC 混合编码--MPLPC、CELP
多媒体技术及应用数字音频技术02
2.2 数字音频压缩标准
二、音频压缩技术标准
分类
电话语音质量
调幅广播质量高保真立体声
标准 G.711 G.721 G.723 G.728
多媒体技术及应用数字音频技术02
2020/11/14
多媒体技术及应用数字音频技术02
第二章数字音频技术
2.1 数字音频基础 2.2 数字音频压缩标准 2.3 声卡与电声设备 2.4 MIDI与音乐合成 2.5 音频编辑软件 2.6 语音识别技术本章小结

多媒体技术数字音频基础PPT课件

– 音调（在音乐上音调叫音高）人耳对声音调子高低的主观感觉取决于声音频率，频率越高，音调也越高，音调与频率成对数关系，频率增加一倍，增加一个倍频程，音乐上叫提高了八度
– 音色由声音的波形或它的频谱结构决定，它是个复杂感觉，无法定量表示
6
信号的获取
话筒放大
滤波
采样保持 A /D
接口微机
采样脉冲
• 获取法：利用声音获取硬件得到声源发生的声音
• 合成法：通过一种专门定义的语音去驱动一台
预制的语音或音乐合成器。
• 多媒体计算机中三类声音：
①语音②音乐③效果声（sound effects）如刮风、下雨
等
7
音频信号的处理
A/D转换后进行数据压缩
存储或传输
硬件（DSP）
采样与混叠
思考题：设音频信号的高频截至频率为7KHz，抽样频率为6KHz，
问：0.5KHz信号中混有哪些频率的信号？
0 1 2 3 4 5 6 7 KHz 21
抽样与混叠
思考题：设音频信号的高频截至频率为7KHz，抽样频率为6KHz，
问：0.5KHz信号中混有哪些频率的信号？
0 1 2 3 4 5 6 7 KHz 22
称之为抽样。该时间间隔称为抽样周期(其倒数
称为采样频率)。
13
音频数字化
14
2.1 数字音频基础
1、数字化音频的获取与处理基本概念 2、模拟音频与数字音频的区别 3、数字音频采样和量化的基本原理 4、数字音频的文件格式 5、音频信号的特点。
采样
采样——将连续的声波信号x(t)按一定的时间间隔（T）取值，得到离散的信号序列x(nT)
T——采样周期 1/T——采样频率 x(nT)——离散信号序列

mpeg4编码标准

mpeg4编码标准MPEG-4编码标准。

MPEG-4是一种数字多媒体压缩标准，它被广泛应用于视频编码、音频编码以及交互式多媒体等领域。

MPEG-4编码标准的出现，极大地推动了数字多媒体技术的发展，为人们提供了更高效、更便捷的多媒体传输和存储方案。

本文将对MPEG-4编码标准进行详细介绍，包括其技术特点、应用领域以及未来发展趋势。

MPEG-4编码标准采用了一系列先进的压缩技术，包括运动补偿、变换编码、熵编码等，这些技术的应用使得MPEG-4能够在保证视频质量的前提下，实现更高效的压缩比。

与此同时，MPEG-4还支持多种多媒体对象的编码和交互式操作，使得用户可以根据自己的需求对多媒体内容进行个性化的处理和展示。

这种灵活的编码方式为数字多媒体的应用带来了更多的可能性，同时也为用户带来了更丰富的多媒体体验。

在应用领域上，MPEG-4编码标准被广泛应用于视频会议、流媒体传输、数字电视等领域。

其高效的压缩性能和灵活的对象编码方式，使得MPEG-4成为了数字多媒体传输的理想选择。

在移动互联网时代，MPEG-4更是成为了移动多媒体应用的重要基础，支持了诸如视频通话、移动电视、移动广告等新型多媒体应用的快速发展。

随着5G技术的到来，MPEG-4编码标准将迎来新的发展机遇。

5G的高带宽、低时延特性，为多媒体内容的高清传输和实时交互提供了更好的条件，而MPEG-4作为一种高效的多媒体压缩标准，将能够更好地支持5G时代的多媒体应用。

未来，MPEG-4有望在虚拟现实、增强现实等新兴多媒体技术领域发挥重要作用，为人们带来更加丰富、真实的多媒体体验。

综上所述，MPEG-4编码标准以其高效的压缩性能、灵活的对象编码方式和广泛的应用领域，成为了数字多媒体领域的重要技术标准。

随着移动互联网和5G技术的快速发展，MPEG-4有望在未来发挥更加重要的作用，为人们带来更丰富、更真实的多媒体体验。

语音频编码标准及发展趋势

语音频编码标准及发展趋势黎家力1 概述本文首先介绍了语音编码和音频编码的基本概念及其之间的关系。

然后详细介绍了当前国内外各标准化组织开展语音频编码标准研究的最新进展，其中重点分析了ITU-T和MPEG两个标准化组织在该领域的标准化情况。

最后通过总结展望了语音频编码标准的发展趋势。

语音频编码标准是指对语音和音频信号进行信源压缩所采用的标准算法，压缩的目的是为了节省传输带宽或者存储空间。

从信源的角度来分，分为语音和音频。

通常将人耳可以听到的频率在20Hz到20kHz的声波称为音频信号。

音频包括音乐、自然产生的声音（如风声、雨声、鸟叫声、机器声等）、彩铃声等。

人的发音器官发出的声音频段在80Hz到3400Hz之间，人说话的信号频率在300Hz到3000Hz，人们通常将该频段的信号称为语音信号。

语音编码标准只针对语音信号，目的在于用很高的压缩率来高效地处理语音信号；音频编码标准只针对音频信号，目的在于保持音频信号在一定的码率下尽量不失真。

语音和音频的编码标准有融合的趋势。

最新的语音编码标准可以保持对语音的高效编码，同时采用带宽扩展的方法在高码率下可以接近音频的编码质量；最新的音频编码标准使用频带复制等技术，大大降低了压缩码率，使得中低码率下的编码效率接近传统的语音编码标准。

表1 数字音频等级12 标准化组织2.1 ITU-T国际电信联盟（ITU）是世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务方面的一个国际组织，ITU-T是其属下的电信标准部门，负责通信相关标准的制定。

ITU-T已经标准化的语音频标准有：G.711、G.722、G.728、G.726、G.723.1、G.729、G.722.1、G.729.1等。

目前ITU-T的第16研究组（SG16）负责语音频编码相关标准的制定，其中与语音频编码相关的有Q9、Q10两个研究课题。

下面分别详细介绍：2.1.1 Q9课题组Q9课题主要讨论G.VBR的标准化。

G.VBR标准的开发分为两个部分，一个针对窄带、宽带部分的开发，另一个是针对超宽带部分的开发。

音频编码标准发展历程及压缩技术优化

音频编码标准发展历程及压缩技术优化音频编码是指将模拟音频信号转换为数字音频信号的过程，并将该信号压缩以减小存储空间或传输带宽的技术。

随着数字音频技术的快速发展，音频编码标准也不断演进和优化。

本文将介绍音频编码标准的发展历程以及针对压缩技术的优化方法。

1. 音频编码标准发展历程1.1 PCM编码PCM（脉冲编码调制）是最早应用于音频编码的技术之一。

它将每一秒钟的音频信号切分成多个等间隔的时刻，然后将每个时刻的音频幅度量化成一个数字数值。

PCM编码简单可靠，但由于其较高的数据量，无法满足对存储空间和传输带宽的要求。

1.2 MPEG音频编码标准MPEG（Moving Picture Experts Group）是一个制定视频和音频编码标准的国际组织。

MPEG音频编码标准包括MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。

MPEG-1音频编码标准于1992年发布，它利用了感知编码原理，剔除了人耳听不到的音频信号，从而实现了高压缩比。

MPEG-2音频编码标准在MPEG-1的基础上进行了改进，增加了多通道音频编码功能。

MPEG-4音频编码标准则引入了更先进的压缩算法和多媒体功能。

1.3 其他音频编码标准除了MPEG音频编码标准，还有许多其他标准应用于不同领域，如AC-3（Dolby Digital）用于DVD和电视广播，AAC（Advanced Audio Coding）用于多媒体应用，FLAC（Free Lossless Audio Codec）用于无损音频压缩等。

2. 音频编码压缩技术优化2.1 感知编码感知编码是音频编码中常用的一种方法，它利用人耳对不同音频信号的听觉敏感度的不同，对音频信号进行剔除和量化，从而达到更高的压缩率。

感知编码技术基于声学模型，通过分析和模拟人耳对音频信号的感知特性，确定哪些信号对于人耳是不可察觉的，然后将这些信号从编码中排除。

2.2 预测编码预测编码是音频编码中的一种常见技术，它利用音频信号中的统计规律进行压缩。

音频编解码技术介绍

语音编解码概述
• 语音编解码目的 • 语音编码器的主要功能就是把用户语音的 PCM(脉冲编码调制)样值编码成少量的比特(帧)。这种方法使得语音在链路产生误码、网络抖动和突发传输时具有鲁棒性 (Robustness)。在接收端，语音帧先被解码为PCM语音样值，然后再转换成语音波形。
语音编解码概述
0.625 否
8 15 kbit/s
是(Annex B) CSA-CELP
音频编码技术
PCM（Pulse Code Modulation）
模拟信号
低通防失真滤波器
波形编码器量化器 PCM样本
采样: 均匀采样
量化: 均匀量化,非均匀量化(大信号采用大间隔,小信号小间隔)
PCM在通信中主要用于时分多路复用和频分多路复用.
它的音质很低,增加数据率对提高音质基本无用, 广泛用于军事保密通讯.
语音编解码概述
• 语音编码器类型(1) 语音编码器类型(1)
试图填补波形编码和音源编码的间隔: waveform coding不能解决低于16kb/s下的音质问题， source coding可压缩到2.4kb/s或更低,但音质不自然。时域合成-分析编码器(analysis-by-synthesis, ABS)。它和音源编码器的主要区别: 不使用2个状态(有声/无声)的模型来寻找滤波器的输入激励信号,而是要寻找这样一种激励信号,使得这种信号产生的波形尽可能接近原始话音波形.
• 回声消除相关标准
音频编解码标准其它音频编解码标准
音频编码技术
当前国际上主流的新一代视音频编解码软件技术标准是国际运动图像专家组于1999年公布的MPEG－4 技术标准，将逐渐取代现有的MPEG－1（VCD）、 MPEG－2（DVD）标准。MPEG－4主要为了实现在有线、移动网络上传输互动的视音频内容，目前世界主要公司的编解码软件都支持MPEG－4标准。虽然微软等几个公司在发展自己的技术和标准，但都脱不开 MPEG－4标准底层的基础专利技术。MPEG－4等编解码技术的革命，极大地扩展了数字多媒体的应用市场。

7.1.4 数字音频编码标准概述 _多媒体信息处理技术_[共4页]

第章数字音频编码技术及标准 1937图7-1 感知音频编码器的基本结构改进的思路是设计更好的激励信号。

混合编码是20世纪80年代以后产生的新的编码算法。

它使用了合成分析法（Analysis-By-Synthesis ，A-B-S ）来改进参数编码，其中声道滤波器模型仍与LPC 编码器中的相同，但不使用两个状态（有声/无声）的模型作为滤波器的输入激励信号，而是从知觉加权滤波输出的误差信号提取激励信号，通过反馈调节激励信号，使语音输入信号()u n ()s n 与重建的语音信号之间的均方误差为最小。

编码器通过“合成”许多不同的近似值来“分析”输入语音信号，所以称为“合成—分析编码器”。

()e n 混合编码兼具波形编码和参数编码的特征。

一方面，它要对声音信号建立描述模型并对模型参数进行计算和编码，具有参数编码的特征；另一方面，它还要对原始信号波形与重建信号波形的误差进行编码，以使最终重建波形和原始波形更加接近，在这一点上又具有波形编码的特征。

由于采用的激励信号模型不同，这类方法派生出多种新的编码方法。

典型的混合编码方法有规则脉冲激励—长时预测（Regular Pulse Excited - Long Term Prediction ，RPE -LTP ）编码、码激励线性预测（Code Excited Linear Prediction ，CELP ）编码及其衍生出的矢量和激励线性预测（V ector-Sum Excited Linear Prediction ，VSELP ）编码及代数码本激励线性预测（Algebraic Code Excited Linear Prediction ，ACELP ）编码等。

其中，码激励线性预测（CELP ）是一种有效的中低数码率语音压缩编码技术，它以码本作为激励源，具有数码率低、合成语音质量高、抗噪性强及多次音频转接性能良好等优点，在4.8～16 kbit/s 数码率上得到广泛的应用，已经成为一种主流编码技术。

电脑音频编码和解码技术

电脑音频编码和解码技术随着数字化时代的到来，电子设备和计算机技术的发展，人们的生活变得越来越数字化。

音频编码和解码技术作为数字音频技术的基础，在音频传输和存储方面起着重要的作用。

本文将介绍电脑音频编码和解码技术的原理、应用和发展趋势。

一、音频编码技术音频编码是将模拟信号转换为数字信号的过程，通过对音频信号进行采样、量化和编码，将其转化为数字形式以便于储存和传输。

音频编码技术有多种不同的算法和标准，其中最常见的包括PCM编码、ADPCM编码、AAC编码和MP3编码。

1. PCM编码PCM（Pulse Code Modulation）编码是最简单和最常见的音频编码方式之一。

它通过对音频信号进行采样和量化，并用二进制表示信号的幅度值。

PCM编码具有高保真度和透明度的特点，在专业音频领域被广泛使用。

2. ADPCM编码ADPCM（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）编码是一种适应性的差分脉冲编码方式。

它通过预测信号的差异，并将差异值进行编码，以减少数据量。

ADPCM编码可以在较低的比特率下实现较高的音质，因此在VoIP、无线通信和音频文件压缩等领域得到广泛应用。

3. AAC编码AAC（Advanced Audio Coding）编码是一种高效的音频编码标准。

它采用了一系列先进的信号处理算法和压缩技术，可以在相对较低的比特率下实现较高的音质。

由于其高压缩率和良好的音质表现，AAC 编码成为了数字音频广播和音频存储的首选编码方式。

4. MP3编码MP3（MPEG-1 Audio Layer III）编码是一种流行的音频压缩格式，它可以将音频数据压缩到较小的文件大小。

MP3编码利用了人耳对音频信号的感知特性，通过删除人耳无法察觉的信号信息来实现压缩。

然而，压缩过程会引入一定的信息损失，导致音质下降。

二、音频解码技术音频解码是将数字信号转换回模拟信号的过程，通过对数字音频信号进行解码和重构，将其还原为可听的音频信号。

数字信号处理编程：音视频编解码技术

数字信号处理编程：音视频编解码技术在数字信号处理的世界中，音视频编解码技术是核心之一，它不仅关乎信息的高效传输，还涉及数据的存储与再现。

随着多媒体技术的飞速发展，对音视频编解码的要求也越来越高。

本文将从基础概念入手，逐步深入到编解码技术的应用，探讨其背后的原理及编程实践。

音视频编解码技术的本质是对模拟信号进行数字化处理的过程。

编码是将模拟信号转换成数字信号的过程，而解码则是将数字信号还原成可识别的模拟信号。

这一过程涉及到采样、量化和编码三个基本步骤。

采样是按照一定频率对连续信号进行离散化处理；量化则是将采样得到的连续值映射到有限的数值集合中；最后通过编码将这些量化值转换为二进制代码。

在音视频编解码技术中，压缩是一个不可或缺的环节。

由于原始音视频数据量巨大，直接存储或传输效率低下，因此需要通过压缩算法减少数据量，同时尽可能保持音视频质量。

常见的压缩技术包括无损压缩和有损压缩两种。

无损压缩能够完整地恢复原始数据，但压缩比较低；有损压缩则牺牲一定的数据精度以获得更高的压缩比，适用于对质量要求不是极端严格的场景。

从编程实践角度来看，实现音视频编解码通常需要借助专门的库和框架。

例如，FFmpeg是一个开源的音视频处理库，支持各种音视频编解码标准，广泛应用于视频录制、转换和流媒体传输等领域。

使用FFmpeg进行编解码的基本步骤包括初始化编解码器、打开文件、读取数据包、解码数据包以及输出解码结果等。

除了FFmpeg，还有如GStreamer、AVFoundation等多种音视频处理库可供选择，它们各有特点，适应不同的开发需求和平台环境。

例如，GStreamer是一个基于管道的多媒体框架，适合处理复杂的音视频处理流程；AVFoundation则是苹果公司为iOS和macOS提供的专用框架，优化了移动设备的性能和功耗。

在实际应用中，选择合适的编解码器和压缩算法对于保证音视频质量和传输效率至关重要。

例如，H.264编码器因其高效的压缩性能和广泛的兼容性而被广泛应用于网络视频传输；而AAC音频编码则因其较高的音质和较低的比特率而在音乐分发领域受到青睐。

多媒体技术音频处理技术

计算时要注意几个单位的换算细节：
时间单位换算：1分=60秒
采样频率单位换算：1kHz=1000Hz
数据量单位换算：1MB=1024×1024=1048576B
未压缩的声音文件的存储量可用下式计算：存储量（KB） =（采样频率KHZ×采样位数bit×声道数×时间秒）/8
2.VOC文件
VOC文件是Creative公司所使用的标准音频文件格式，多用于保存 Creative Sound Blaster(创新声霸)系列声卡所采集的声音数据，被Windows平台和DOS平台所支持。
2.1.2 模拟音频的数字化过程
对模拟音频数字化过程涉及到音频的采样、量化和编码。采样和量化的过程可由A/D转换器实现。A/D转换器以固定的频率去采样，即每个周期测量和量化信号一次。经采样和量化后声音信号经编码后就成为数字音频信号，可以将其以文件形式保存在计算机的存储介质中。
模拟信号的数字化过程
（4）音频变换与特殊效果：更改声音的大小、速度、回音等。
录制一段音频
2.3 常用音频处理软件简介 Gold Wave：
左声道右声道
GoldWave是一款相当不错的数码录音及编辑软件，除了附有许多的效果处理功能外，它还能将编辑好的文件存为WAV、AU、SND、RAW和AFC等格式。
作为Wave文件编辑处理工具，支持从MP3、MPG、 AVI、ASF、MOV等文件中提取音频进行编辑，所以除了它强大的编辑功能外，用作把以上格式的音频转换成WAV文件也是很方便的。
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1. 采样
信息论的奠基者香农（Shannon）指出：在一定条件下，用离散的序列可以完全代表一个连续函数，这是采样定理的基本内容。