PCM编码及语音压缩编码

合集下载

第3章语音压缩编码1024

在语音信号的子带划分上，应考虑到各频段对主观听觉贡献相等的原则做合理的分配，使低频段的子带宽度较窄，高频段的子带宽度较宽。通常语音信号经带通滤波器组滤波后分成4 ~ 6个子带，子带之间允许有小的间隙，如图所示。
子带编码原理
• 在子带编码器的设计中，必须考虑子带数目、子带划分、
编码的参数、子带中的比特分配以及带宽等主要参数。
• 把发音看成是以语音速率传送，则语音编码的极限速率为80bps
• 从数字化标准的编码速率64kbps，到极限速率 80bps之间的距离，压缩比可达64kbps/80bps=800
• 对于理论研究和实践有着极大的吸引力
压缩编码方法分类
• 波形编码
– 原理简单，失真小 – 数码率高
• 参数编码
– 数码率低 – 音质较差，复杂度高
反射系数
增益G
参数编码 c(n)
G
1
N
s 2 (i)
N i1
预加重：
• 提高语音谱中的高频共振峰，使语音频谱较为平滑,从而提高谱参数估计的精确度
• 预加重滤波器的传递函数为利用短时平均幅度差函数（AMDF）计算
130
Fn (k) | xn (m) xn (m k) | m1
– 波形编码技术 – 参数编码技术
语音生成机构
• 声源：
– 声带
• 共鸣机构：
– 声道(鼻腔、口腔与舌头)
• 放射机构：
– 嘴唇或鼻孔
语音产生机理
• 浊音
– 气流通过声门时，声带的张力刚好使声带产生张弛振荡式振动，产生一股准周期脉冲气流，激励声道产生浊音
• 轻音
– 声带不振动，而在某处收缩，迫使气流高速通过这一收缩部分产生湍流就产生清音

音视频编解码原理

音视频编解码原理
音视频编解码原理是指将音频和视频信号转化成数字信号的过程。

编码是将原始的音频、视频数据通过一种特定的算法转化为数字信号的过程，而解码是将数字信号重新还原为原始的音频、视频数据的过程。

在音频编解码原理中，常用的编码方式包括PCM编码、MP3编码、AAC编码等。

PCM编码是一种无损压缩的编码方式，它将模拟音频信号通过采样和量化的方式转化为数字信号。

MP3编码是一种有损压缩的编码方式，它通过对音频信号的频域信息进行压缩，从而减小文件的大小。

AAC编码是一种采用人类听觉模型的有损压缩编码方式，它在保持音频质量的同时，能够显著减小文件的大小。

在视频编解码原理中，常用的编码方式包括MPEG编码、H.264编码、H.265编码等。

MPEG编码是一种以压缩帧为基本单位的编码方式，它通过对连续帧之间的差异进行编码，实现对视频信号的压缩。

H.264编码是一种采用基于运动补偿的编码方式，它通过对运动部分和非运动部分的差异进行编码，从而实现对视频信号的压缩。

H.265编码是一种比H.264更高效的编码方式，它采用了更加先进的技术，能够在保持视频质量的同时，减小文件的大小。

在音视频编解码原理中，编码和解码是相互配合的过程。

编码将音频、视频信号转化为数字信号，减小了数据的体积；解码将数字信号还原为原始的音频、视频数据，恢复了信号的完整
性。

通过音视频编解码技术，可以实现音频、视频的高质量传输和存储，提升了音视频应用的效果和用户体验。

pcm编码实验报告思考题

实验报告：PCM编码1. 背景PCM（脉冲编码调制）是一种数字信号的编码方式，常用于语音、音频和视频的数字传输。

PCM编码通过将模拟信号离散化成一系列脉冲，将模拟信号转换为数字信号，以便于传输、存储和处理。

在PCM编码中，模拟信号的幅度被量化成一系列数字值，然后根据这些数字值构造一个脉冲序列。

PCM编码的主要目标是减小信号的传输和处理过程中的误差。

2. 分析2.1 PCM编码的原理PCM编码的原理是将连续的模拟信号离散化成一系列取值固定的数字，然后根据这些数字构造一个脉冲序列。

PCM编码的过程包括采样、量化和编码三个步骤。

•采样：将连续的模拟信号按照一定的时间间隔进行采样，得到若干个采样值。

•量化：将每个采样值近似地量化为离散的数字。

量化的精度决定了数字信号的质量，一般用位数来表示，例如8位、16位等。

•编码：将量化后的数字信号转换为脉冲序列，用于传输和存储。

2.2 PCM编码的优缺点PCM编码有以下优点： - 简单：PCM编码的原理和实现相对简单，容易实现和掌握。

- 无损压缩：PCM编码是一种无损压缩方式，可以精确地还原原始信号。

然而，PCM编码也存在一些缺点： - 数据量大：由于PCM编码是无损压缩的，所以编码后的数据量通常远大于原始模拟信号的数据量。

- 需要较高的带宽：PCM编码的数据传输需要较高的带宽，因为每个采样值都需要传输。

3. 结果分析3.1 PCM编码的实验步骤步骤1：采样设置采样频率和采样位数，按照一定的时间间隔对模拟信号进行采样，得到一系列采样值。

步骤2：量化将采样值量化为离散的数字，即将每个采样值近似地映射为最接近的数字值。

量化的精度决定了信号的质量。

步骤3：编码将量化后的数字信号转换为脉冲序列，用于传输和存储。

编码的方式可以有多种，例如使用脉冲模位调制（Pulse Code Modulation）、差分编码（Differential Coding）等。

3.2 PCM编码的实验结果PCM编码的实验结果主要取决于采样频率、采样位数和量化精度等参数的选择。

PCM(脉冲编码调制)介绍及PCM编码的原理毕业论文---PCM量化13折线

PCM（脉冲编码调制）介绍及PCM编码的原理摘要在数字通信信道中传输的信号是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。

另外，还可以存储，时间标度变换，复杂计算处理等。

而模拟信号数字化属信源编码范围，当然信源编码还包括并/串转换、加密和数据压缩。

这里重点讨论模拟信号数字化的基本方法——脉冲编码调制，而模拟信号数字化的过程（得到数字信号）一般分三步：抽样、量化和编码。

本文讲述了PCM（脉冲编码调制）的简单介绍，以及PCM编码的原理，并分别对PCM的各个过程，如基带抽样、带通抽样、13折线量化、PCM编码以及PCM 译码进行了详细的论述，并对各过程在MATLAB7.0上进行仿真，通过仿真结果，对语音信号的均匀量化以及非均匀量化进行比较，我们得出非均匀量化教均匀量化更加有优势。

关键词：脉冲编码调制抽样非均匀量化编码译码AbstractIn the digital communication channel signal is digital signal transmission, digital transmission with the microelectronics and computer technology, its advantages become increasingly evident, the advantage of strong anti-interference, distortion, transmission characteristics of stable, long-distance relay is not the accumulation of noise Can also be effective encoding, decoding and security codes to improve the effectiveness of communications systems, reliability and confidentiality.Digitized analog signal range of source coding is, of course, also include the source code and / serial conversion, encryption and data compression. This focus on the simulation of the basic methods of digital signals - pulse code modulation, while the analog signal the digital process (to get digital signals) generally three steps: sampling, quantization and coding.This paper describes the PCM (pulse code modulation) in a brief introduction, and the PCM coding theory, and were all on the PCM process, such as baseband sampling, bandpass sampling, 13 line quantization, PCM encoding and decoding PCM a detailed Are discussed and the process is simulated on MATLAB7.0, the simulation results, the uniformity of the speech signal quantification and comparison of non-uniform quantization, we have come to teach non-uniform quantization advantage of more than uniform quantizationKeywords：Pulse Code Modulation Sampling Non-uniform quantization Coding Decoding目录1 前言 (1)2 PCM原理 (2)2.1 引言 (2)2.2 抽样(Sampling) (3)2.2.1. 低通模拟信号的抽样定理 (3)2.2.2 抽样定理 (4)2.2.3. 带通模拟信号的抽样定理 (7)2.3 量化（Quantizing） (8)2.3.1 量化原理 (8)2.3.2均匀量化 (10)2.3.3 非均匀量化 (11)2.4 编码（Coding） (18)2.5 译码 (24)2.6 PCM处理过程的其他步骤 (26)2.7 PCM系统中噪声的影响 (27)3 算例分析 (29)3.1 无噪声干扰时PCM编码 (30)3.2 噪声干扰下的PCM编码 (36)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)1 前言数字通信系统中信道中传输的是数字信号，数字传输随着微电子技术和计算机技术的发展，其优越性日益明显，优点是抗干扰强、失真小、传输特性稳定、远距离中继噪声不积累、还可以有效编码、译码和保密编码来提高通信系统的有效性，可靠性和保密性。

PCM编码

1、PCM编码PCM脉冲编码调制是Pulse Code Modulation 的缩写。

前面的文字我们提到了PCM^致的工作流程，我们不需要关心PCM最终编码采用的是什么计算方式，我们只需要知道PCMS码的音频流的优点和缺点就可以了。

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、WAVE这是一种古老的音频文件格式，由微软开发。

WAV!—种文件格式，符合PIFF Resource Interchange File Format 规范。

所有的WAVfE有一个文件头，这个文件头音频流的编码参数。

WAV寸音频流的编码没有硬性规定，除了PCM之外，还有几乎所有支持ACM规范的编码都可以为WA啲音频流进行编码。

很多朋友没有这个概念，我们拿AVI做个示范，因为AVI和WAV在文件结构上是非常相似的，不过AVI 多了一个视频流而已。

我们接触到的AVI 有很多种，因此我们经常需要安装一些Decode才能观看一些AVI，我们接触到比较多的DivX 就是一种视频编码，AVI 可以采用DivX 编码来压缩视频流，当然也可以使用其他的编码压缩。

同样，WAVfc可以使用多种音频编码来压缩其音频流，不过我们常见的都是音频流被PCM编码处理的WAV但这不表示WAN只能使用PCM®码，MP3编码同样也可以运用在WAVK和AVI 一样，只要安装好了相应的Decode,就可以欣赏这些WAVT。

在Windows平台下，基于PCMS码的WAV是被支持得最好的音频格式，所有音频软件都能完美支持，由于本身可以达到较高的音质的要求，因此，WAV 也是音乐编辑创作的首选格式，适合保存音乐素材。

因此，基于PCM编码的WAV被乍为了一种中介的格式，常常使用在其他编码的相互转换之中，例如MP3 转换成WMA2、MP3编码MP3作为目前最为普及的音频压缩格式，为大家所大量接受，各种与MP3相关的软件产品层出不穷，而且更多的硬件产品也开始支持MP3我们能够买到的VCD/DVDS放机都很多都能够支持MP3还有更多的便携的MP3播放器等等，虽然几大音乐商极其反感这种开放的格式，但也无法阻止这种音频压缩的格式的生存与流传。

各种音频编码方式的对比

各种音频编码方式的对比内容简介：文章介绍了PCM编码、WMA编码、ADPCM编码、LPC编码、MP3编码、AAC编码、CELP编码等，包括优缺点对比和主要应用领域。

PCM编码(原始数字音频信号流)类型：Audio制定者：ITU-T所需频宽：1411.2 Kbps特性：音源信息完整，但冗余度过大优点：音源信息保存完整,音质好缺点：信息量大，体积大，冗余度过大应用领域：voip版税方式：Free备注：在计算机应用中，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的WAV文件中均有应用。

因此，PCM约定俗成了无损编码，因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准，并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真，PCM也只能做到最大程度的无限接近。

要算一个PCM音频流的码率是一件很轻松的事情，采样率值×采样大小值×声道数bps。

一个采样率为44.1KHz，采样大小为16bit，双声道的PCM编码的WAV文件，它的数据速率则为44.1K×16×2 =1411.2Kbps。

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。

WMA(Windows Media Audio)类型：Audio制定者：微软公司所需频宽：320～112kbps（压缩10～12倍）特性：当Bitrate小于128K时，WMA几乎在同级别的所有有损编码格式中表现得最出色，但似乎128k是WMA一个槛，当Bitrate再往上提升时，不会有太多的音质改变。

优点：当Bitrate小于128K时，WMA最为出色且编码后得到的音频文件很小。

缺点：当Bitrate大于128K时，WMA音质损失过大。

WMA标准不开放，由微软掌握。

应用领域：voip版税方式：按个收取备注：WMA的全称是Windows Media Audio，它是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式。

单片机能实现的语音压缩算法

单片机能实现的语音压缩算法单片机是一种集成电路，具有微处理器、内存、输入输出接口等功能，常用于嵌入式系统中。

语音压缩算法是一种将语音信号进行压缩以减少存储空间或传输带宽的技术。

本文将介绍如何利用单片机实现一种简单的语音压缩算法。

在语音压缩中，最常用的算法之一是线性预测编码（LPC）算法。

LPC算法通过对语音信号进行预测，然后只存储预测误差，从而实现对语音信号的压缩。

在单片机中实现LPC算法，主要分为两个步骤：预测和编码。

我们需要对语音信号进行预测。

预测的目的是找到一个模型来描述语音信号的特征。

常用的预测模型是自回归模型，它假设当前的样本值可以由前面若干个样本值线性组合得到。

在单片机中，我们可以采用自相关函数的方法来估计自回归模型的参数。

自相关函数可以通过计算语音信号的样本序列与其自身的延迟序列之间的相关性来得到。

然后，我们可以利用这些参数来预测未来的样本值。

接下来，我们需要将预测误差进行编码。

编码的目的是将预测误差的信息用更少的比特数进行表示。

在单片机中，常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）。

PCM将每个样本值转换为一个固定长度的比特序列，从而实现对预测误差的编码。

DPCM则是将每个样本值与前一个样本值的差值进行编码，从而利用差值的较小范围来减少编码所需的比特数。

除了LPC算法，还有其他一些语音压缩算法可以在单片机中实现。

例如，自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）算法通过动态调整差分量化器的特征参数来适应不同的语音信号，从而提高编码效率。

另外，短时傅里叶变换（STFT）算法可以将语音信号从时域转换到频域，并利用频域的稀疏性进行压缩。

利用单片机可以实现多种语音压缩算法，其中LPC算法是最常用的一种。

通过预测和编码两个步骤，我们可以将语音信号进行有效地压缩，从而节省存储空间或传输带宽。

未来，随着单片机技术的发展，我们可以期待更多高效的语音压缩算法在单片机中实现，进一步提高语音通信的效率和质量。

脉冲编码调制PCM

2.3 脉冲编码调制（PCM）
PCM调制系统
1
信号的压缩与扩张
2
PCM编码器和译码器
3
PCM系统的噪声性能
4
差分脉冲编码调制
5
PCM编码器和译码器
编码器译码器 PCM编码和译码器集成电路
码位的选择和安排
13折线编码采用8位二进制码，对应256个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级需要将13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级正、负输入的8个段落被划分成128个不均匀量化级 8位码的安排
脉冲编码调制系统
30/32PCM端机每帧共有32个时隙，传30路数字话音信号和2时隙的勤务信息。 30/32PCM端机输出的信号称为一次群信号。实际应用中，还可将多个一次群进行准同步复接（PDH）：即四个基群（一次群）复接组成二次群，四个二次群组成三次群，四个三次群组成四次群，四个四次群组成五次群，或进行同步复接（SDH）。
脉冲编码调制系统
以30/32PCM端机为例，介绍PCM的系统组成话音信号的抽样频率为8000Hz，抽样的间隔时间Ts＝1/fs＝125s 为了时分复用将125 s分为32个时隙，即每个时隙为125 s /32＝3.9 s 每个抽样脉冲用8bit编码，即8位二进制脉冲作一个码组，一次放入各个时隙。为保证通信的正常进行，每帧的起始时刻由帧定时信号决定，收端也应有相应的帧定时信号，收发两端的帧定时信号必须同频同相，即实现帧同步。
目前用得较多
逐次比较编码器原理框图
全波整流
参考电源
PAM信号
US
|US|
UR
极性判决
D1
比较码形成
或门
a2-a8
a1
PCM 编码输出

语音信号压缩编码技术调查报告

语音压缩编码技术姓名：王俐捷学号：0804220244语音是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式，是人们思想疏通和情感交流的最主要途径。

在实际的语音通信中，有些信道难以扩宽且质量很差；有些信道正被广泛使用，短期内难以更新；有些昂贵的信道，每压缩一个比特都意味着节省开支。

因此，语音压缩编码无疑在语音通信及人类信息交流中占有举足轻重的地位。

一，语音压缩编码技术的种类1.波形编码(waveform coding)基本原理是在时间轴上对模拟话音信号按照一定的速率来抽样，然后将幅度样本分层量化，并使用代码来表示。

在接收端将收到的数字序列经过解码恢复到原模拟信号，保持原始语音的波形形状。

话音质量高，编码速率高。

如PCM编码类（a率或u率PCM、ADPCM 、ADM)，编码速率为64－16kb/s，语音质量好。

2.参数编码（声源编码parametric coding）根据语音信号产生的数学模型，通过对语音信号特征参数的提取后进行编码（将特征参数变换成数字代码进行传输）。

在接收端将特征参数，结合数学模型，恢复语音，力图使重建语音保持尽可能高的可懂度，重建语音信号的波形同原始语音信号的波形可能会有相当大的区别。

如线性预测（LPC）编码类。

编码速率低，2.4-1.2kb/s，自然度低，对环境噪声敏感。

3.混合编码(Hybrid coding)将波形编码与参数编码相结合，在2.4-1.2kb/s速率上能够得到高质量的合成语音。

规则码激励长时预测编码RPE—LPT即为混合编码技术。

混合编码包括若干语音特征参量又包括部分波形编码信息，以达到波形编码的高质量和参量编码的低速率的优点。

二，语音压缩编码使用的编码算法1.波形编码(waveform coding)使用的算法脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)、差值脉冲编码调制（DPCM）、增量调制(DM)以及它们的各种改进型自适应差分编码（ADPCM）、自适应增量调制（ADM）、自适应差值脉冲编码调制(ADPCM) 、自适应传输编码（Adaptive Transfer Coding，ATC）和子带编码（SBC）等都属于波形编码技术。

PCM编码详解

均匀量化
采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称为均匀量化。均匀量化就是采用相同的“等分尺”来度量采样得到的幅度，也称为线性量化量化后的样本值Y和原始值X的差E=Y-X称为量化误差或量化噪声
非均匀量化
非线性量化：对输入信号进行量化时，大的输入信号采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔。这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来表示。声音数据还原时，采用相同的规则。在非线性量化中，采样输入信号幅度和量化输出数据之间定义了两种对应关系，一种称为µ 律压扩 (companding)算法，另一种称为A律压扩算法。采样频率为8 kHz，样本精度为13位、14位或者16位的输入信号，使用µ 律压扩编码或者使用A律压扩编码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位，输出的数据率为64 kb/s。这就是CCITT推荐的G.711标准。
预测参数的最佳化依赖于信源的统计特性，要得到最佳的预测参数是一件繁琐的工作。而采用固定的预测参数固定的预测参数往往又得不到好的性能。为固定的预测参数了既能使性能较佳，又不致于有太大的工作量，可以将上述两种方法折衷考虑，采用自适应预测
数字网络等级美国 kb/s话路数 64 kb/s话路数总传输率(Mb/s) 总传输率(Mb/s) 数字网络等级欧洲 kb/s话路数 64 kb/s话路数总传输率(Mb/s) 总传输率(Mb/s) 日本 kb/s话路数 64 kb/s话路数总传输率(Mb/s) 总传输率(Mb/s) T1/E1 24 1.544 1 30 2.048 24 1.544 T2/E2 96 6.512 2 120 8.448 96 6.312 T3/E3 672 44.736 3 480 34.368 480 32.064 T4/E4 4.32 274.176 4 1920 139.264 1440 97.728 5 7680 5600 T5/E5

了解电脑的音频编解码器

了解电脑的音频编解码器电脑音频编解码器是指用于将音频信号进行编码和解码的技术。

在今天的数字化时代，音频编解码器扮演着至关重要的角色，它们不仅影响到音乐、电影和其他媒体的播放质量，还直接影响到通话和视频会议的清晰度。

本文将介绍电脑音频编解码器的基本概念、常见类型以及它们的应用。

一、基本概念电脑音频编解码器是一种将原始音频信号转换成数字化数据流并传输的技术。

它们可以将模拟音频信号转换为数字信号，以便能够存储、传输和处理。

编码过程将音频信号压缩，以减小文件大小或传输带宽的需求，而解码过程则将压缩的音频信号恢复为可听的音频。

二、常见类型1. PCM编解码器PCM（脉冲编码调制）编解码器是一种将模拟音频信号转换为数字信号，并将其解码回模拟音频信号的基本方法。

它使用固定的采样率和位深度来表示音频信号，提供了高质量的音频。

2. MP3编解码器MP3（MPEG Audio Layer III）是一种常见的音频压缩格式，使用损失压缩算法将原始音频信号压缩至更小的文件大小。

MP3编解码器可以在保持相对较高音质的同时减小音频文件的大小，广泛应用于音乐播放器和音乐流媒体服务。

3. AAC编解码器AAC（Advanced Audio Coding）是一种高级音频编码格式，也是目前主流的音频压缩格式之一。

与MP3相比，AAC编解码器在保持相同音质的情况下能够实现更高的压缩率，因此在网络流媒体和移动应用中广泛使用。

4. AC3编解码器AC3（Audio Coding 3）是杜比实验室开发的一种高压缩音频编码格式，主要用于DVD和蓝光光盘的音频。

AC3编解码器提供了为环绕声和剧院系统设计的多声道音频编码。

三、应用1. 音乐和媒体播放电脑音频编解码器在音乐和媒体播放中起着关键作用。

通过使用高效的编码器，音频文件可以在保持高音质的同时减小文件大小，提高存储和传输效率。

2. 通话和视频会议电脑音频编解码器对通话和视频会议的质量至关重要。

数字通信原理(语音信号压缩编码、时分多路复用、PCM3032系统、图像信号数字化、GPS定位方法)教程

第1章概述一、模拟信号与数字信号的特点模拟信号——幅度取值是连续的连续信号离散信号数字信号——幅度取值是离散的二进码多进码连续信号离散信号●数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。

●离散信号与连续信号的区别是根据时间取值上是否离散而定的。

二、模拟通信与数字通信●根据传输信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用实现多路通信）。

数字通信——以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实现多路通信）。

●数字通信传输的主要对象是模拟话音信号等，而信道上传输的一般是二进制的数字信号。

所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模／数变换（A/D变换）三、数字通信的构成●话音信号的基带传输系统模型四、数字通信的特点1、抗干扰能力强，无噪声积累对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值（通常取二个幅值），在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号。

由于无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输。

2、便于加密处理3、采用时分复用实现多路通信4、设备便于集成化、小型化5、占用频带较宽五、数字通信系统的主要性能指标● 有效性指标 P7·信息传输速率——定义、公式l n f f s B ⋅⋅=、物理意义 ·符号传输速率——定义、公式（BB t N 1=）、关系：M N R B b 2log = ·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）频带宽度符号传输速率=η Hz Bd /频带宽度信息传输速率=η Hz s bit //● 可靠性指标 P8·误码率——定义 ·信号抖动例1、设信号码元时间长度为s 7106-⨯，当（1）采用4电平传输时，求信息传输速率和符号传输速率。

（2）若系统的带宽为2000kHz ,求频带利用率为多少Hz s bit //。

pcm系统采用a律13折线编码抽样值均匀量化11bit符号位

pcm系统采用a律13折线编码抽样值均匀量化11bit符号位
PCM系统是一种脉冲编码调制（Pulse Code Modulation）的数字信号处理技术，它将模拟信号转换为数字信号进行传输或存储。

在PCM系统中，信号的抽样和量化是非常重要的步骤。

a律13折线编码是一种特殊的非线性量化方法，它主要用于语音信号的编码。

采用a律13折线编码时，抽样值会先经过非线性变换，再由均匀量化器进行量化，最后用11bit符号位进行表示。

这种编码方式可以更有效地压缩语音信号，使得信号在传输或存储时占用更少的空间。

但需要注意的是，具体的编码参数和使用条件需要根据实际的系统要求来确定，以确保信号的质量和准确性。

语音信号编码

语音信号编码早期的语音信号处理及传输均是以模拟的方式进行的。

20世纪30年代末脉冲编码调制（PCM，Pulse Code Modulation）原理和声码器（Vocoder）概念被提出后，语音数字编码便一直沿着这两个方向发展。

语音数据压缩目的是能在尽可能低的传输速率上获得高质量的语音效果，即希望语音信号可以在带宽较窄的信道中传输而语音质量下降的不多或尽可能不下降。

语音编码系统早期用的是波形编码方法，也叫波形编码（或非参数编码），其目的是力图使重建的语音波形保持原语音信号的波形形状。

这种编码器是把语音信号当成一般的波形信号来处理，而并未考虑语音信号的冗佘度。

它的优点是具有较强的适应能力，有较好的合成语音质量，然而编码速率高（64Kbit／s），编码效率极低。

脉冲编码调制（PCM）、自适应增量调制（ADM）、自适应差分编码（ADPCM）、自适应编码（APC）等都是属于波形编码（非参数编码）。

而声码器则是不同于波形编码器的高效编码方式。

声码器又称参数编码（或模型编码），它主要是对提取的语音信号特征参数进行编码，目的主要是使重建的语音信号具有尽可能高的可懂度，而不是要求重建波形保持原语音波形的形状。

因此，可能出现的情况是即使重建语音的可懂度高，但其时域波形与原语音的时域波形有较大的差别。

这种编码器的优点是可达到极低的编码速率而语音依然可懂，编码速率可达到8Kbit／s、4．8Kbit／s甚至更低。

主要缺点是重建语音自然度低，韵律感差，合成语音质量差。

声码器的典型代表是通道声码器、共峰声码器及线性预测声码器等。

20世纪80年代至今，不仅声码器和波形编码器得到了很大发展，并且还有一种全新的革命性编码方法被普遍推广，这类编码器叫混合编码器。

这种编码器在传送器中对给定编码结构的所有可能性进行综合，找出输人语音的最好编码形式，并从这些可能性中发现输入语音的最优主观匹配，然后用数码表示这种主观匹配并发送到接收器。

利用线性预测、VQ、A－B－S、感觉加权、后滤波等技术得到的多脉冲激励线性预测（MPELP，Multi Pulse Enspirit LinePrognosticate），规则脉冲激励线性预测（RPELP，Rule Pulse Enspirit Line Prognosticate），码本激励线性预测（CELP，Code Enspirit Line Prognosticate）编码速率达到8～16Kbit／s甚至更底，其话音质量高、编码速率低，但算法复杂。

PCM编码详解解析

表3-02 多次复用的数据传输率
PCM在通信中的应用
• • • • • PCM信号复用的复杂程度，通常用“群(group)”表示一次群(基群)的30路(或24路),北美叫做T1远距离数字通信线，在欧洲叫做E1远距离数字通信线和E1等级。二次群的120路(或96路) 三次群的480路(或384路)
m 律压扩和A律压扩
m 律压扩：北美和日本等地区 13位PCM编码转换城8位。 A律压扩欧洲和中国大陆等地区， 14位PCM编码转换城8位输出信号均为64Kb/s

PCM在通信中的应用

提高线路利用率通常用下面两种方法频分多路复用 :把传输信道的频带分成好几个窄带，每个窄带传送一路信号。例如，一个信道的频带为1400 Hz，把这个信道分成4个子信道(subchannels)：820～990 Hz, 1230～ 1400 Hz, 1640～1810 Hz和2050～2220 Hz，相邻子信道间相距240 Hz，用于确保子信道之间不相互干扰。每对用户仅占用其中的一个子信道。这是模拟载波通信的主要手段。时分多路复用:把传输信道按时间来分割，为每个用户指定一个时间间隔，每个间隔里传输信号的一部分，这样就可以使许多用户同时使用一条传输线路。这是数字通信的主要手段。例如，话音信号的采样频率f＝8000 Hz，它的采样周期＝125 m s，这个时间称为1帧(frame)。在这个时间里可容纳的话路数有两种规格：24路制和30路制。
数字网络等级美国 64 kb/s话路数总传输率(Mb/s) 数字网络等级欧洲 64 kb/s话路数 T1/E1 24 1.544 1 30 T2/E2 96 6.512 2 120 T3/E3 672 44.736 3 480 T4/E4 4.32 274.176 4 1920 5 7680 T5/E5

电子竞赛-数字化语音存储与回放系统

压缩与扩张:实现非均匀量化的方法之一特点: 对输入模拟信号进行压缩处理后再均匀量化。
方案4 基于FPGA控制的数字化语音存储与回放系统
1、数字化语音存储与回放系统硬件电路
放大器1即音频信号放大电路音频信号放大电路如图2所示。第一
级放大(-4．7)倍。IRD120实现自动增益控制，当开关打到1的位置是增益自动控制，当开关打到2的位置是手动控制。增益自动、手动控制是利用场效应管工作在可变电阻区，漏源电阻受栅源电压控制的特性。第二级放大 (+101)倍。第三级放大倍数可调，最大 (-20)倍，保证ADC0809满量程转换。
通过麦克风接收模拟信号，通过ADC0809转换为数字信号，存储在内存单元中，再通过开关选通存储通道，把数据存到存储器中去。 (2)放音子程序读取存储文件上的相应数据，通过DAC0832转换，再用扬声器进行输出。 (3)文件的存放和读取完成将数据存储和取出的操作。
图6 8253定时/计数器电路
数模转换(DAC)电路 DAC如图6所示。题目要
求变换频率fc=8kHz，字长 =8位，可选择转换时间不超过125μs的8位D／A转换芯片，DAC0800的转换时间为100ns，可选用 DAC0800。存储芯片输出的数字量经可编程器件图9 送给DAC0800 DAC电路，将数字量转换为模拟量。
回放时，由程序控制从文件中提取出数字语音数据，然后送入DAC0832转换成模拟信号，最后送入扬声器回放出来。其中ADC0809以及DAC0832的采样频率由8253定时/计数器产生，由程序控制其运行。
方案* 硬件设计
系统的组成大致有以下几部分：模拟信号放大电路，电平提升电路，A/D转换电路，D/A转换电路以及8253定时/计数电路。系统硬件电路框图如图1所示。