音频压缩领域,有两种压缩方式
音频压缩领域,有两种压缩方式
不同点：
一、自我纠错能力，谁更人性化பைடு நூலகம்
很多消费者都经历过MP3的爆音问题，然后归咎于MP3质量有问题，其实，很大一部分爆音是因为音频压缩过程中，编码的微小损坏，造成在解码时，处理出来的数据与音频不一致，导致爆音现象。无损格式压缩的不好也会导致编码损坏，而在处理这种问题时，FLAC的会以静音方式代替有损部分，而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同，以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计的更人性化！
无论FLAC还是APE，在资源获取上，两者都能通过网络搜索轻松获得！
通过以上的对比，相信很多用户对FLAC和APE的认识更加深了一些，单从技术角度讲，FLAC要明显比APE优秀，原因在于，FLAC是第一个开源的且被世界公认的无损压缩格式，有来自世界各地的顶尖级开发高手对FLAC进行免费的开发与技术完善，同时，FLAC有广泛的硬件平台的支持，几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐，FLAC第三个优势在于：优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可，这将大大降低所占用的硬件资源！不过两种公开的技术具有极强的互补性，任何一方都不可能全面超越另一方！
在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！
音频压缩算法
第7章凌阳音频压缩算法261第7章凌阳音频压缩算法7.1背景介绍7.1.1音频的概述(特点,分类)我们所说的音频是指频率在20Hz～20kHz的声音信号,分为:波形声音,语音和音乐三种,其中波形声音就是自然界中所有的声音,是声音数字化的基础.语音也可以表示为波形声音,但波形声音表示不出语言,语音学的内涵.语音是对讲话声音的一次抽象.是语言的载体,是人类社会特有的一种信息系统,是社会交际工具的符号.音乐与语音相比更规范一些,是符号化了的声音.但音乐不能对所有的声音进行符号化.乐谱是符号化声音的符号组,表示比单个符号更复杂的声音信息内容. 7.1.2数字音频的采样和量化将模拟的(连续的)声音波形数字元化(离散化),以便利数字计算机进行处理的过程,主要包括采样和量化两个方面.数字音频的质量取决于:采样频率和量化位数这两个重要参数.此外,声道的数目,相应的音频设备也是影响音频质量的原因.7.1.3音频格式的介绍音频文件通常分为两类:声音文件和MIDI文件(1)声音文件:指的是通过声音录入设备录制的原始声音,直接记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件较大;(2)MIDI文件:它是一种音乐演奏指令序列,相当于乐谱,可以利用声音输出设备或与计算机相连的电子乐器进行演奏,由于不包含声音数据,其文件尺寸较小.1)声音文件的格式WAVE文件——*.WAVWAVE文件使用三个参数来表示声音,它们是:采样位数,采样频率和声道数.在计算机中采样位数一般有8位和16位两种,而采样频率一般有11025Hz(11KHz),22050Hz(22KHz),44100Hz(44KHz)三种.我们以单声道为例,则一般WAVE文件的比特率可达到88K~704Kbps.具体介绍如下:(1)WAVE格式是Microsoft公司开发的一种声音文件格式,它符合RIFF(Resource InterchangeFileFormat)文件规范;第7章凌阳音频压缩算法262(2)用于保存Windows平台的音频信息资源,被Windows平台及其应用程序所广泛支持.(3)WAVE格式支持MSADPCM,CCITTALaw,CCITTLaw和其它压缩算法,支持多种音频位数,采样频率和声道,是PC机上最为流行的声音文件格式. (4)但其文件尺寸较大,多用于存储简短的声音片段.AIFF文件——AIF/AIFF(1)AIFF是音频交换文件格式(AudioInterchangeFileFormat)的英文缩写,是苹果计算机公司开发的一种声音文件格式;(2)被Macintosh平台及其应用程序所支持,NetscapeNavigator浏览器中的LiveAudio也支持AIFF格式,SGI及其它专业音频软件包同样支持这种格式. (3)AIFF支持ACE2,ACE8,MAC3和MAC6压缩,支持16位44.1Kz立体声.Audio文件——*.Audio(1)Audio文件是SunMicrosystems公司推出的一种经过压缩的数字声音格式,是Internet中常用的声音文件格式;(2)NetscapeNavigator浏览器中的LiveAudio也支持Audio格式的声音文件. MPEG文件——*.MP1/*.MP2/*.MP3(1)MPEG是运动图像专家组(MovingPictureExpertsGroup)的英文缩写,代表MPEG标准中的音频部分,即MPEG音频层(MPEGAudioLayer);(2)MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,根据压缩质量和编码复杂程度的不同可分为三层(MPEGAudioLayer1/2/3),分别对应MP1,MP2和MP3这三种声音文件;(3)MPEG音频编码具有很高的压缩率,MP1和MP2的压缩率分别为4:1和6:1~8:1,而MP3的压缩率则高达10:1~12:1,也就是说一分钟CD音质的音乐,未经压缩需要10MB存储空间,而经过MP3压缩编码后只有1MB左右,同时其音质基本保持不失真,因此,目前使用最多的是MP3文件格式. RealAudio文件——*.RA/*.RM/*.RAM(1)RealAudio文件是RealNerworks公司开发的一种新型流式音频(Streaming Audio)文件格式;(2)它包含在RealMedia中,主要用于在低速的广域网上实时传输音频信息;(3)网络连接速率不同,客户端所获得的声音质量也不尽相同:对于28.8Kbps的连接,可以达到广播级的声音质量;如果拥有ISDN或更快的线路连接,则可获得CD音质的声音.2)MIDI文件——*.MID/*.RMI(1)MIDI是乐器数字接口(MusicalInstrumentDigitalInterface)的英文缩写,是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准;(2)它定义了计算机音乐程序,合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,还规第7章凌阳音频压缩算法263定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议,可用于为不同乐器创建数字声音,可以模拟大提琴,小提琴,钢琴等常见乐器;(3)在MIDI文件中,只包含产生某种声音的指令,这些指令包括使用什么MIDI 设备的音色,声音的强弱,声音持续多长时间等,计算机将这些指令发送给声卡,声卡按照指令将声音合成出来,MIDI在重放时可以有不同的效果,这取决于音乐合成器的质量;(4)相对于保存真实采样资料的声音文件,MIDI文件显得更加紧凑,其文件尺寸通常比声音文件小得多.7.1.4语音压缩编码基础语音压缩编码中的数据量是指:数据量=(采样频率×量化位数)/8(字节数)×声道数目.压缩编码的目的:通过对资料的压缩,达到高效率存储和转换资料的结果,即在保证一定声音质量的条件下,以最小的资料率来表达和传送声音信息.压缩编码的必要性:实际应用中,未经压缩编码的音频资料量很大,进行传输或存储是不现实的.所以要通过对信号趋势的预测和冗余信息处理,进行资料的压缩,这样就可以使我们用较少的资源建立更多的信息.举个例子,没有压缩过的CD品质的资料,一分钟的内容需要11MB的内存容量来存储.如果将原始资料进行压缩处理,在确保声音品质不失真的前提下,将数据压缩一半,5.5MB就可以完全还原效果.而在实际操作中,可以依需要来选择合适的算法.常见的几种音频压缩编码:1)波形编码:将时间域信号直接变换为数字代码,力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状.波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定的速率抽样,然后将幅度样本分层量化,并用代码表示.译码是其反过程,将收到的数字序列经过译码和滤波恢复成模拟信号.如:脉冲编码调制(PulseCodeModulation,PCM),差分脉冲编码调制(DPCM),增量调制(DM)以及它们的各种改进型,如自适应差分脉冲编码调制(ADPCM),自适应增量调制(ADM),自适应传输编码(AdaptiveTransferCoding,ATC)和子带编码(SBC)等都属于波形编码技术.波形编码特点:高话音质量,高码率,适于高保真音乐及语音.2)参数编码:参数编码又称为声源编码,是将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参数,并将其变换成数字代码进行传输.译码为其反过程,将收到的数字序列经变换恢复特征参量,再根据特征参量重建语音信号.具体说,参数编码是通过对语音信号特征参数的提取和编码,力图使重建语音信号具有尽可能高的准确性,但重建信号的波形同原语音信号的波形可能会有相当大的差别.第7章凌阳音频压缩算法264如:线性预测编码(LPC)及其它各种改进型都属于参数编码.该编码比特率可压缩到2Kbit/s-4.8Kbit/s,甚至更低,但语音质量只能达到中等,特别是自然度较低.参数编码特点:压缩比大,计算量大,音质不高,廉价!3)混合编码:混合编码使用参数编码技术和波形编码技术,计算机的发展为语音编码技术的研究提供了强有力的工具,大规模,超大规模集成电路的出现,则为语音编码的实现提供了基础.80年代以来,语音编码技术有了实质性的进展,产生了新一代的编码算法,这就是混合编码.它将波形编码和参数编码组合起来,克服了原有波形编码和参数编码的弱点,结合各自的长处,力图保持波形编码的高质量和参数编码的低速率.如:多脉冲激励线性预测编码(MPLPC),规划脉冲激励线性预测编码(KPELPC), 码本激励线性预测编码(CELP)等都是属于混合编码技术.其数据率和音质介于参数和波形编码之间.总之,音频压缩技术之趋势有两个:1)降低资料率,提高压缩比,用于廉价,低保真场合(如:电话).2)追求高保真度,复杂的压缩技术(如:CD).语音合成,辨识技术的介绍:按照实现的功能来分,语音合成可分两个档次:(1)有限词汇的计算机语音输出(2)基于语音合成技术的文字语音转换(TTS:Text-to-Speech)按照人类语言功能的不同层次,语音合成可分为三个层次:(1)从文字到语音的合成(Text-to-Speech)(2)从概念到语音的合成(Concept-to-Speech)(3)从意向到语音的合成(Intention-to-Speech)图7.1是文本到语音的转换过程:文本处理语音合成韵律处理语音数据库词典及语言规范合成语音输出文本输入图7.1从文本到语音转换过程示意语音辨识:语音辨识技术有三大研究范围:口音独立,连续语音及可辨认字词数量.口音独立:1)早期只能辨认特定的使用者即特定语者(SpeakerDependent,SD)模式,使用者可针对特定语者辨认词汇(可由使用者自行定义,如人名声控拨号),作简单快速的训第7章凌阳音频压缩算法265练纪录使用者的声音特性来加以辨认.随着技术的成熟,进入语音适应阶段SA(speakeradaptation),使用者只要对于语音辨识核心,经过一段时间的口音训练后,即可拥有不错的辨识率.2)非特定语者模式(SpeakerIndependent,SI),使用者无需训练即可使用,并进行辨认.任何人皆可随时使用此技术,不限定语者即男性,女性,小孩,老人皆可. 连续语音:1)单字音辨认:为了确保每个字音可以正确地切割出来,必须一个字一个字分开来念,非常不自然,与我们平常说话的连续方式,还是有点不同.2)整个句子辨识:只要按照你正常说话的速度,直接将要表达的说出来,中间并不需要停顿,这种方式是最直接最自然的,难度也最高,现阶段连续语音的辨识率及正确率,虽然效果还不错但仍需再提高.然而,中文字有太多的同音字,因此目前所有的中文语音辨识系统,几乎都是以词为依据,来判断正确的同音字.可辨认词汇数量:内建的词汇数据库的多寡,也直接影响其辨识能力.因此就语音辨识的词汇数量来说亦可分为三种:1)小词汇量(10-100)2)中词汇量(100-1000)3)无限词汇量(即听写机)图7.2是简化的语音识别原理图,其中实线部分成为训练模块,虚线部分为识别模块.复杂声学,言语条件下的语音输入语音模型声学模式训练语音匹配语音模式训练语音处理识别结果,理解结果语言模型图7.2语音识别原理简图第7章凌阳音频压缩算法2667.2凌阳音频简介7.2.1凌阳音频压缩算法的编码标准表7.1是不同音频质量等级的编码技术标准(频响):表7.1信号类型频率范围(Hz)采样率(kHz)量化精度(位)电话话音200~340088宽带音频(AM质量)50~70001616调频广播(FM质量)20~15k37.816高质量音频(CD质量)20~20k44.116凌阳音频压缩算法处理的语音信号的范围是200Hz-3.4KHz的电话话音.7.2.2压缩分类压缩分无损压缩和有损压缩.无损压缩一般指:磁盘文件,压缩比低:2:1～4:1.而有损压缩则是指:音/视频文件,压缩比可高达100:1.凌阳音频压缩算法根据不同的压缩比分为以下几种(具体可参见语音压缩工具一节内容):SACM-A2000:压缩比为8:1,8:1.25,8:1.5SACM-S480:压缩比为80:3,80:4.5SACM-S240:压缩比为80:1.5按音质排序:A2000>S480>S2407.2.3凌阳常用的音频形式和压缩算法1)波形编码:sub-band即SACM-A2000特点:高质量,高码率,适于高保真语音/音乐.2)参数编码:声码器(vocoder)模型表达,抽取参数与激励信号进行编码.如: SACM-S240.特点:压缩比大,计算量大,音质不高,廉价!3)混合编码:CELP即SACM-S480特点:综合参数和波形编码之优点.除此之外,还具有FM音乐合成方式即SACM-MS01.第7章凌阳音频压缩算法2677.2.4分别介绍凌阳语音的播放,录制,合成和辨识凌阳的SPCE061A是16位单片机,具有DSP功能,有很强的信息处理能力,最高时钟频率可达到49MHz,具备运算速度高的优势等等,这些都无疑为语音的播放,录放,合成及辨识提供了条件.凌阳压缩算法中SACM_A2000,SACM_S480,SACM_S240主要是用来放音,可用于语音提示,而DVR则用来录放音.对于音乐合成MS01,该算法较繁琐,而且需要具备音乐理论,配器法及和声学知识,所以对于特别爱好者可以到我们的网站去了解相关内容,这里只给出它的API函数介绍及程序代码的范例,仅供参考.对于语音辨识主要有以下两种:1)特定发音人识别SD(SpeakerDependent):是指语音样板由单个人训练,也只能识别训练人的语音命令,而他人的命令识别率较低或几乎不能识别.2)非特定发音人识别SI(SpeakerIndependent):是指语音样板由不同年龄,不同性别,不同口音的人进行训练,可以识别一群人的命令.语音识别电路基本结构如图7.3所示:滤除噪音预加重滤波器组PARCOR系数线性预测系数过零次数能量相关函数等模式匹配词典语音分析语音识别结果输出图7.3语音识别电路结构具体应用及程序代码可参考7.3.47.3常用的应用程序接口API的功能介绍及应用7.3.1概述表7.2所列出的是凌阳音频的几种算法:表7.2SACM-lib库中模块及其算法类型模块名称(Model-Index)语音压缩编码率类型资料采样率SACM_A200016Kbit/s,20Kbit/s,24Kbit/s16KHzSACM_S480/S7204.8Kbit/s,7.2Kbit/s16KHz第7章凌阳音频压缩算法268SACM_S2402.4Kbit/s24KHzSACM_MS01音乐合成(16Kbits/s,20Kbits/s,24Kbits/s)16KHzSACM_DVR(A2000)16Kbit/s的资料率,8K的采样率,用于ADC通道录音功能16KHz 语音和音乐与我们的生活有着非常密切的关系,而单片机对语音的控制如录放音,合成及辨识也广泛应用在现实生活中.我们知道对于语音处理大致可以分为A/D,编码处理,存储,解码处理以及D/A等见图7.4所示.然而,通过前面介绍我们知道麦克风输入所生成的WAVE文件,其占用的存储空间很大,对于单片机来说想要存储大量的信息显然是不可能的,而凌阳的SPCE061A提出了解决的方法,即SACM-LIB, 该库将A/D,编码,解码,存储及D/A作成相应的模块,对于每个模块都有其应用程序接口API,所以您只需了解每个模块所要实现的功能及其参数的内容,然后调用该API函数即可实现该功能,例如在程序中插入语音提示,或连续播放一段语音或音乐,也可以根据自己需要的空间或使用范围选择适合自己的算法如表7.2所示.麦克风A/D转换存储喇叭编解码处理D/A转换图7.4单片机对语音处理过程以下就不同的算法具体介绍各自的API函数的格式,功能,参数,返回值,备注及应用范例.7.3.2SACM_A2000该压缩算法压缩比较小(8:1)所以具有高质量,高码率的特点适用于高保真音乐和语音.其相关API函数如下所示:voidSACM_A2000_Initial(intInit_Index)//初始化voidSACM_A2000_ServiceLoop(void)//获取语音资料,填入译码队列voidSACM_A2000_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set)//播放voidSACM_A2000_Stop(void)//停止播放voidSACM_A2000_Pause(void)//暂停播放voidSACM_A2000_Resume(void)//暂停后恢复voidSACM_A2000_Volume(Volume_Index)//音量控制unsignedintSACM_A2000_Status(void)//获取模块状态第7章凌阳音频压缩算法269voidSACM_A2000_InitDecode(intChannel)//译码初始化voidSACM_A2000_Decode(void)//译码voidSACM_A2000_FillQueue(unsignedintencoded-data)//填充队列unsignedintSACM_A2000_TestQueue(void)//测试队列CallF_FIQ_Service_SACM_A2000//中断服务函数下面对各个函数进行具体介绍:1)【API格式】C:voidSACM_A2000_Initial(intInit_Index)ASM:R1=[Init_Index]CallF_SACM_A2000_Initial【功能说明】SACM_A2000语音播放之前的初始化.【参数】Init_Index=0表示手动方式;Init_Index=1则表示自动方式.【返回值】无【备注】该函数用于对定时器,中断和DAC等的初始化.2)【API格式】C:voidSACM_A2000_ServiceLoop(void)ASM:CallF_SACM_A2000_ServiceLoop【功能说明】从资源中获取SACM_A2000语音资料,并将其填入译码队列中. 【参数】无.【返回值】无.3)【API格式】C:voidSACM_A2000_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set);ASM:R1=[Speech_Index]R2=[Channel]R3=[Ramp_Set]CallSACM_A2000_Play【功能说明】播放资源中SACM_A2000语音或乐曲.【参数】Speech_Index:表示语音索引号.Channel:1.通过DAC1通道播放;2.通过DAC2通道播放;3.通过DAC1和DAC2双通道播放.Ramp_Set:0.禁止音量增/减调节;1.仅允许音量增调节;2.仅允许音量减调节;3.允许音量增/减调节.【返回值】无.【备注】①SACM_A2000的数据率有16Kbps\20Kbps\24Kbps三种,可在同一模块的几种算法中自动选择一种.第7章凌阳音频压缩算法270②Speech_Index是定义在resource.inc文件中资源表(T_SACM_A2000_SpeechTable)的偏移地址.③中断服务子程序F_FIQ_Service_SACM_A2000必须安置在TMA_FIQ中断向量上(参见第五章中断系统内容).函数允许TimerA以所选的的数据采样率(计数溢出)中断.程序7-1以自动方式播放一段SACM_A2000语音,并自动结束.(见光盘) SACM_A2000自动方式主程序流程图:SACM_A2000放音SACM_A2000压缩播放获取语音数据并解码等待中断播放图7.5A2000自动方式主程序流程前台程序:#defineSpeech_10#defineDAC11#defineDAC22#defineRamp_UpDn_Off0#defineRamp_Up_On1#defineRamp_Dn_On2#defineRamp_UpDn_On3Main(){SACM_A2000_Initial(1);SACM_A2000_Play(Speech_1,DAC1+DAC2,Ramp_UpDn_On);//放音while(SACM_A2000_Status()&0x01){SACM_A2000_ServiceLoop();}}背景程序:.TEXT第7章凌阳音频压缩算法271.INCLUDEhardware.inc.INCLUDEA2000.inc.INCLUDEResource.inc//======================================================== //函数:FIQ()//语法:voidFIQ(void)//描述:FIQ中服务断函数//参数:无//返回:无//======================================================== .PUBLIC_FIQ;_FIQ:PUSHR1,R4TO[sp];//入栈保护R1=0x2000;TESTR1,[P_INT_Ctrl];//是否为定时器A中断JNZL_FIQ_TimerA;R1=0x0800;TESTR1,[P_INT_Ctrl];//是否为定时器B中断JNZL_FIQ_TimerB;R1=C_FIQ_PWM;[P_INT_Clear]=R1;//清中断POPR1,R4from[sp];//恢复现场RETI;L_FIQ_TimerA://定时器A中断处理[P_INT_Clear]=R1;//清中断CALLF_FIQ_Service_SACM_A2000;//调用A2000中断服务函数POPR1,R4FROM[sp];//恢复现场RETI;L_FIQ_TimerB://定时器B中断处理[P_INT_Clear]=R1;//清中断POPR1,R4FROM[sp];//恢复现场RETI;//中断返回/******************************************************************** ********/注:播放语音文件中数据,当出现FFFFFFH数据时便停止播放.4)【API格式】C:voidSACM_A2000_Stop(void);ASM:CallF_SACM_A2000_Stop【功能说明】停止播放SACM_A2000语音或乐曲.【参数】无.【返回值】无.5)【API格式】C:voidSACM_A2000_Pause(void);ASM:CallF_SACM_A2000_Pause【功能说明】暂停播放SACM_A2000语音或乐曲.第7章凌阳音频压缩算法272【参数】无.【返回值】无.6)【API格式】C:voidSACM_A2000_Resume(void);ASM:CallF_SACM_A2000_Resume【功能说明】恢复暂停播放的SACM_A2000语音或乐曲.【参数】无.【返回值】无.7)【API格式】C:voidSACM_A2000_Volume(Volume_Index);ASM:R1=[Volume_Index]CallF_SACM_A2000_Volume【功能说明】在播放SACM_A2000语音或乐曲时改变主音量.【参数】Volume_Index为音量数,音量从最小到最大可在0~15之间选择.【返回值】无.8)【API格式】C:unsignedintSACM_A2000_Status(void);ASM:CallF_SACM_A2000_Status[返回值]=R1【功能说明】获取SACM_A2000语音播放的状态.【参数】无.【返回值】当R1的bit0=0,表示语音播放结束;bit0=1,表示语音在播放中. 9)【API格式】ASM:CallF_FIQ_Service_SACM_A2000【功能说明】用作SACM_A2000语音背景程序的中断服务子程序.通过前台子程序(自动方式的SACM_A2000_ServiceLoop及手动方式的SACM_A2000_Decode) 对语音资料进行解码,然后将其送入DAC通道播放.【参数】无.【返回值】无.【备注】SACM_A2000语音背景子程序只有汇编指令形式,且应将此子程序安置在TMA_FIQ中断源上.10)【API格式】C:voidSACM_A2000_InitDecode(intChannel);ASM:CallF_SACM_A2000_Decode【功能说明】开始对SACM_A2000语音资料以非自动方式(编程控制)进行译码. 【参数】Channel=1,2,3;分别表示使用DAC1,DAC2通道以及DAC1和DAC2双通道.【返回值】无.【备注】用户只能通过非自动方式对语音资料解压缩.11)【API格式】C:voidSACM_A2000_Decode(void);ASM:CallF_SACM_A2000_Decode第7章凌阳音频压缩算法273【功能说明】从语音队列里获取的SACM_A2000语音资料,并进行译码,然后通过中断服务子程序将其送入DAC通道播放.【参数】无.【返回值】无.【备注】用户仅能通过非自动方式对语音资料进行译码.12)【API格式】C:voidSACM_A2000_FillQueue(unsignedintencoded-data); ASM:R1=[语音编码资料]CallF_SACM_A2000_FillQueue【功能说明】将从用户存储区里获取SACM_A2000语音编码资料,然后将其填入语音队列中等候译码处理.【参数】encoded-data为语音编码资料.【返回值】无.【备注】用户仅能通过非自动方式对语音资料进行译码.13)【API格式】C:unsignedintSACM_A2000_TestQueue(void);ASM:CallF_SACM_A2000_TestQueue[返回值]=R1【功能说明】获取语音队列的状态.【参数】无.【返回值】R1=0,1,2;分别表示语音队列不空不满,语音队列满及语音队列空.【备注】用户仅能通过非自动方式测试语音队列状态.程序7-2SACM_A2000非自动方式(编程控制)播放语音.(见光盘)SACM_A2000非自动方式主程序流程见图7.6:第7章凌阳音频压缩算法274A2000播放初始化获取语音资源并填充语音队列解码获取数据并播放判断语音队列是否满判断是否到语音的结束地址放音结束结束开始是否否是图7.6SACM_A2000非自动方式主程序流程中断服务子程序流程见图7.7:FIQ是TimerA中断吗填充语音队列清中断状态否是中断返回寄存器组出栈开始图7.7SACM_A2000中断服务子程序流程前台程序:第7章凌阳音频压缩算法275#defineManual0#defineAuto1#defineFull1#defineEmpty2#defineDAC11#defineDAC22Main(){Addr=RES_A32_SA;//长整型资源地址SACM_A2000_Initial(Manual);//选择非自动方式SACM_A2000_InitDecode(DAC1+DAC2);//使用双通道While(SACM_A2000_TestQueue()!=Full)//若队列不满,填入资料{Ret=GetResource(Addr);//从ROM中取语音资料SACM_A2000_FillQueue(Ret);//将语音资料填入队列Addr++;//指向下一个资料地址}While(1){If(SACM_A2000_TestQueue()!=Full)//继续填资料到队列中{Ret=GetResource(Addr);SACM_A2000_FillQueue(Ret);Addr++;}if(Addr<RES_A32_EA)SACM_A2000_Decode();//对语音资料进行译码elseSACM_A2000_Stop();//地址结束,停止播放}}注:1)文件的结束是由用户位址变量控制的.2)在非自动方式播放语音,其音量的增/减是通过外部子程序(SP_Ramp_Up,SP_Ramp_Dn)控制的.7.3.3SACM_S480该压缩算法压缩比较大80:3,存储容量大,音质介于A2000和S240之间,适用于语音播放,如"文曲星"词库.其相关API函数如下所示:intSACM_S480_Initial(intInit_Index)//初始化voidSACM_S480_ServiceLoop(void)//获取语音资料,填入译码队列voidSACM_S480_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set)第7章凌阳音频压缩算法276//播放voidSACM_S480_Stop(void)//停止播放voidSACM_S480_Pause(void)//暂停播放voidSACM_S480_Resume(void)//暂停后恢复voidSACM_S480_Volume(Volume_Index)//音量的控制unsignedintSACM_S480_Status(void)//获取模块的状态CallF_FIQ_Service_SACM_S480//中断服务函数各函数具体内容如下:1)【API格式】C:intSACM_S480_Initial(intInit_Index)ASM:R1=[Init_Index]CallF_SACM_S480_Initial【功能说明】SACM_S480语音播放之前的初始化.【参数】Init_Index=0表示手动方式;Init_Index=1则表示自动方式.【返回值】0:代表语音模块初始化失败1:代表初始化成功.【备注】该函数用于对定时器,中断和DAC等的初始化.2)【API格式】C:voidSACM_S480_ServiceLoop(void)ASM:CallF_SACM_S480_ServiceLoop【功能说明】从资源中获取SACM_S480语音资料,并将其填入解码队列中.【参数】无.【返回值】无.【备注】播放语音文件中数据,当出现FFFFFFH数据时便停止播放.3)【API格式】C:intSACM_S480_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set);ASM:R1=[Speech_Index]R2=[Channel]R3=[Ramp_Set]CallSACM_S480_Play【功能说明】播放资源中SACM_S480语音.【参数】Speech_Index表示语音索引号.Channel:1.通过DAC1通道播放;2.通过DAC2通道播放;3.通过DAC1和DAC2双通道播放.Ramp_Set:0.禁止音量增/减调节;1.仅允许音量增调节;2.仅允许音量减调节;3.允许音量增/减调节.【返回值】无.第7章凌阳音频压缩算法277【备注】①SACM_S480的数据率有4.8Kbps\7.2Kbps三种,可在同一模块的几种算法中自动选择一种.②Speech_Index是定义在resource.inc文件中资源表(T_SACM_S480_SpeechTable)的偏移地址.③中断服务子程序中F_FIQ_Service_SACM_S480必须放在TMA_FIQ中断向量上(参见SPCE的中断系统).④函数允许TimerA以所选的的数据采样率(计数溢出)中断.程序7-3以自动方式播放一段SACM_S480语音,并自动结束.(见光盘)SACM_S480自动方式主程序流程见图7.8:SACM_S480放音的初始化SACM_S480压缩播放获取语音数据并解码等待中断播放图7.8SACM_S480自动方式主程序流程中断流程同上.前台程序://******************************************************************* ************************///描述:s480只有自动播放方式,在中断FIQ的FIQ_TMA中断源中通过//主程序的SACM_S480_ServiceLoop()对语音数据进行解码,然后将其//送入DAC通道播放//******************************************************************* ************************/#include"s480.h"#defineSpeech_10#defineDAC11#defineDAC22#defineRamp_UpDn_Off0#defineRamp_UpDn_On3#defineAuto1//=================================================================== ==//函数:main()第7章凌阳音频压缩算法278//=================================================================== ==main(){SACM_S480_Initial(1);//自动方式播放初始化SACM_S480_Play(Speech_1,DAC1+DAC2,Ramp_UpDn_On);//定义语音索引号,播放通道,允许音量增/减调节while(SACM_S480_Status()&0x01)//是否播放结束SACM_S480_ServiceLoop();//获取语音数据并将其填入解码队列}背景程序:.TEXT.INCLUDEhardware.inc.INCLUDES480.inc.PUBLIC_FIQ;_FIQ:PUSHR1,R4TO[sp];//入栈保护R1=0x2000;TESTR1,[P_INT_Ctrl];//是否为定时器A中断JNZL_FIQ_TimerA;R1=0x0800;TESTR1,[P_INT_Ctrl];//是否为定时器B中断JNZL_FIQ_TimerB;L_FIQ_PWM:R1=C_FIQ_PWM;[P_INT_Clear]=R1;//清中断POPR1,R4from[SP];//恢复现场RETI;L_FIQ_TimerA://定时器A中断处理[P_INT_Clear]=R1;//清中断CALLF_FIQ_Service_SACM_S480;//调用S480中断服务函数POPR1,R4FROM[SP];//恢复现场RETI;L_FIQ_TimerB://定时器B中断处理[P_INT_Clear]=R1;//清中断POPR1,R4FROM[SP];//恢复现场RETI;//中断返回注:自动放音时,当语音资源文件中的资料为FFFFFFH时便停止播放.4)【API格式】C:voidSACM_S480_Stop(void);ASM:CallF_SACM_S480_Stop【功能说明】停止播放SACM_S480语音.【参数】无.【返回值】无.第7章凌阳音频压缩算法2795)【API格式】C:voidSACM_S480_Pause(void);ASM:CallF_SACM_S480_Pause【功能说明】暂停播放SACM_S480语音.【参数】无.【返回值】无.6)【API格式】C:voidSACM_S480_Resume(void);ASM:CallF_SACM_S480_Resume【功能说明】恢复暂停播放的SACM_S480语音.【参数】无.【返回值】无.7)【API格式】C:voidSACM_S480_Volume(Volume_Index);ASM:R1=[Volume_Index]CallF_Model-Index_Volume【功能说明】在播放SACM_S480语音时改变主音量.【参数】Volume_Index为音量数,音量从最小到最大可在0~15之间选择. 【返回值】无.8)【API格式】C:unsignedintSACM_S480_Status(void);ASM:CallF_SACM_S480_Status[返回值]=R1【功能说明】获取SACM_S480语音播放的状态.【参数】无.【返回值】当R1的值bit0=0,表示语音播放结束;bit0=1,表示语音在播放中.9)【API格式】ASM:CallF_FIQ_Service_SACM_S480【功能说明】用作SACM_S480语音背景程序的中断服务子程序.通过前台子程序(自动方式的SACM_S480_ServiceLoop及手动方式的SACM_S480_Decode)对语音资料进行解码,然后将其送入DAC通道播放.【参数】无.【返回值】无.【备注】SACM_S480语音背景子程序只有汇编指令形式,且应将此子程序安置在TMA_FIQ中断源上.7.3.4SACM_S240该压缩算法的压缩比较大80:1.5,价格低,适用于对保真度要求不高的场合,如玩具类产品的批量生产,编码率仅为2.4Kbps.其相关API函数如下所示:intSACM_S240_Initial(intInit_Index)//初始化voidSACM_S240_ServiceLoop(void)//获取语音资料,填入译码队列voidSACM_S240_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set)第7章凌阳音频压缩算法280//播放voidSACM_S240_Stop(void)//停止播放voidSACM_S240_Pause(void)//暂停播放voidSACM_S240_Resume(void)//暂停后恢复voidSACM_S240_Volume(Volume_Index)//音量控制unsignedintSACM_S240_Status(void)//获取模块状态CallF_FIQ_Service_SACM_S240//中断服务函数下面具体介绍一下各个函数:1)【API格式】C:intSACM_S240_Initial(intInit_Index)ASM:R1=[Init_Index]CallF_SACM_S240_Initial【功能说明】SACM_S240语音播放之前的初始化.【参数】Init_Index=0表示手动方式;Init_Index=1则表示自动方式.【返回值】0:代表语音模块初始化失败1:代表初始化成功.【备注】函数用于S240语音译码的初始化以及相关设备的初始化.2)【API格式】C:voidSACM_S240_ServiceLoop(void)ASM:CallF_SACM_S240_ServiceLoop【功能说明】从资源中获取SACM_S240语音资料,并将其填入解码队列中. 【参数】无.【返回值】无.3)【API格式】C:intSACM_S240_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set);ASM:R1=[Speech_Index]R2=[Channel]R3=[Ramp_Set]CallSACM_S240_Play【功能说明】播放资源中SACM_S240语音.【参数】Speech_Index表示语音索引号.Channel:1.通过DAC1通道播放;2.通过DAC2通道播放;3.通过DAC1和DAC2双通道播放.Ramp_Set:0.禁止音量增/减调节;1.仅允许音量增调节;。
广播电视工程中的音视频编解码与压缩技术
广播电视工程中的音视频编解码与压缩技术在当今数字化的时代，广播电视行业经历了翻天覆地的变革。
其中，音视频编解码与压缩技术扮演着至关重要的角色，它们是实现高质量、高效率广播电视传输和存储的关键。
音视频编解码技术，简单来说，就是将原始的音视频信号转换为数字形式，并通过特定的算法进行编码，以便在传输和存储过程中减少数据量，同时在接收端能够准确无误地解码还原出原始的音视频内容。
而压缩技术则是在这个编码过程中，去除冗余信息，从而实现数据量的大幅降低。
为什么需要音视频编解码与压缩技术呢？首先，未经处理的原始音视频数据量极其庞大。
例如，一段高清视频每分钟可能产生数 GB 的数据，如果不进行压缩，无论是传输还是存储都会面临巨大的挑战。
想象一下，我们在观看在线视频时，如果没有压缩技术，视频缓冲将成为常态，严重影响观看体验。
其次，有限的带宽资源也迫使我们对音视频数据进行压缩。
在广播电视信号的传输中，带宽是有限的，如果要同时传输多个频道或者高清、超高清的节目，就必须通过压缩来提高带宽的利用率。
常见的音视频编解码标准有很多，比如 H264、H265 等。
H264 是一种广泛应用的视频编码标准，它在保证较好画质的同时，能够实现较高的压缩比。
相比之下，H265 则在压缩效率上更进了一步，能够在相同画质下进一步降低数据量。
对于音频编码，常见的标准有 MP3、AAC 等。
在广播电视工程中，音视频压缩技术主要分为有损压缩和无损压缩两种。
有损压缩通过舍弃一些对人眼和人耳不太敏感的信息来实现高压缩比，虽然会有一定的信息损失，但在大多数情况下，这种损失对观看和收听体验的影响较小。
无损压缩则能够完全还原原始数据，但压缩比相对较低，通常在对数据完整性要求极高的场合使用。
音视频编解码与压缩技术的实现涉及到复杂的算法和处理过程。
在编码端，首先需要对原始音视频进行采样和量化，将其转换为数字信号。
然后，通过预测、变换、量化和熵编码等步骤来去除冗余信息。
音质最好的音频格式介绍
音质最好的音频格式介绍APE与FLA C音质是最好的，我现在爱上有A PE，在国内应用比较广泛，歌曲资源易获得。
APE与FLA C的比较在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的M P3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。
另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。
无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。
目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossl ess、AppleLo ssless、La、OptimF R OG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有A PE、FLAC。
下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！APE是M's Audio，一种无损压缩格式。
这种格式的压缩比远低于其他音频格式，但能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，也获得了不少音乐发烧友的青睐。
在现有不少无损压缩方案中，A PE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，在国内应用比较广泛，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的选择之一。
目前，基于国产炬力A TJ 2097解码芯片的MP3大厂中，已有厂商如：昂达的VX939、台电科技的C133+、oppo支持A P E格式！FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，是一种非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。
它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，当在编码损坏时依然能正常播放。
opus编码压缩方式
大小，并保持高质量的音频输出。
Opus编码采用了一系列先进的算法和技术，具有出色的性能和广泛的应用范围。
本文将详细介绍Opus编码的原理、特点以及它在音频领域中的应用。
一、Opus编码的原理1.1 声音信号模型Opus编码基于声音信号模型进行压缩。
声音信号可以看作是时间上连续的音频样本序列，每个样本表示声音的幅度。
Opus编码通过分析声音信号的频谱、时间相关性和人耳感知特性，选取合适的信号表示方式，从而实现高效的压缩。
1.2 语音编码器和音乐编码器Opus编码器根据输入声音信号的类型，分为语音编码器和音乐编码器两种模式。
语音编码器适用于人类语音的压缩，而音乐编码器则适用于音乐和其他非语音信号的压缩。
这两种编码器为不同类型的声音信号提供了优化的压缩算法。
1.3 预处理和分析在进行编码之前，Opus编码器对输入信号进行预处理和分析。
预处理包括声音信号的预加重处理、音量归一化等，以提高编码的质量和稳定性。
分析阶段则通过对声音信号的频谱、频带能量和时间相关性进行分析，为后续的编码过程提供依据。
1.4 频域分解和控制信号Opus编码器将声音信号转换为频域表示，采用离散傅里叶变换（DFT）将时域信号转换为频域信号。
同时，控制信号也被引入到编码过程中，用于调整编码器的参数和模型，以优化压缩效果。
1.5 量化和编码在频域表示的基础上，Opus编码器进行信号的量化。
量化是指将连续的频域样本映射为离散的量化符号，从而减小数据的表示空间。
量化过程中，编码器根据预设的量化精度和量化表，将频域样本映射为最接近的离散数值。
1.6 熵编码和解码经过量化后的信号被传输到熵编码器，将离散的量化符号映射为二进制码流。
熵编码器利用各种统计方法和算法，根据信号的概率分布进行编码，以实现高效的数据压缩。
解码过程中，熵解码器将二进制码流还原为量化符号，进而还原为频域样本。
1.7 重构和后处理解码器通过逆向的过程将量化符号还原为频域样本，再经过逆离散傅里叶变换（IDFT）将频域信号转换为时域信号。
各种音频视频压缩标准介绍汇总
H.264H.264是ITU-T以H.26x系列为名称命名的视频编解码技术标准之一。
国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（AdvancedVideoCoding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。
因此，不论是MPEG-4AVC、MPEG-4Part10，还是ISO/IEC14496-10，都是指H.264。
H.264是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式，它既保留了以往压缩技术的优点和精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。
[4]1．低码率（LowBitRate）：和MPEG2和MPEG4ASP等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。
[4]显然，H.264压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。
[4]2．高质量的图象：H.264能提供连续、流畅的高质量图象（DVD质量）。
[4]3．容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。
[4]4．网络适应性强：H.264提供了网络抽象层（NetworkAbstractionLayer），使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等）。
[4]H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。
压缩的名词解释
压缩的名词解释在现代科技和信息时代，我们经常听到和使用到“压缩”这个词汇，无论是在计算机领域、音频视频传输领域还是在日常生活中，压缩都发挥着重要的作用。
那么，什么是压缩？为什么需要压缩？压缩的原理和方法又是什么呢？本文将对压缩进行一系列的解释和探讨。
一、压缩的定义和作用压缩，顾名思义即是使物体或信息占据更小的空间。
在计算机领域中，压缩通常指的是将大容量的数据通过一定的方法和策略，使之转变为较小的数据集合。
相较于原始数据，压缩数据能够更节省存储空间和传输带宽，提高计算效率和速度。
压缩在计算机领域有着广泛的应用，对于图像、音频、视频等大数据的储存和传输尤为重要。
例如，在网页浏览中，通过对图片的压缩，可以减少图片的下载时间，提升用户体验；在电影、音乐等娱乐媒体的传输中，压缩可以实现较小的文件大小，从而减少存储空间和提高传输速度。
二、压缩的原理和方法压缩的原理是通过利用数据中的冗余或者利用特定的数据结构算法，将冗余数据删除或者数据重编码，从而使得数据所占空间更小。
1. 无损压缩无损压缩是指将数据压缩为较小的文件，且能够完全恢复到原始数据的形式。
在无损压缩中，常见的方法包括哈夫曼编码、算术编码、LZW（Lempel-Ziv-Welch）编码等。
这些编码算法根据不同的字符出现频率或模式，将常见字符用较短的编码表示，而将不常见字符用较长的编码表示，从而提高压缩效率。
2. 有损压缩有损压缩是指将数据压缩为较小的文件，但无法完全恢复到原始数据的形式，会有一定的数据损失。
在有损压缩中，常见的方法包括JPEG压缩、MP3压缩等。
这些方法通过减少图像或者音频的细节，降低数据的精度、质量或分辨率，来达到数据压缩的目的。
虽然会有一定程度的数据损失，但是在很多情况下，损失是可以接受的，比如音乐中的微小信噪比变化或者图片中的细节丢失。
三、压缩的应用案例压缩在我们的生活中随处可见，让我们来看几个常见的应用案例。
1. 图像压缩在手机、电脑中浏览图片时，我们可以发现图片文件一般都较小，这是因为图片经过了压缩。
ape和flac格式区别
二、优化的编码结构，决定了解码的速度！
由于编码方式的不同，将影响两种无损压缩格式的解码速度，通常FLAC的解码速度比APE快30%，这是因为，FLAC只需执行整数运算，而无需执行占用系统更高频率和更大数据处理量的浮点运算。基于这一点，一般硬件均可完美实现实时解码。
三、方便的资源获取，意味着能够得到更广泛的应用与支持
便于对CD进行备份：FLAC有一个“cue表”metadata数据块用于保存CD的内容列表和所有音轨的索引点。你可以将一张CD保存到一个单一文件，并导入CD的cue表格，这样一个FLAC文件就可以完整地记录整张CD的全部信息。当你的原来的CD损坏的时候，你就可以用这个文件恢复出与原来一模一样的CD副本。
非常适合于存档应用：FLAC是一个开放的编码格式，并且没有任何数据的损失，你可以将它转换为你需要的任何其他格式。除了每个数据帧的CRC和MD5标记对数据完整性的保障，flac（译注：FLAC项目提供的命令行方式编码工具）还提供了一个verify（校验）选项，当使进行比较，一旦发现不同就会退出并且报警提示。
快速：FLAC更看重解码的速度。解码只需要整数运算，并且相对于大多数编码方式而言，对计算速度要求很低。在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码。
硬件支持：由于FLAC提供了免费的解码范例，而且解码的复杂程度低，所以FLAC是目前唯一获得硬件支持的无损压缩编码。
MPEG压缩技术
视频信号的取样结构
无论何种制式，电视屏幕上的一幅完整图像都是以隔行 扫描的形式进行的，既有水平扫描又有垂直扫描。这样在 取样时就产生了取样点的分布问题，因取样而构成图像上 的样点排列方式称为取样结构。
视频取样结构：移动型、固定型
取样频率
在电视信号中，取样频率考虑因素：亮度、色差、其他因素。
1、亮度信号的取样频率 1)与被取样信号的带宽有关 根据奈奎斯特取样定理，取样频率
普通标准：2:1:1标准，这是低档的标准。2:1:1标准的水 平 清 晰 度 只 有 2 4 0 线 ， 传 输 码 率 l08Mbit／s。 数 字 光 盘 VCD采用此标准。
两种标准具有兼容性，即可以互相转换。当从4:2:2标准 转到2:1:1标推时，取样点数减少一半，称为数字抽取； 当从2:1:1标准转到4:2:2标准时，取样点数将增加一倍， 称为数字内插。
帧内编码技术
帧内编码技术，也称为空域冗余压缩，是对同一幅图像 内的不同的空间部位(同一时域)进行压缩。
MPEG编码压缩的帧内编码技术也是采用DCT技术。首 先，将图像分为8× 8的像素块(宏块)，作为压缩处理的 基本单位。然后，依靠“Z”扫描，对像素块进行离散余 弦变换(DCT)。得到64个DCT系数，这些系数代表不同 空间频率成分的大小。第三步是根据视觉心理特征量化 表对DCT系数进行量化处理，使低频系数值减小，高频 系数值被抑制为零。最后，对量化后的系数进行可变长 编码(VLC)处理，以短码表示常用码，以零的个数值表 示所有的零位,这样使数据大大压缩。
常用的无损压缩 格式
常用的无损压缩格式无损压缩是一种压缩数据的方式，通过该方式可以减小文件大小，而不损失原始数据的质量。
以下是一些常用的无损压缩格式：1. PNG（Portable Network Graphics）：主要用于网络图像传输。
PNG采用无损压缩算法，支持透明度和多层图像。
2. FLAC（Free Lossless Audio Codec）：主要用于音频压缩。
FLAC是一种无损音频压缩格式，它可以保留原始音频质量。
3. ALAC（Apple Lossless Audio Codec）：由苹果公司开发，用于iTunes中的音频无损压缩。
与FLAC相似，但主要用于苹果设备。
4. WAV（Waveform Audio File Format）：WAV是一种无损音频格式，通常用于存储音频文件。
它不进行压缩，保留了音频的原始质量。
5. TIFF（Tagged Image File Format）：用于存储图像文件。
TIFF支持多页图像、多通道图像和无损压缩。
6. BMP（Bitmap）：Windows系统常用的位图图像格式，支持无损压缩。
7. ZIP：ZIP是一种常见的压缩文件格式，采用的是有损压缩算法，但可以选择无损模式进行压缩。
8. 7z：7z是一种高效的文件压缩格式，支持无损压缩，通常能够提供更好的压缩比。
9. GIF（Graphics Interchange Format）：主要用于动画和简单图形。
GIF使用无损压缩，但对颜色的表达有一定的限制。
这些格式在不同领域应用广泛，可以根据具体的需求选择合适的无损压缩格式。
例如，PNG 适合图像，FLAC和ALAC适合音频，而ZIP和7z适合文件和文件夹的压缩。
FLAC简介
无损失压缩：被编码的音频(PCM)数据没有任何信息损失，解码输出的音频与编码器的输入的每一个字节都是一样的。每个数据帧都有一个当前帧的 16-bit CRC 校验码，用于监测数据传输错误。对整段音频数据，在文件头中还保存有一个针对原始未压缩音频数据的MD5标记，用于在解码和测试时对数据进行校验。
FLAC简介
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的缩写，中文可解为无损音频压缩编码。FLAC是及 AAC，它不会破坏任何原有的音频资讯，所以可以还原音乐光盘音质。现在它已被很多软件及硬件音频产品所支持。
不同点：
一、自我纠错能力，谁更人性化？
很多消费者都经历过MP3的爆音问题，然后归咎于MP3质量有问题，其实，很大一部分爆音是因为音频压缩过程中，编码的微小损坏，造成在解码时，处理出来的数据与音频不一致，导致爆音现象。无损格式压缩的不好也会导致编码损坏，而在处理这种问题时，FLAC的会以静音方式代替有损部分，而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同，以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计的更人性化！
[编辑本段]APE与FLAC的比较
在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！
压缩映射原理
压缩映射原理压缩映射原理是信息论中的重要概念，用于描述在数据传输中如何通过压缩来减少数据的体积，从而提高传输效率。
压缩映射原理指的是将原始数据通过某种编码方式转换为具有较高压缩比的编码，并在接收端将压缩后的编码进行解码还原为原始数据。
通过压缩映射原理，可以将大量的原始数据进行压缩，从而在数据传输中节省带宽和存储空间。
压缩映射原理是基于信息熵的概念。
信息熵是对信息量的度量，表示一个随机事件所包含的信息量的期望。
在信息论中，通过熵编码的方式可以实现对数据的无损压缩。
熵编码利用随机变量出现的频率来构建编码表，将频率较高的符号用较短的编码表示，频率较低的符号用较长的编码表示，从而实现对数据的高效压缩。
在实际应用中，常用的压缩映射原理有哈夫曼编码和算术编码。
哈夫曼编码是一种基于符号出现频率构建编码表的压缩算法，通过根据频率构建一颗二叉树，并将频率较高的符号编码为树的左子树，频率较低的符号编码为树的右子树，从而实现高效的压缩。
算术编码是一种将符号映射到一个区间的压缩算法，符号出现的频率用来确定符号所对应的区间大小，从而实现高效的压缩。
除了无损压缩，压缩映射原理还可以用于无损压缩。
无损压缩是一种将数据通过某种映射方式进行编码，使得压缩后的数据可以精确无误地还原为原始数据。
无损压缩常用于对文本、图像、音频等数据的压缩。
在无损压缩中，压缩率一般较低，但可以保证数据的完整性和准确性。
在实际应用中，压缩映射原理被广泛应用于网络传输、存储设备和多媒体压缩等领域。
通过使用压缩映射原理，可以大大节省网络传输的带宽，加快数据传输速度；可以节省存储设备的空间，提高数据存储效率；可以有效压缩多媒体数据，提供更高质量的音视频传输。
总之，压缩映射原理是信息论中的重要概念，通过将原始数据通过某种编码方式进行压缩映射，可以实现数据的高效压缩和传输。
压缩映射原理在实际应用中有着广泛的应用，可以改善数据传输的效率，提高存储设备的利用率，同时保证数据的完整性和准确性。
APE与FLAC对比
APE/FLAC对比简介：在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。
另一种音频压缩被称为无 ...在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。
另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。
无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。
目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。
下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！APE是Monkey's Audio，一种无损压缩格式。
这种格式的压缩比远低于其他音频格式，但能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，也获得了不少音乐发烧友的青睐。
在现有不少无损压缩方案中，APE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，在国内应用比较广泛，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的选择之一。
目前，基于国产炬力ATJ 2097解码芯片的MP3大厂中，已有厂商如：昂达的VX939、台电科技的C133+ 支持APE格式！FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，是一种非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。
它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，当在编码损坏时依然能正常播放。
另外，该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式，世界知名数码产品如：Rio公司的硬盘随身听Karma，建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。
音频压缩
音频压缩技术指的是对原始数字音频信号流（PCM编码）运用适当的数字信号处理技术，在不损失有用信息量，或所引入损失可忽略的条件下，降低（压缩）其码率，也称为压缩编码。
它必须具有相应的逆变换，称为解压缩或解码。
音频信号在通过一个编解码系统后可能引入大量的噪声和一定的失真。
、音频压缩算法的主要分类及典型代表一般来讲，可以将音频压缩技术分为无损（lossless）压缩及有损（lossy）压缩两大类，而按照压缩方案的不同，又可将其划分为时域压缩、变换压缩、子带压缩，以及多种技术相互融合的混合压缩等等。
各种不同的压缩技术，其算法的复杂程度（包括时间复杂度和空间复杂度）、音频质量、算法效率（即压缩比例），以及编解码延时等都有很大的不同。
各种压缩技术的应用场合也因之而各不相同。
（1）时域压缩（或称为波形编码）技术是指直接针对音频PCM码流的样值进行处理，通过静音检测、非线性量化、差分等手段对码流进行压缩。
此类压缩技术的共同特点是算法复杂度低，声音质量一般，压缩比小（CD音质> 400kbps），编解码延时最短（相对其它技术）。
此类压缩技术一般多用于语音压缩，低码率应用（源信号带宽小）的场合。
时域压缩技术主要包括G.711、ADPCM、LPC、CELP，以及在这些技术上发展起来的块压扩技术如NICAM、子带ADPCM（SB-ADPCM）技术如G.721、G.722、Apt-X等。
（2）子带压缩技术是以子带编码理论为基础的一种编码方法。
子带编码理论最早是由Crochiere等于1976年提出的。
其基本思想是将信号分解为若干子频带内的分量之和，然后对各子带分量根据其不同的分布特性采取不同的压缩策略以降低码率。
通常的子带压缩技术和下面介绍的变换压缩技术都是根据人对声音信号的感知模型（心理声学模型），通过对信号频谱的分析来决定子带样值或频域样值的量化阶数和其它参数选择的，因此又可称为感知型（Perceptual）压缩编码。
数字媒体1+X证书考核试题题库及答案
数字媒体1+X证书考核试题题库及答案一、选择题1. 数字媒体的文件格式通常由哪些部分组成？A. 文件头、文件体、文件尾B. 文件头、数据块、文件尾C. 文件名、文件体、文件尾D. 文件名、数据块、文件尾答案：A2. JPEG图像格式属于哪一种图像压缩技术？A. 无损压缩B. 损失压缩C. 混合压缩D. 非线性压缩答案：B3. 数字音频的采样频率是指什么？A. 每秒采样的次数B. 每秒采样的位数C. 每个采样点的位数D. 采样周期答案：A4. 在数字视频中，什么是帧率？A. 每秒显示的帧数B. 每秒采样的帧数C. 每秒传输的帧数D. 每秒存储的帧数答案：A5. 以下哪种存储设备不属于固态存储设备？A. 固态硬盘B. 固态内存C. 光盘D. USB闪存盘答案：C6. 在数字图像处理中，什么是直方图？A. 表示图像亮度分布的图形B. 表示图像色彩分布的图形C. 表示图像纹理分布的图形D. 表示图像边缘分布的图形答案：A7. 数字媒体设计中，矢量图与位图的主要区别是什么？A. 分辨率不同B. 色彩模式不同C. 文件大小不同D. 绘制工具不同答案：A8. 在数字动画制作中，哪个软件不是常用的动画制作软件？A. Adobe After EffectsB. Autodesk MayaC. Toon Boom Animation StudioD. Microsoft PowerPoint答案：D9. 数字签名技术主要用于解决数字文件的哪些问题？A. 版权保护B. 数据完整性C. 身份认证D. 文件传输速度答案：B10. 数字媒体技术不包括以下哪项内容？A. 数字图像处理B. 数字音频处理C. 数字视频处理D. 数字图书馆答案：D二、判断题1. 数字媒体技术是指利用计算机技术对数字媒体内容进行创建、编辑、处理、存储、传输和展示的技术。
（正确）2. 数字媒体的文件格式只包括文件名和文件体。
（错误）3. 无损压缩技术可以在压缩文件的同时保持文件的原有质量。
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式在信息技术领域中，数据压缩是一种常见的技术手段，它可以通过减少数据量的方式来节省存储空间和传输带宽。
然而，对于许多应用场景来说，仅仅减少数据量还不够，我们还需要保证压缩后的数据不丢失重要信息。
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式成为了技术人员们追求的目标之一。
1. 数据压缩的基本原理数据压缩是通过利用数据的冗余性进行的，根据数据的统计规律和特点，我们可以找到一些不影响数据信息的冗余部分并将其删除或者用更简洁的方式表示，从而达到减少数据量的目的。
常见的数据压缩算法包括无损压缩和有损压缩两种方式。
2. 无损压缩无损压缩是指压缩前后数据的信息是完全相同的，压缩后的数据可以通过解压缩算法还原成压缩前的数据。
在这种压缩方式中，重点是去除数据中的冗余信息而不丢失任何原始信息。
常见的无损压缩算法包括哈夫曼编码、LZW算法等。
关于哈夫曼编码，它通过根据不同字符在数据中出现的频率来构建一种可变长度的编码方式，从而实现对数据进行高效压缩。
而LZW算法则是一种基于字典的压缩方式，它通过维护一个动态更新的字典来实现对数据的压缩，这种方式在文本压缩中有着很好的效果。
3. 有损压缩有损压缩是指压缩后的数据不可完全还原成压缩前的原始数据，压缩操作会导致数据的信息丢失。
这种压缩方式常常被应用在对数据精度要求不高的场景下，比如图像、音频和视频压缩。
有损压缩算法的核心思想是通过牺牲一定的信息精度来换取更高的压缩比。
在图像压缩领域，JPEG和WEBP都是常见的有损压缩算法。
它们通过对图像的颜色和细节进行滤波和优化，从而实现对图像数据的压缩。
在音频领域，MP3和AAC等音频压缩算法也是典型的有损压缩代表，它们通过去除人耳不敏感的音频频率和采用数据压缩的方式来减少音频文件的大小。
4. 既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式为了实现既能减少数据量又不丢失信息的完美压缩，我们需要综合考虑无损压缩和有损压缩的优势，结合数据的特点和应用场景来选择合适的压缩方式。
多媒体数据压缩
多媒体数据压缩
多媒体数据压缩是指通过一系列算法和技术，将多媒体数据以
更小的尺寸进行存储或传输的过程。
多媒体数据主要包括图像、音
频和视频等形式。
压缩多媒体数据可以减少存储空间和传输带宽的
需求，从而提高数据的传输效率和用户体验。
常见的多媒体数据压缩方法有以下几种：
1. 图像压缩：常见的图像压缩算法有无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩方法包括Run-length Encoding (RLE)、LZW和Huffman编
码等；有损压缩方法如JPEG使用了离散余弦变换(DCT)和量化等技术，通过牺牲一定的图像质量来实现较高的压缩率。
2. 音频压缩：音频压缩方法主要有无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩方法如FLAC和ALAC能够将音频数据压缩到更小的文件大
小且不损失音频质量；有损压缩方法如MP3和AAC利用了人耳的听
觉特性，通过减少对听觉上不敏感的部分数据来实现较高的压缩率。
3. 视频压缩：视频压缩方法通常采用有损压缩。
常见的视频压缩标准包括MPEG-2、MPEG-4和H.264等。
视频压缩技术主要利用了时域和空域的冗余性，以及运动补偿、帧间预测等技术，通过减少冗余信息和丢弃一些不重要的细节来实现高效的压缩。
多媒体数据压缩对于互联网、移动通信、存储设备等领域都非常重要，可以大大提升数据的传输速度和存储效率。
但也会牺牲一定的数据质量，在实际应用中需要根据具体需求权衡压缩率和数据质量。
音频压缩算法的原理和特点
音频压缩算法的原理和特点随着数字音频技术的发展，音频压缩算法逐渐成为音频处理的重要组成部分。
本文将探讨音频压缩算法的原理和特点，旨在帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、音频压缩算法的原理音频压缩算法的原理是通过减少音频数据的冗余和去除听不到的细节来实现数据的压缩。
下面将介绍两种常见的音频压缩算法。
1. 无损压缩算法无损压缩算法是通过使用预测编码技术来实现音频数据的无损压缩。
该算法的基本原理是利用预测模型对音频信号进行建模，在解码时根据编码信息进行恢复。
无损压缩算法不会丢失任何音频数据，能够完全还原原始音频信号。
2. 有损压缩算法有损压缩算法是通过减少音频数据的冗余，并对听不到的细节进行舍弃来实现音频数据的压缩。
该算法的基本原理是根据人耳的感知特性，对音频信号进行量化和编码。
有损压缩算法能够显著地减小音频文件的大小，但会引入一定的失真。
二、音频压缩算法的特点音频压缩算法具有以下几个特点：1. 压缩比高音频压缩算法可以将原始音频数据压缩成较小的文件，从而减少存储和传输的成本。
有损压缩算法通常能够实现更高的压缩比，但会引入一定的失真。
2. 多样性音频压缩算法有多种实现方式，例如MP3、AAC、FLAC等。
不同的算法可以根据不同的需求选择使用，以平衡压缩效果和音质损失。
3. 实时性要求低与视频压缩算法相比，音频压缩算法对实时性的要求较低。
这是因为音频信号的采样率通常较低，压缩和解压缩的处理时间相对较短。
4. 处理复杂度低音频压缩算法相对于视频压缩算法而言，其处理复杂度较低。
这是因为音频信号的特征较为简单，处理起来相对简单。
5. 运算效率高音频压缩算法通常需要在硬件设备上实现，因此算法的运算效率也是一个重要的考虑因素。
高效率的算法可以加快压缩和解压缩的速度，提高用户体验。
综上所述，音频压缩算法通过减少冗余和去除听不到的细节，实现了音频数据的压缩。
无损压缩算法和有损压缩算法分别适用于不同的应用场景。
音频压缩算法具有压缩比高、多样性、实时性要求低、处理复杂度低和运算效率高等特点。
音频压缩算法
音频压缩算法压缩第7章凌阳音频压缩算法261第7章凌阳音频压缩算法7.1背景介绍7.1.1音频的概述(特点,分类)我们所说的音频是指频率在20Hz～20kHz的声音信号,分为:波形声音,语音和音乐三种,其中波形声音就是自然界中所有的声音,是声音数字化的基础.语音也可以表示为波形声音,但波形声音表示不出语言,语音学的内涵.语音是对讲话声音的一次抽象.是语言的载体,是人类社会特有的一种信息系统,是社会交际工具的符号.音乐与语音相比更规范一些,是符号化了的声音.但音乐不能对所有的声音进行符号化.乐谱是符号化声音的符号组,表示比单个符号更复杂的声音信息内容.7.1.2数字音频的采样和量化将模拟的(连续的)声音波形数字元化(离散化),以便利数字计算机进行处理的过程,主要包括采样和量化两个方面.数字音频的质量取决于:采样频率和量化位数这两个重要参数.此外,声道的数目,相应的音频设备也是影响音频质量的原因.7.1.3音频格式的介绍音频文件通常分为两类:声音文件和MIDI文件(1)声音文件:指的是通过声音录入设备录制的原始声音,直接记录了真实声音的二进制采样数据,通常文件较大;(2)MIDI文件:它是一种音乐演奏指令序列,相当于乐谱,可以利用声音输出设备或与计算机相连的电子乐器进行演奏,由于不包含声音数据,其文件尺寸较小.1)声音文件的格式WAVE文件――*.WAVWAVE文件使用三个参数来表示声音,它们是:采样位数,采样频率和声道数. 在计算机中采样位数一般有8位和16位两种,而采样频率一般有__Hz(11KHz),__Hz(22KHz),__Hz(44KHz)三种.我们以单声道为例,则一般WAVE文件的比特率可达到88K~704Kbps.具体介绍如下:(1)WAVE格式是Microsoft公司开发的一种声音文件格式,它符合RIFF(Resource InterchangeFileFormat)文件规范;第7章凌阳音频压缩算法262(2)用于保存Windows平台的音频信息资源,被Windows平台及其应用程序所广泛支持.(3)WAVE格式支持__,__aw,CCITTLaw和其它压缩算法,支持多种音频位数,采样频率和声道,是PC机上最为流行的声音文件格式.(4)但其文件尺寸较大,多用于存储简短的声音片段.AIFF文件――AIF/AIFF(1)AIFF是音频交换文件格式(AudioInterchangeFileFormat)的英文缩写,是苹果计算机公司开发的一种声音文件格式;压缩(2)被Macintosh平台及其应用程序所支持,NetscapeNavigator浏览器中的LiveAudio也支持AIFF格式,SGI及其它专业音频软件包同样支持这种格式.(3)AIFF支持ACE2,ACE8,MAC3和MAC6压缩,支持16位44.1Kz立体声. Audio文件――*.Audio(1)Audio文件是SunMicrosystems公司推出的一种经过压缩的数字声音格式,是Internet中常用的声音文件格式;(2)NetscapeNavigator浏览器中的LiveAudio也支持Audio格式的声音文件. MPEG文件――*.MP1/*.MP2/*.MP3(1)MPEG是运动图像专家组(MovingPictureExpertsGroup)的英文缩写,代表MPEG标准中的音频部分,即MPEG音频层(MPEGAudioLayer);(2)MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,根据压缩质量和编码复杂程度的不同可分为三层(MPEGAudioLayer1/2/3),分别对应MP1,MP2和MP3这三种声音文件;(3)MPEG音频编码具有很高的压缩率,MP1和MP2的压缩率分别为4:1和6: 1~8:1,而MP3的压缩率则高达10:1~12:1,也就是说一分钟CD音质的音乐,未经压缩需要10MB存储空间,而经过MP3压缩编码后只有1MB左右, 同时其音质基本保持不失真,因此,目前使用最多的是MP3文件格式.RealAudio文件――*.RA/*.RM/*.RAM(1)RealAudio文件是RealNerworks公司开发的一种新型流式音频(Streaming Audio)文件格式;(2)它包含在RealMedia中,主要用于在低速的广域网上实时传输音频信息;(3)网络连接速率不同,客户端所获得的声音质量也不尽相同:对于28.8Kbps的连接,可以达到广播级的声音质量;如果拥有ISDN或更快的线路连接,则可获得CD音质的声音.2)MIDI文件――*.MID/*.RMI(1)MIDI是乐器数字接口(MusicalInstrumentDigitalInterface)的英文缩写,是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准;(2)它定义了计算机音乐程序,合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,还规第7章凌阳音频压缩算法263定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议,可用于为不同乐器创建数字声音,可以模拟大提琴,小提琴,钢琴等常见乐器;(3)在MIDI文件中,只包含产生某种声音的指令,这些指令包括使用什么MIDI 设备的音色,声音的强弱,声音持续多长时间等,计算机将这些指令发送给声卡,声卡按照指令将声音合成出来,MIDI在重放时可以有不同的效果,这取决于音乐合成器的质量;(4)相对于保存真实采样资料的声音文件,MIDI文件显得更加紧凑,其文件尺寸通常比声音文件小得多.7.1.4语音压缩编码基础语音压缩编码中的数据量是指:数据量=(采样频率×量化位数)/8(字节数)×声道数目.压缩压缩编码的目的:通过对资料的压缩,达到高效率存储和转换资料的结果,即在保证一定声音质量的条件下,以最小的资料率来表达和传送声音信息.压缩编码的必要性:实际应用中,未经压缩编码的音频资料量很大,进行传输或存储是不现实的.所以要通过对信号趋势的预测和冗余信息处理,进行资料的压缩,这样就可以使我们用较少的资源建立更多的信息.举个例子,没有压缩过的CD品质的资料,一分钟的内容需要11MB的内存容量来存储.如果将原始资料进行压缩处理,在确保声音品质不失真的前提下,将数据压缩一半,5.5MB就可以完全还原效果.而在实际操作中,可以依需要来选择合适的算法.常见的几种音频压缩编码:1)波形编码:将时间域信号直接变换为数字代码,力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状.波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定的速率抽样,然后将幅度样本分层量化,并用代码表示.译码是其反过程,将收到的数字序列经过译码和滤波恢复成模拟信号.如:脉冲编码调制(PulseCodeModulation,PCM),差分脉冲编码调制(DPCM), 增量调制(DM)以及它们的各种改进型,如自适应差分脉冲编码调制(ADPCM),自适应增量调制(ADM),自适应传输编码(AdaptiveTransferCoding,ATC)和子带编码(SBC)等都属于波形编码技术.波形编码特点:高话音质量,高码率,适于高保真音乐及语音.2)参数编码:参数编码又称为声源编码,是将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参数,并将其变换成数字代码进行传输.译码为其反过程,将收到的数字序列经变换恢复特征参量,再根据特征参量重建语音信号.具体说,参数编码是通过对语音信号特征参数的提取和编码,力图使重建语音信号具有尽可能高的准确性,但重建信号的波形同原语音信号的波形可能会有相当大的差别.第7章凌阳音频压缩算法264如:线性预测编码(LPC)及其它各种改进型都属于参数编码.该编码比特率可压缩到2Kbit/s-4.8Kbit/s,甚至更低,但语音质量只能达到中等,特别是自然度较低.参数编码特点:压缩比大,计算量大,音质不高,廉价!3)混合编码:混合编码使用参数编码技术和波形编码技术,计算机的发展为语音编码技术的研究提供了强有力的工具,大规模,超大规模集成电路的出现,则为语音编码的实现提供了基础.80年代以来,语音编码技术有了实质性的进展,产生了新一代的编码算法,这就是混合编码.它将波形编码和参数编码组合起来,克服了原有波形编码和参数编码的弱点,结合各自的长处,力图保持波形编码的高质量和参数编码的低速率.如:多脉冲激励线性预测编码(MPLPC),规划脉冲激励线性预测编码(KPELPC), 码本激励线性预测编码(CELP)等都是属于混合编码技术.其数据率和音质介于参数和波形编码之间.总之,音频压缩技术之趋势有两个:压缩1)降低资料率,提高压缩比,用于廉价,低保真场合(如:电话).2)追求高保真度,复杂的压缩技术(如:CD).语音合成,辨识技术的介绍: 按照实现的功能来分,语音合成可分两个档次:(1)有限词汇的计算机语音输出(2)基于语音合成技术的文字语音转换(TTS:Text-to-Speech)按照人类语言功能的不同层次,语音合成可分为三个层次:(1)从文字到语音的合成(Text-to-Speech)(2)从概念到语音的合成(Concept-to-Speech)(3)从意向到语音的合成(Intention-to-Speech)图7.1是文本到语音的转换过程:文本处理语音合成韵律处理语音数据库词典及语言规范合成语音输出文本输入图7.1从文本到语音转换过程示意语音辨识:语音辨识技术有三大研究范围:口音独立,连续语音及可辨认字词数量. 口音独立:1)早期只能辨认特定的使用者即特定语者(SpeakerDependent,SD)模式,使用者可针对特定语者辨认词汇(可由使用者自行定义,如人名声控拨号),作简单快速的训第7章凌阳音频压缩算法265练纪录使用者的声音特性来加以辨认.随着技术的成熟,进入语音适应阶段SA(speakeradaptation),使用者只要对于语音辨识核心,经过一段时间的口音训练后,即可拥有不错的辨识率.2)非特定语者模式(SpeakerIndependent,SI),使用者无需训练即可使用,并进行辨认.任何人皆可随时使用此技术,不限定语者即男性,女性,小孩,老人皆可. 连续语音:1)单字音辨认:为了确保每个字音可以正确地切割出来,必须一个字一个字分开来念,非常不自然,与我们平常说话的连续方式,还是有点不同.2)整个句子辨识:只要按照你正常说话的速度,直接将要表达的说出来,中间并不需要停顿,这种方式是最直接最自然的,难度也最高,现阶段连续语音的辨识率及正确率,虽然效果还不错但仍需再提高.然而,中文字有太多的同音字,因此目前所有的中文语音辨识系统,几乎都是以词为依据,来判断正确的同音字.可辨认词汇数量:内建的词汇数据库的多寡,也直接影响其辨识能力.因此就语音辨识的词汇数量来说亦可分为三种:1)小词汇量(10-100)2)中词汇量(100-1000)3)无限词汇量(即听写机)图7.2是简化的语音识别原理图,其中实线部分成为训练模块,虚线部分为识别压缩模块.复杂声学,言语条件下的语音输入语音模型声学模式训练语音匹配语音模式训练语音处理识别结果,理解结果语言模型图7.2语音识别原理简图第7章凌阳音频压缩算法2667.2凌阳音频简介7.2.1凌阳音频压缩算法的编码标准表7.1是不同音频质量等级的编码技术标准(频响): 表7.1信号类型频率范围(Hz)采样率(kHz)量化精度(位) 电话话音200~__宽带音频(AM质量)50~__-__调频广播(FM质量)20~15k37.816高质量音频(CD质量)20~20k44.116凌阳音频压缩算法处理的语音信号的范围是200Hz-3.4KHz的电话话音.7.2.2压缩分类压缩分无损压缩和有损压缩.无损压缩一般指:磁盘文件,压缩比低:2:1～4:1. 而有损压缩则是指:音/视频文件,压缩比可高达100:1.凌阳音频压缩算法根据不同的压缩比分为以下几种(具体可参见语音压缩工具一节内容):SACM-A2022年:压缩比为8:1,8:1.25,8:1.5SACM-S480:压缩比为80:3,80:4.5SACM-S240:压缩比为80:1.5按音质排序:A2022年S480S2407.2.3凌阳常用的音频形式和压缩算法1)波形编码:sub-band即SACM-A2022年特点:高质量,高码率,适于高保真语音/音乐.压缩2)参数编码:声码器(vocoder)模型表达,抽取参数与激励信号进行编码.如: SACM-S240.特点:压缩比大,计算量大,音质不高,廉价!3)混合编码:CELP即SACM-S480特点:综合参数和波形编码之优点.除此之外,还具有FM音乐合成方式即SACM-MS01.第7章凌阳音频压缩算法2677.2.4分别介绍凌阳语音的播放,录制,合成和辨识凌阳的__A是16位单片机,具有DSP功能,有很强的信息处理能力,最高时钟频率可达到49MHz,具备运算速度高的优势等等,这些都无疑为语音的播放,录放,合成及辨识提供了条件.凌阳压缩算法中SACM_A2022年,SACM_S480,SACM_S240主要是用来放音,可用于语音提示,而DVR则用来录放音.对于音乐合成MS01,该算法较繁琐,而且需要具备音乐理论,配器法及和声学知识,所以对于特别爱好者可以到我们的网站去了。
量化比特率
量化比特率什么是比特率？比特率（bitrate）是指在单位时间内传输的数据量，通常用比特每秒（bps）来表示。
比特率是衡量数字信号传输速度的重要指标，也被称为数据传输速率或数据速率。
在计算机网络和通信领域，比特率用于描述数字信号传输的速度。
它表示每秒钟能够传送多少个二进制位（即比特）。
比特率越高，数据传输速度就越快。
量化比特率的意义量化比特率是指对音频或视频文件进行压缩时使用的一种技术。
通过降低文件的比特率，可以减小文件的大小，从而减少存储空间和传输带宽的需求。
在传输音频或视频文件时，高比特率可能会导致大量数据需要传输，这可能会耗费较多的带宽和存储空间。
通过对音频或视频文件进行压缩，并降低其比特率，可以实现更高效的存储和传输。
如何量化比特率？量化比特率涉及到对音频或视频文件进行压缩处理。
压缩可以分为有损压缩和无损压缩两种方式。
1. 有损压缩有损压缩是指在压缩文件时，会有一定程度的信息丢失。
通过牺牲一部分音频或视频质量，可以显著减小文件的大小。
在音频领域，常见的有损压缩算法包括MP3、AAC等。
这些算法通过移除人耳难以察觉的音频信号细节，来减小文件大小。
在视频领域，常见的有损压缩算法包括H.264、MPEG-4等。
这些算法通过去除视频中的冗余信息和不可察觉的细节，来实现压缩。
有损压缩虽然会导致一定程度的质量损失，但在很多应用场景下，这种损失是可以接受的。
在网络音乐和在线视频播放中，使用有损压缩可以提供较好的用户体验，并减少存储和传输成本。
2. 无损压缩无损压缩是指在压缩文件时，不会丢失任何信息。
通过利用数据的统计特性和冗余性来减小文件大小。
在音频领域，常见的无损压缩算法包括FLAC、ALAC等。
这些算法通过对音频数据进行编码和解码，来实现无损压缩。
在视频领域，常见的无损压缩算法包括H.265、AV1等。
这些算法通过利用视频中的冗余信息和编码技巧，来实现无损压缩。
与有损压缩相比，无损压缩可以保持原始文件的质量完整性。
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相同点：
一、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间
FLAC与AEP的压缩比基本相同，FLAC的压缩比为58.70%，而APE的压缩比则要更高一些，为55.50%，都能压缩到接近源文件一半大小。
二、编码速度考验用户的耐心，速度快者优
非常值得赞扬的是，FLAC与APE的编码速度都相差无几，这是因为两者的压缩技术是开源的，开发者可以借鉴两者在编码上的不同优势进行开发，不过目前编码速度最快的是WavPack和Shorten两种无损压缩格式，但这两种格式的非开源性限制了其普及。
音频压缩领域,有两种压缩方式.txt懂得放手的人找到轻松，懂得遗忘的人找到自由，懂得关怀的人找到幸福！女人的聪明在于能欣赏男人的聪明。生活是灯，工作是油，若要灯亮，就要加油！相爱时，飞到天边都觉得踏实，因为有你的牵挂；分手后，坐在家里都觉得失重，因为没有了方向。在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！
三、平台的支持决定普及度
音频压缩不但需要硬件的支持，也需要的软件的支持，因此能够被更广泛的平台支持，也就意味着被更多用户使用。FLAC与APE在这方面做的都非常出色，能够兼容所有系统平台，现在无论您是Windows用户还是众多版本的Linux用户，哪怕您是Mac OS的忠实FANS，都无需担心无法使用FLAC或APE。
四、两者的开源特性，完全免费的技术
两者的开源特性，意味着任何组织或个人都可以免费使用这两种压缩技术，任何组织或个人都可以修改和发布基于这两种技术的新产品，这给众多MP3厂商降低成本提供了有力保障，且消费者也能够以相对低廉的价格购买到只有世界级MP3（例如：iPod支持ALAC）才支持的无损压缩音频、CD级的音质表现！
目前采用闪存芯片的随身听还少有支持FLAC无损压缩格式，但就在近日，国内知名厂商台电科技的TL-T19第二代双核心电影MP3，已经宣布对FLAC无损压缩格式的支持，这是国内目前为止第一款支持FLAC无损压缩格式的电影MP3，也是目前世界上少有的几款支持FLAC音乐的闪存MP3。
ห้องสมุดไป่ตู้
前面已经说明，无损压缩是在保证不损失源文件所有码率的前提下，将音频文件压缩的更小，也就是说这两种音频格式都能保证源文件码率的无损。但两种压缩格式毕竟为两种压缩算法，下面列举一下两种压缩格式的异同点：
二、优化的编码结构，决定了解码的速度！
由于编码方式的不同，将影响两种无损压缩格式的解码速度，通常FLAC的解码速度比APE快30%，这是因为，FLAC只需执行整数运算，而无需执行占用系统更高频率和更大数据处理量的浮点运算。基于这一点，一般硬件均可完美实现实时解码。
三、方便的资源获取，意味着能够得到更广泛的应用与支持
无论FLAC还是APE，在资源获取上，两者都能通过网络搜索轻松获得！
通过以上的对比，相信很多用户对FLAC和APE的认识更加深了一些，单从技术角度讲，FLAC要明显比APE优秀，原因在于，FLAC是第一个开源的且被世界公认的无损压缩格式，有来自世界各地的顶尖级开发高手对FLAC进行免费的开发与技术完善，同时，FLAC有广泛的硬件平台的支持，几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐，FLAC第三个优势在于：优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可，这将大大降低所占用的硬件资源！不过两种公开的技术具有极强的互补性，任何一方都不可能全面超越另一方！
目前，基于国产炬力ATJ 2097解码芯片的MP3大厂中，已有厂商如：昂达的VX939、台电科技的C133+支持APE格式！
FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，是一种非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，当在编码损坏时依然能正常播放。另外，该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式，世界知名数码产品如：Rio公司的硬盘随身听Karma，建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。
APE是Monkey's Audio，一种无损压缩格式。这种格式的压缩比远低于其他音频格式，但能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，也获得了不少音乐发烧友的青睐。在现有不少无损压缩方案中，APE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，在国内应用比较广泛，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的选择之一。
不同点：
一、自我纠错能力，谁更人性化？
很多消费者都经历过MP3的爆音问题，然后归咎于MP3质量有问题，其实，很大一部分爆音是因为音频压缩过程中，编码的微小损坏，造成在解码时，处理出来的数据与音频不一致，导致爆音现象。无损格式压缩的不好也会导致编码损坏，而在处理这种问题时，FLAC的会以静音方式代替有损部分，而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同，以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计的更人性化！