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音頻編碼的分類

工程師 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:h1654155205.5246 ? 2018-11-08 15:52 ? 次閱讀
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音頻編碼的分類

根據(jù)編碼方式的不同,音頻編碼技術(shù)分為三種:波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼。一般來說,波形編碼的話音質(zhì)量高,但編碼速率也很高;參數(shù)編碼的編碼速率很低,產(chǎn)生的合成語音的音質(zhì)不高;混合編碼使用參數(shù)編碼技術(shù)和波形編碼技術(shù),編碼速率和音質(zhì)介于它們之間。

1、波形編碼

波形編碼是指不利用生成音頻信號(hào)的任何參數(shù),直接將時(shí)間域信號(hào)變換為數(shù)字代碼,使重構(gòu)的語音波形盡可能地與原始語音信號(hào)的波形形狀保持一致。波形編碼的基本原理是在時(shí)間軸上對(duì)模擬語音信號(hào)按一定的速率抽樣,然后將幅度樣本分層量化,并用代碼表示。

波形編碼方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、適應(yīng)能力強(qiáng)并且語音質(zhì)量好。不過因?yàn)閴嚎s方法簡(jiǎn)單也帶來了一些問題:壓縮比相對(duì)較低,需要較高的編碼速率。一般來說,波形編碼的復(fù)雜程度比較低,編碼速率較高、通常在16 kbit/s以上,質(zhì)量相當(dāng)高。但編碼速率低于16 kbit/s時(shí),音質(zhì)會(huì)急劇下降。

最簡(jiǎn)單的波形編碼方法是PCM(Pulse Code Modulation,脈沖編碼調(diào)制),它只對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣和量化處理。優(yōu)點(diǎn)是編碼方法簡(jiǎn)單,延遲時(shí)間短,音質(zhì)高,重構(gòu)的語音信號(hào)與原始語音信號(hào)幾乎沒有差別。不足之處是編碼速率比較高(64 kbit/s),對(duì)傳輸通道的錯(cuò)誤比較敏感。

2、參數(shù)編碼

參數(shù)編碼是從語音波形信號(hào)中提取生成語音的參數(shù),使用這些參數(shù)通過語音生成模型重構(gòu)出語音,使重構(gòu)的語音信號(hào)盡可能地保持原始語音信號(hào)的語意。也就是說,參數(shù)編碼是把語音信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)字模型作為基礎(chǔ),然后求出數(shù)字模型的模型參數(shù),再按照這些參數(shù)還原數(shù)字模型,進(jìn)而合成語音。

參數(shù)編碼的編碼速率較低,可以達(dá)到2.4 kbit/s,產(chǎn)生的語音信號(hào)是通過建立的數(shù)字模型還原出來的,因此重構(gòu)的語音信號(hào)波形與原始語音信號(hào)的波形可能會(huì)存在較大的區(qū)別、失真會(huì)比較大。而且因?yàn)槭艿秸Z音生成模型的限制,增加數(shù)據(jù)速率也無法提高合成語音的質(zhì)量。不過,雖然參數(shù)編碼的音質(zhì)比較低,但是保密性很好,一直被應(yīng)用在軍事上。典型的參數(shù)編碼方法為LPCLinear Predictive Coding,線性預(yù)測(cè)編碼)。

3、混合編碼

混合編碼是指同時(shí)使用兩種或兩種以上的編碼方法進(jìn)行編碼。這種編碼方法克服了波形編碼和參數(shù)編碼的弱點(diǎn),并結(jié)合了波形編碼高質(zhì)量和參數(shù)編碼的低編碼速率,能夠取得比較好的效果。

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