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第三章话音编码 1 信息量大 2 编码与压缩标准ITU TSSPulsecodemodulationPCMDeltamodulationDM与ADMAdaptivePCMAPCMDifferentialDPCMADPCMG 722 SBCGlobalSystemforMobilecommunicationsGSM协议 3 2PCM PCM的概念 参见图3 7 模拟声波的数字化示意图 2 量化均匀量化 等距离分割信号的幅度范围对每个分割区间 用一个整数值表示例如信号幅度 0 9 0 7 分成8个等距区间 量化噪声 x n 为未量化的采样值 e n 为量化误差 非均匀量化 语音信号幅度的分布 解释信噪比位数不增加 保证信号的质量根据抽样非均匀分布的特点 设法让量化阶距随信号的概率密度的减少而增加 或者说把大的量化误差留给出现概率较小的样值 用非线性变换y F x 先将信号压缩后 再均匀量化 恢复时 用改变换的反函数x F 1 y 对量化值进行扩展 就可得到重建信号 非均匀量化 非线性变换 对数变换ln人耳对音量 人烟对光强的感知也呈现对数特性 声音响一倍 光亮一倍 非均匀量化举例 3 率压扩 即F x 4 A率压扩 3 4增量调制与自适应增量调制 编码的数据压缩依据幅度非均匀分布 非均匀编码样本间的相关 即相邻样本之间的取样数据存在强相关 例如 取样频率8kHz 相邻样本间的相关系数 0 85 相距10个样本间 仍有0 3 产生预测编码技术其他依据 通话间隙 传其他数据 人的听觉感知机理 掩蔽效应 1 增量调制DeltaModulationPCM 对采样信号的幅度编码DM sign 采样信号与预测的采样信号 采样信号 预测的采样信号 编码为1否则编码为0参见图3 12 2 DM的问题斜率过载 slopeoverload 粒状噪声 granularnoise 3 ADM AdaptiveDM 检测信号斜率 过载时 加大Delta 斜率减少时 减少Delta 具体方案 Song在1971 每当输出不变时 Delta增大50 每当输出值改变时 Delta减少50 Greefkes 3 5APCM DPCM 目的 对PCM的量化数据 量化数据为s k 压缩 1 APCM方法 根据s k 的幅值 如均方根 决定量化阶的大小 量化阶大小的改变 每个几个样本 瞬时 或者较长时间量化阶的确定 前向 为量化样本的均方根后向 量化器最近刚输出的样本的均方根 Seefig3 13 2 DPCM利用样本间的相关性 用过去的样本 1 N个 去估计下一个样本的幅度值 该值称预测值 对实际信号值与预测值之差进行编码 DPCM系统工作时 发端先发送一个起始值 接着就发送预测误差值 收端把收到的经过量化的预测误差值与本地计算出的预测值相加 即得到恢复信号 参见图3 14 3 G721ADPCM 1984年发布 86年修订实现64kb sA律或 律PCM到32kb sADPC
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