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1、第2章 音频技术及应用,2.1 数字音频基础,2.1.1 认识声波 2.1.2 声音数字化,2.1.1 认识声波,1周期 2频率 3振幅,1周期,声源完全振动一次所需要的时间 一般用T 表示，单位：秒（s）,2频率,单位时间内声波的周期数 一般用 f 表示，单位是赫兹（Hz）,3振幅,振幅是指在振动过程中，质点偏离平衡位置的最大值，常用表示。它反映质点振动的强度。,2.1.2 声音的数字化,1抽样 2量化 3编码,1抽样,将时间上连续的音频信号波形按一定的时间间隔取出样值，形成在时间上离散的脉冲序列，称为抽样（或采样）。,1抽样,根据抽样定理：如果抽样频率（fs）大于模拟信号上限频率（fM）的
2、2倍，即fs2fM，就不会在抽样中丢失有用信息。,人类能够听到的声音上限频率大致为20kHz，在声音数字化时，为保证质量，其抽样频率fs应大于40kHz。,应用提示,2量化,将抽样值相对于振幅进行离散的数值化的操作称为量化。,均匀量化法,3编码,编码指的是将抽样、量化所得的量值变换为二进制码。,量化值的二进制编码,第2章 音频技术及应用,2.2 音频信号压缩编码,2.2.1 音频压缩编码方法 2.2.2 音频压缩编码的国际标准 2.2.3 我国的音频压缩编码技术,2.2.1 音频压缩编码方法,1时域压缩 2子带压缩 3变换压缩,1时域压缩,直接针对音频PCM码流的样值进行处理，通过静音检测、非
3、线性量化、差分等手段对码流进行压缩。 G.711 ADPCM 线性预测编码 码激励线性预测编码 块压扩技术,2子带压缩,是以子带编码理论为基础的种编码方法，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。,3变换压缩,对一段音频数据进行“线件”的变换对所获得的变换域参数进行量化、传输。 DolbyAC-2 ASPEC PAC,2.2.2 音频压缩编码的国际标准,1G.7xx语音编码标准 2MPEG音频编码标准 3移动通信语音编码标准 4Dolby音频编码标准 5保密通信电话标准,1G.7xx语音编码标准,主要应用于电话语音编码
4、G.711：PCM 64kbit/s G.721：ADPCM 32kbit/s G.726：40k、32k、24k、16kbit/s G.723.1：CELP 5.3/6.3kbit/s G.728： CELP 16kbit/s G.729： CELP 8kbit/s,2MPEG音频编码标准,（1）MPEG-1 （2）MPEG-2 （3）MPEG-4,3移动通信语音编码标准,（1）欧洲数字蜂窝电话标准 （2）北美数字蜂窝电话标准 （3）日本数字蜂窝电话标准,4Dolby音频编码标准,AC-1：常用于卫星通信和数码有线广播 AC-2：用于专业音频的传输和存储 AC-3：数字多声道音频处理技术 D
5、olbyE：数字电视音频编码系统,5保密通信电话标准,美国国防部（制定了一系列应用于保密通信的语音编码标准。 1984年，FS-1015标准：2.4kbit/s LPC-10e 1991年，FS-1016标准：4.8kbit/s CELP,2.2.3 我国的音频压缩编码技术,AVS标准是信息技术先进音视频编码系列标准的简称，包括系统、视频、音频、数字版权管理4个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。,第2章 音频技术及应用,2.3 音频技术应用示例：IP电话,2.3.1 IP电话的语音编解码技术 2.3.2 IP电话的三种实现方式,2.3.1 IP电话的语音编解码技术,G.723.1编码器是Vo
6、IP论坛选用的IP电话语音编码器之一。 G.729A在噪声较大的环境下有更好的语音质量，适用帧中继。G.729A编码器是VoIP论坛选用的另一个IP电话编码器。,2.3.2 IP电话的三种实现方式,1PC to PC 2PC to Phone 3Phone to Phone,IP电话应用的雏形，通话的前提是双方计算机中必须安装有同套网络电话软件。当前，几乎所有的因特网即时通信软件都提供这种功能。,1PC to PC,作为呼叫方的计算机，要求具备多媒体功能，能连接上因特网，并且要安装IP电话的软件。主要用于拨打到国外的电话，能够节省国际通信费用。,2PC to Phone,电话拨电话，需要IP电话系统的支持。IP电话系统一般由3部分构成： 电话：通过本地电话网连到本地网关的电话终端； 网关：因特网与电话网之间的接口； 网络管理者：负责用户注册与管理。,3Phone to Phone,
