聲音編碼技術

1.G.721 ADPCM編碼器

?ADPCM 是利用樣本與樣本之間的高度相關性和量化階自適應來壓縮數據的一種波形編碼技術。
?CCITT 為此制定了 G.721 推薦標準 , 這個標準叫做 32kb/s 自適應差分脈沖Differential Pulse Code Modulation to 24and 40kb/s for Digital Circuit Multiplication Equipment Application , 使用該標準的編碼器的數據率可降低到 40kb/s 和24kb/s 。
?CCITT 推薦的 G.721 ADPCM 標準是一個代碼轉換系統。它使用 ADPCM 轉換技術 , 實現 64kb/s A 律或μ律 PCM 速率和 32kb/s 速率之間的相互轉換。

2.子帶編碼 (SBC)

子帶編碼主要過程是:
①使用一組帶通濾波器 (band-pass filter ,BPF) 把輸入音頻信號的頻帶分成若干個連續的頻段 , 每個頻段稱為子帶。
②對每個子帶中的音頻信號采用單獨的編碼方案去編碼。
③在信道上傳送時 , 將每個子帶的代碼復合起來。
④在接收端譯碼時 , 將每個子帶的代碼單獨譯碼 , 然后把它們組合起來 , 還原成原來的音頻信號。

采用對每個子帶分別編碼的好處：
·第一.對每個子帶信號分別進行自適應控制,量化階(quantization step) 的大小可以按照每個子帶的能量電平加以調節。具有較高能量電平的子帶用大的量化階去量化 , 以減少總的量化噪聲。
·第二,可根據每個子帶信號在感覺上的重要性 , 對每個子帶分配不同的位數 , 用來表示每個樣本值。例如 ,在低頻子帶中,為了保護音調和共振峰的結構,就要求較小的量化階、較多的量化級數, 即分配較多的位數來表示樣本值。而話音中的摩擦音和類似噪聲的聲音,通常出現在高頻子帶中,對它分配較少的位數。
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3.子帶－自適應差分脈沖編碼調制（SB-ADPCM）

采樣率為 8kHz 、 8 位 / 樣本、數據率為 64kb/s 的 G.711 標準是 CCITT 為話音信號頻率為 (300～3400)Hz制定的編譯碼標準, 這屬于窄帶音頻信號編碼。現代的話音編碼技術已經可以減少數據率 ,而又不至于顯著降低音質。 CCITT 推薦的 8KHz 采樣率、 4 位 / 樣本、 32kb/s 的 G.721 標準, 以及 G.721 的擴充標準 G.723, 都說明了話音壓縮編碼技術的進展。

G.722 是 CCITT 推薦的音頻信號編碼譯碼標準。該標準是描述音頻信號帶寬為 7kHz、數據率為 64kb/s 的編譯碼原理、算法和計算細節。
G.722 的主要目標是保持 64kb/s 的數據率 , 而音頻信號的質量要明顯高于 G.711 的質量。 G.722 標準把音頻信號采樣頻率由 8kHz 提高到 16KHz, 是 G.711PCM 采樣率的 2 倍 , 因而要被編碼的信號頻率由原來的 3.4kHz 擴展到 7kHz 。這就使音頻信號的質量有很大改善 , 由數字電話的話音質量提高到調幅 (AM) 無線電廣播的質量。對話音信號質量來說 , 提高采樣率并無多大改善 , 但對音樂一類信號來說 , 其質量卻有很大提高。
G.722編譯碼系統采用自帶自適應差分脈沖編碼調制技術，把頻帶分成兩個等帶寬的子代分別是高頻子帶和低頻子帶。在每個等帶寬的子帶中的信號都用ADPCM進行編碼。

4.G.722 SB－ADPCM編譯碼器

為了適應可視電話會議日益增長的迫切需要 ,1988年CITT 為此制定了G.722 推薦標準, 叫做 " 數據率為 64kb/s 的 7KHz 聲音信號編碼—— 7kHz Audio-coding with 64kb/s。這個標準把話音信號的質量由電話質量提高到AM 無線電廣播質量, 而其數據傳輸率仍保持為 64kb/s 。
寬帶話音是指帶寬在 (50～7000)Hz的話音 , 這種話音在可懂度和自然度方面都比帶寬為 (300～3400)Hz 的話音有明顯的提高, 也更容易識別對方的說話人。

5.線性預測編碼（LPC）

線性預測編碼是一種非常重要的編碼方法。從原理上講,LPC 是通過分析話音波形來產生聲道激勵和轉移函數的參數,對聲音波形的編碼實際就轉化為對這些參數的編碼,這就使聲音的數據量大大減少。在接收端使用 LPC 分析得到的參數 , 通過話音合成器重構話音。
合成器實際上是一個離散的隨時間變化的時變線性濾波器,它代表人的話音生成系統模型 。時變線性濾波器既當作預測器使用 , 又當作合成器使用。分析話音波形時, 主要是當作預測器使用。隨著話音波形的變化，周期性地使模型地參數和激勵條件適合新的要求。