第三章 音频信号处理技术

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体技术基础与应用

高等院校计算机规划教材

范铁生 岳承君 王 军 王丹华 编著

电子工业出版社

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体技术基础与应用

第三章 一维的音频信号理技术

学习要点 了解音频信号的基本概念 理解人类的听觉特性 理解时频域掩蔽效应 理解音频信号压缩技术 了解常见音频编码标准 通过实例掌握常用的音频处理软件

●

● ● ● ●

●

多媒体音频信号的详细处理过程

3.1 音频信号的基本概念 3.1.1音频信号的特点 3.1.2 音频信号的离散化 3.1.3 音频信号的音质指标 3.1.4 音频文件的格式 3.2 人类听觉特性 3.2.1 人耳的构造 3.2.2 频率 3.2.3 时域掩蔽效应 3.2.4 频域掩蔽效应 3.2.5 音频的有关定律 3.3 音频信号的压缩技术 3.3.1 脉冲编码调制 3.3.2 感知编码 3.3.3 子带编码 3.4 音频编码标准 3.4.1 CCITT G系列标准 3.4.2 MP3压缩标准 3.4.3 AC-3压缩标准 3.4.4 MIDI标准 3.5 应用实例

多媒体技术基础与应用

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体技术基础与应用

数字化声音压缩的必要性

储存： 计算一分钟未经压缩的CD高保真立体声数字声

音文件的大小为10MB左右，必须进行压缩才能储存。 经过MP3压缩编码后只有1MB左右 。 传输：音频压缩的目标是将数据传输率由1.5Mbit/s码

率降低到100～400kbit/s 。 MP3音频文件通常码率为 32kbit/s

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体技术基础与应用

与视频压缩相似，音频压缩也有两种方式：

– 冗余度消除——省略多余信息，无损 – 不相关性消除——省去接收端（人耳）不能察觉的信 息，有损

所有音频压缩方法基于心理声学模型，利用人耳

的不足，消除音频信号中的不相关信息。

– 人耳不能察觉频域和时域中强声音脉冲邻近的声音 – 对人耳而言，某些声音可以掩盖其他低幅度的声音信 号。

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体技术基础与应用

语音信号冗余几个方面：

1). 幅度非均匀分布

语音中小幅度样本比大幅度样本出现的概率要高。通话会有间隙，且实际语音信号的 功率电平也趋向于出现在编码范围的较低电平端。 2). 样本之间的相关性 对语音波形分析表明，采样数据的最大相关性存在于邻近样本之间。当采样速率为 8KHz时，相邻采样值之间的相关系数大于0.85，甚至在相距十个样本之间，相关系数 还有0.3左右的数量级。 3). 周期之间的相关性 虽然电话语音信号的频率分布在300-3400Hz的频带内，但在特定的瞬间，某一声音却 往往只是该频带内的少数频率起作用。当声音中只存在少数几个基本频率时，就会像 某些振荡波形一样，在周期与周期之间存在着一定的相关性。 4). 基音之间的相关性 语音可以分为清音和浊音两种基本类型.浊音是由声带振动产生，每一次振动使一股

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程

多媒体音频信号的详细处理过程