MP3解码板原理图

音频的编解码

音频编码解码基本概念介绍 对数字音频信息的压缩主要是依据音频信息自身的相关性以及人耳对音频信息的听觉冗余度。音频信息在编码技术中通常分成两类来处理,分别是语音和音乐,各自采用的技术有差异。 语音编码技术又分为三类:波形编码、参数编码以及混合编码。 波形编码:波形编码是在时域上进行处理,力图使重建的语音波形保持原始语音信号的形状,它将语音信号作为一般的波形信号来处理,具有适应能力强、话音质量好等优点,缺点是压缩比偏低。该类编码的技术主要有非线性量化技术、时域自适应差分编码和量化技术。非线性量化技术利用语音信号小幅度出现的概率大而大幅度出现的概率小的特点,通过为小信号分配小的量化阶,为大信号分配大的量阶来减少总量化误差。我们最常用的G.711标准用的就是这个技术。自适应差分编码是利用过去的语音来预测当前的语音,只对它们的差进行编码,从而大大减少了编码数据的动态范围,节省了码率。自适应量化技术是根据量化数据的动态范围来动态调整量阶,使得量阶与量化数据相匹配。G.726标准中应用了这两项技术,G.722标准把语音分成高低两个子带,然后在每个子带中分别应用这两项技术。 参数编码:广泛应用于军事领域。利用语音信息产生的数学模型,提取语音信号的特征参量,并按照模型参数重构音频信号。它只能收敛到模型约束的最好质量上,力图使重建语音信号具有尽可能高的可懂性,而重建信号的波形与原始语音信号的波形相比可能会有相当大的差别。这种编码技术的优点是压缩比高,但重建音频信号的质量较差,自然度低,适用于窄带信道的语音通讯,如军事通讯、航空通讯等。美国的军方标准LPC-10,就是从语音信号中提取出来反射系数、增益、基音周期、清/浊音标志等参数进行编码的。MPEG-4标准中的HVXC声码器用的也是参数编码技术,当它在无声信号片段时,激励信号与在CELP时相似,都是通过一个码本索引和通过幅度信息描述;在发声信号片段时则应用了谐波综合,它是将基音和谐音的正弦振荡按照传输的基频进行综合。 混合编码:将上述两种编码方法结合起来,采用混合编码的方法,可以在较低的数码率上得到较高的音质。它的特点是它工作在非常低的比特率(4~16 kbps)。混合编码器采用合成分析技术。

AAC解码算法原理详解

AAC解码算法原理详解 原作者:龙帅 (loppp138@https://www.360docs.net/doc/9d12139443.html,) 此文章为便携式多媒体技术中心提供,未经站长授权,严禁转载,但欢迎链接到此地址。 本文详细介绍了符合ISO/IEC 13818-7(MPEG2 AAC audio codec) , ISO/IEC 14496-3(MPEG4 Audio Codec AAC Low Complexity)进行压缩的的AAC音频的解码算法。 1、程序系统结构 下面是AAC解码流程图: AAC解码流程图 在主控模块开始运行后,主控模块将AAC比特流的一部分放入输入缓冲区,通过查找同步字得到一帧的起始,找到后,根据ISO/IEC 13818-7所述的语法开始进行Noisless Decoding(无噪解码),无噪解码实际上就是哈夫曼解码,通过反量化(Dequantize)、联合立体声(Joint Stereo),知觉噪声替换(PNS),瞬时噪声整形(TNS),反离散余弦变换(IMDCT),频段复制(SBR)这几个模块之后,得出左右声道的PCM码流,再由主控模块将其放入输出缓冲区输出到声音播放设备。

2. 主控模块 主控模块的主要任务是操作输入输出缓冲区,调用其它各模块协同工作。其中,输入输出缓冲区均由DSP控制模块提供接口。输出缓冲区中将存放的数据为解码出来的PCM数据,代表了声音的振幅。它由一块固定长度的缓冲区构成,通过调用DSP控制模块的接口函数,得到头指针,在完成输出缓冲区的填充后,调用中断处理输出至I2S接口所连接的音频ADC芯片(立体声音频DAC和DirectDrive 耳机放大器)输出模拟声音。 3. 同步及元素解码 同步及元素解码模块主要用于找出格式信息,并进行头信息解码,以及对元素信息进行解码。这些解码的结果用于后续的无噪解码和尺度因子解码模块。 AAC的音频文件格式有以下两种: ADIF:Audio Data Interchange Format 音频数据交换格式。这种格式的特征是可以确定的找到这个音频数据的开始,不需进行在音频数据流中间开始的解码,即它的解码必须在明确定义的开始处进行。故这种格式常用在磁盘文件中。 ADTS:Audio Data Transport Stream 音频数据传输流。这种格式的特征是它是一个有同步字的比特流,解码可以在这个流中任何位置开始。它的特征类似于mp3数据流格式。 AAC的ADIF格式见下图: 3.1 ADIF的组织结构 AAC的ADTS的一般格式见下图: 3.2 ADTS的组织结构 图中表示出了ADTS一帧的简明结构,其两边的空白矩形表示一帧前后的数据。ADIF和ADTS的header是不同的。它们分别如下所示:

mp3解码算法原理详解

MPEG1 Layer3 (MP3)解码算法原理详解 本文介绍了符合ISO/IEC 11172-3(MPEG 1 Audio codec Layer I, Layer II and Layer III audio specifications) 或 ISO/IEC 13818-3(BC Audio Codec)的音频编码原理。通过madlib解码库进行实现。 1、程序系统结构 mp3解码流程图 其中同步及差错检查包括了头解码模块 在主控模块开始运行后,主控模块将比特流的数据缓冲区交给同步及差错检查模块,此模块包含两个功能,即头信息解码及帧边信息解码,根据它们的信息进行尺度因子解码及哈夫曼解码,得出的结果经过逆量化,立体声解码,混淆缩减,IMDCT,频率反转,合成多相滤波这几个模块之后,得出左右声道的PCM码流,再由主控模块将其放入输出缓冲区输出到声音播放设备。 2、主控模块

主控模块的主要任务是操作输入输出缓冲区,调用其它各模块协同工作。 其中,输入输出缓冲区均由DSP控制模块提供接口。 输入缓冲区中放的数据为原始mp3压缩数据流,DSP控制模块每次给出大于最大可能帧长度的一块缓冲区,这块缓冲区与上次解帧完后的数据(必然小于一帧)连接在一起,构成新的缓冲区。 输出缓冲区中将存放的数据为解码出来的PCM数据,代表了声音的振幅。它由一块固定长度的缓冲区构成,通过调用DSP控制模块的接口函数,得到头指针,在完成输出缓冲区的填充后,调用中断处理输出至I2S接口所连接的音频ADC芯片(立体声音频DAC和DirectDrive耳机放大器)输出模拟声音。 3、同步及差错检测 同步及差错检测模块主要用于找出数据帧在比特流中的位置,并对以此位置开始的帧头、CRC校验码及帧边信息进行解码,这些解码的结果用于后继的尺度因子解码模块和哈夫曼解码模块。Mpeg1 layer 3的流的主数据格式见下图: 主数据的组织结构图 其中granule0和granule1表示在一帧里面的粒度组1和粒度组2,channel0 和channel1表示在一个粒度组里面的两个通道,scalefactor为尺度因子quantized value为量化后的哈夫曼编码值,它分为big values大值区和count1 1值区 CRC校验:表达式为X16+X15+X2+1 3.1 帧同步 帧同步目的在于找出帧头在比特流中的位置,ISO 1172-3规定,MPEG1 的帧头为12比特的“1111 1111 1111”,且相邻的两个帧头隔有等间距的字节数,这个字节数可由下式算出: N= 144 * 比特率 / 采样率 如果这个式子的结果不是整数,那么就需要用到一个叫填充位的参数,表示间距为N +1。

LM386 电路原理 音频放大器

LM386 电路原理 LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。 一、 LM386内部电路 LM386内部电路原理图如图所示。与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。 第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。 第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。 第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。

引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,故为OTL电路。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。 电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。 二、 LM386的引脚图 LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚 2为反相输入端,3为同相输入端;引脚5为 输出端;引脚6和4分别为电源和地;引脚1 和8为电压增益设定端;使用时在引脚7和地 之间接旁路电容,通常取10μF。 LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚2为反相输入端,3为同相输入端;引脚5为输出端;引脚6和4分别为电源和地;引脚1和8为电压增益设定端;使用时在引脚7和地之间接旁路电容,通常取10μF。 查LM386的datasheet,电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4);静态消耗电流为4mA;电压增益为20-200dB;在1、8脚开路时,带宽为300KHz;输入阻抗为50K;音频功率0.5W。 尽管LM386的应用非常简单,但稍不注意,特别是器件上电、断电瞬间,甚至工作稳定后,一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来的瞬态冲击,在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声 查LM386的datasheet,电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4);静态消耗电流为4mA;电压增益为20-200dB;在1、8脚开路时,带宽为300KHz;输入阻抗为50K;音频功率0.5W。 尽管LM386的应用非常简单,但稍不注意,特别是器件上电、断电瞬间,甚至工作稳定后,一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来的瞬态冲击,在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。 1、通过接在1脚、8脚间的电容(1脚接电容+极)来改变增益,断开时增益为20dB。因此用不到大的增益,电容就不要接了,不光省了成本,还会带来好处--噪音减少,何乐而不为? 2、PCB设计时,所有外围元件尽可能靠近LM386;地线尽可能粗一些;输入音频信号通路尽可能平行走线,输出亦如此。这是死理,不用多说了吧。 3、选好调节音量的电位器。质量太差的不要,否则受害的是耳朵;阻值不要太大,10K最合适,太大也会影响音质,转那么多圈圈,不烦那! 4、尽可能采用双音频输入/输出。好处是:“+”、“-”输出端可以很好地抵消共模信号,故能有效抑制共模噪声。 5、第7脚(BYPASS)的旁路电容不可少!实际应用时,BYPASS端必须外接一个电解电容到地,起滤除噪声的作用。工作稳定后,该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容

AAC解码算法原理详解

A A C解码算法原理详解原作者:龙帅 此文章为提供,未经站长授权,严禁转载,但欢迎链接到此地址。 本文详细介绍了符合 ISO/IEC13818-7(MPEG2AACaudiocodec),ISO/IEC144 96-3(MPEG4AudioCodecAACLowComplexity)进行压缩的的AAC音频的解码算法。 1、程序系统结构 下面是AAC解码流程图: AAC解码流程图 ?在主控模块开始运行后,主控模块将AAC比特流的一部分放入输入缓冲区,通过查找同步字得到一帧的起始,找到后,根据ISO/IEC13818-7所述的语法开始进行NoislessDecoding(无噪解码),无噪解码实际上就是哈夫曼解码,通过反量化(Dequantize)、联合立体声(JointStereo),知觉噪声替换(PNS),瞬时噪声整形(TNS),反离散余弦变换(IMDCT),频段复制(SBR)这几个模块之后,得出左右声道的PCM码流,再由主控模块将其放入输出缓冲区输出到声音播放设备。 2.主控模块 主控模块的主要任务是操作输入输出缓冲区,调用其它各模块协同工作。其中,输入输出缓冲区均由DSP控制模块提供接口。输出缓冲区中将存放的数据为解码出来的PCM数据,代表了声音的振幅。它由一块固定长度的缓冲区构成,通过调用DSP控制模块的接口函数,得到头指针,在完成输出缓冲区的填充后,调用中断处理输出至I2S接口所连接的音频ADC芯片(立体声音频DAC和DirectDrive 耳机放大器)输出模拟声音。 3.同步及元素解码 同步及元素解码模块主要用于找出格式信息,并进行头信息解码,以及对元素信

AAC的ADTS格式及解码算法详解

AAC的ADTS格式及解码算法详解 本文详细介绍了符合ISO/IEC 13818-7(MPEG2 AAC audio codec) , ISO/IEC 14496-3(MPEG4 Audio Codec AAC Low Complexity)进行压缩的的AAC音频的解码算法。 1、程序系统结构 下面是AAC解码流程图: AAC解码流程图 在主控模块开始运行后,主控模块将AAC比特流的一部分放入输入缓冲区,通过查找同步字得到一帧的起始,找到后,根据ISO/IEC 13818-7所述的语法开始进行Noisless Decoding(无噪解码),无噪解码实际上就是哈夫曼解码,通过反量化(Dequantize)、联合立体声(Joint Stereo),知觉噪声替换(PNS),瞬时噪声整形(TNS),反离散余弦变换(IMDCT),频段复制(SBR)这几个模块之后,得出左右声道的PCM码流,再由主控模块将其放入输出缓冲区输出到声音播放设备。 2. 主控模块 主控模块的主要任务是操作输入输出缓冲区,调用其它各模块协同工作。其中,输入输出缓冲区均由DSP控制模块提供接口。输出缓冲区中将存放的数据为解码出来的PCM数据,代表了声音的振幅。它由一块固定长度的缓冲区构成,通过调用DSP控制模块的接口函数,得到头指针,在完成输出缓冲区的填充后,调用中断处理输出至I2S接口所连接的音频ADC 芯片(立体声音频DAC和DirectDrive耳机放大器)输出模拟声音。 3. 同步及元素解码 同步及元素解码模块主要用于找出格式信息,并进行头信息解码,以及对元素信息进行解码。这些解码的结果用于后续的无噪解码和尺度因子解码模块。 AAC的音频文件格式有以下两种: ADIF:Audio Data Interchange Format 音频数据交换格式。这种格式的特征是可以确定的找到这个音频数据的开始,不需进行在音频数据流中间开始的解码,即它的解码必须在明确定义的开始处进行。故这种格式常用在磁盘文件中。 ADTS:Audio Data Transport Stream 音频数据传输流。这种格式的特征是它是一个有同步字的比特流,解码可以在这个流中任何位置开始。它的特征类似于mp3数据流格式。 AAC的ADIF格式见下图: 3.1 ADIF的组织结构 AAC的ADTS的一般格式见下图:

(完整)流媒体传输协议及音视频编解码技术

1.1音视频编解码技术 1.1.1 MPEG4 MPEG全称是Moving Pictures Experts Group,它是“动态图象专家组”的英文缩写,该专家组成立于1988年,致力于运动图像及其伴音的压缩编码标准化工作,原先他们打算开发MPEG1、MPEG2、MPEG3和MPEG4四个版本,以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。 目前,MPEG1技术被广泛的应用于VCD,而MPEG2标准则用于广播电视和DVD等。MPEG3最初是为HDTV开发的编码和压缩标准,但由于MPEG2的出色性能表现,MPEG3只能是死于襁褓了。MPEG4于1999年初正式成为国际标准。它是一个适用于低传输速率应用的方案。与MPEG1和MPEG2相比,MPEG4更加注重多媒体系统的交互性和灵活性MPEG1、MPEG2技术当初制定时,它们定位的标准均为高层媒体表示与结构,但随着计算机软件及网络技术的快速发展,MPEG1、MPEG2技术的弊端就显示出来了:交互性及灵活性较低,压缩的多媒体文件体积过于庞大,难以实现网络的实时传播。而MPEG4技术的标准是对运动图像中的内容进行编码,其具体的编码对象就是图像中的音频和视频,术语称为“AV对象”,而连续的AV对象组合在一起又可以形成AV场景。因此,MPEG4标准就是围绕着AV对象的编码、存储、传输和组合而制定的,高效率地编码、组织、存储、传输AV 对象是MPEG4标准的基本内容。 在视频编码方面,MPEG4支持对自然和合成的视觉对象的编码。(合成的视觉对象包括2D、3D动画和人面部表情动画等)。在音频编码上,MPEG4可以在一组编码工具支持下,对语音、音乐等自然声音对象和具有回响、空间方位感的合成声音对象进行音频编码。 由于MPEG4只处理图像帧与帧之间有差异的元素,而舍弃相同的元素,因此大大减少了合成多媒体文件的体积。应用MPEG4技术的影音文件最显著特点就是压缩率高且成像清晰,一般来说,一小时的影像可以被压缩为350M左右的数据,而一部高清晰度的DVD电影, 可以压缩成两张甚至一张650M CD光碟来存储。对广大的“平民”计算机用户来说,这就意味着, 您不需要购置DVD-ROM就可以欣赏近似DVD质量的高品质影像。而且采用MPEG4编码技术的影片,对机器硬件配置的要求非常之低,300MHZ 以上CPU,64M的内存和一个8M显存的显卡就可以流畅的播放。在播放软件方面,它要求也非常宽松,你只需要安装一个500K左右的MPEG4 编码驱动后,用WINDOWS 自带的媒体播放器就可以流畅的播放了 AV对象(AVO,Audio Visual Object)是MPEG-4为支持基于内容编码而提出的重要概念。对象是指在一个场景中能够访问和操纵的实体,对象的划分可根据其独特的纹理、运动、形状、模型和高层语义为依据。在MPEG-4中所见的音视频已不再是过去MPEG-1、MPEG-2中图像帧的概念,而是一个个视听场景(AV场景),这些不同的AV场景由不同的AV对象组成。AV对象是听觉、视觉、或者视听内容的表示单元,其基本单位是原始AV对象,它可以是自然的或合成的声音、图像。原始AV对象具有高效编码、高效存储与传输以及可交互性的特性,它又可进一步组成复合AV对象。因此MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输。AV对象的提出,使多媒体通信具有高度交互及高效编码的能力,AV对象编码就是MPEG-4的核心编码技术。 MPEG-4不仅可提供高压缩率,同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性,它采用开放的编码系统,可随时加入新的编码算法模块,同时也可根据不同应用需求现场配置解码器,以支持多种多媒体应用 1.1.2 H264 H.264是由ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)联合组建的联合视频组(JVT:joint video team)提出的一个新的数字视频编码标准,

音频放大电路的组成及原理

第二章高保真电路的组成及基本原理 2.1电路整体方案的确定 音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大,输出足够的功率去驱动负载(扬声器)发出优美的声音。放大器一般包括前置放大和功率放大两部分,前者以放大信号振幅为目的,因而又称电压放大器;后者的任务是放大信号功率,使其足以推动扬声器系统。 功率放大电路是一种能量转换电路,要求在失真许可的范围内,高效地为负载提供尽可能大的功率,功放管的工作电流、电压的变化范围很大,那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态,有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率,将放大电路做成推挽式电路,功放管的工作状态设置为甲乙类,以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL(无输出电容)、单电源互补推挽功率放大器OTL(无输出变压器)、平衡(桥式)无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压,因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。 OCL电路由于性能比较好,所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输出级选用OCL功率放大器,偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单,信号失真小,本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路,要求前置输入阻抗比较高,输出阻抗低,本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟随器组成。 高保真音频放大器组成框图 2.2 OCL功率放大器的原理 OCL功率放大器电路通常可分成:功率输出级、推动级和输入级三部分。根据给定技术指标,选择下图所示电路 功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路,可以得到较大的输出功率。再用一些电阻来减小复合管的穿透电流,增加电路的稳定性。前置电路用NPN型三极管组成恒压电路,保证功率输出管有合适的初始电流,以克服交越失真。 推动级采用普通共射放大电路。 输入级部分由三极管组成差动放大电路,减小电路直流漂移。 2.3音调控制电路的原理 常用的音调控制电路有三种:一种是衰减式RC音调控制电路,其调节范围

数字音视频编解码技术标准工作组知识产权政策

数字音视频编解码技术标准工作组知识产权政策

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

数字音视频编解码技术标准工作组知识产权政策 (2004年9月12日第十次工作会议通过实施) (2008年3月29日第二十四次工作会议修订) 第一章、总则 第一条本知识产权政策文件(“知识产权政策”)规定了中国数字音视频编解码技术标准工作组(“工作组”)的与制订A VS技术标准的整个过程及其所产生的标准文 档相关的知识产权的管理规则。 第二条通过签署A VS会员协议,会员书面承诺该会员及其关联者及其工作组成员同意并遵守本知识产权政策的条款。 第三条本知识产权政策是A VS会员协议的必要组成部分,并通过引用纳入会员协议。 第二章、定义 第四条对于在本知识产权政策中使用并且在A VS章程、A VS会员协议和A VS章程细则中已有定义的词语,其含义应遵从有关文件中的定义。以下词语在本知识产 权政策中定义为以下含义: 1、“符合部分”仅指有关产品或服务中实施并符合最终A VS 标准的所有相关规范性要求的特定部分,这些规范性要求应当 在最终A VS标准中明确公开,并且其目的是为了使产品或服 务能够实现该最终AVS标准所定义的解码、编码、发送数字 媒体或识别和实施权利管理。 2、“必要权利要求”是指根据授权或公布专利的所在国法律, 被最终A VS标准的符合部分不可避免地侵权的该专利中的某 一权利要求,且仅限于该权利要求。 专利的某一权利要求被不可避免地侵权,是指该侵权不可能在 实施最终A VS标准时通过采用另一个技术上可行的不侵权的 实施方式予以避免。 必要权利要求不包括,并且许可也不适用于:(1)不符合上文 规定的其他权利要求,即使该权利要求包含在同一件专利中; (2)在最终的A VS标准文档中引用或以参考方式包括在内的 其他标准中涉及的权利要求;(3)制造或使用符合最终AVS 标准文档的任何产品、服务及其部分时可能必要,但没有明确 地在该标准文档中描述的实现技术。 3、“专利”是指许可方或其关联者拥有的或者在无需向非关联 第三方付费的情况下有权许可的,在任何国家授权的任何专 利、可执行的发明证书、授权的实用新型、或公布提请异议的 任何可执行的专利申请或实用新型申请,但不包括外观设计专 利和外观设计登记。 4、“规范性参考文件”是指并非由工作组制定而是通过引用包

各种音视频编解码学习详解 h264

各种音视频编解码学习详解h264 ,mpeg4 ,aac 等所有音视频格式 编解码学习笔记(一):基本概念 媒体业务是网络的主要业务之间。尤其移动互联网业务的兴起,在运营商和应用开发商中,媒体业务份量极重,其中媒体的编解码服务涉及需求分析、应用开发、释放license收费等等。最近因为项目的关系,需要理清媒体的codec,比较搞的是,在豆丁网上看运营商的规范标准,同一运营商同样的业务在不同文档中不同的要求,而且有些要求就我看来应当是历史的延续,也就是现在已经很少采用了。所以豆丁上看不出所以然,从wiki上查。中文的wiki信息量有限,很短,而wiki的英文内容内多,删减版也减肥得太过。我在网上还看到一个山寨的中文wiki,长得很像,红色的,叫―天下维客‖。wiki的中文还是很不错的,但是阅读后建议再阅读英文。 我对媒体codec做了一些整理和总结,资料来源于wiki,小部分来源于网络博客的收集。网友资料我们将给出来源。如果资料已经转手几趟就没办法,雁过留声,我们只能给出某个轨迹。 基本概念 编解码 编解码器(codec)指的是一个能够对一个信号或者一个数据流进行变换的设备或者程序。这里指的变换既包括将信号或者数据流进行编码(通常是为了传输、存储或者加密)或者提取得到一个编码流的操作,也包括为了观察或者处理从这个编码流中恢复适合观察或操作的形式的操作。编解码器经常用在视频会议和流媒体等应用中。 容器 很多多媒体数据流需要同时包含音频数据和视频数据,这时通常会加入一些用于音频和视频数据同步的元数据,例如字幕。这三种数据流可能会被不同的程序,进程或者硬件处理,但是当它们传输或者存储的时候,这三种数据通常是被封装在一起的。通常这种封装是通过视频文件格式来实现的,例如常见的*.mpg, *.avi, *.mov, *.mp4, *.rm, *.ogg or *.tta. 这些格式中有些只能使用某些编解码器,而更多可以以容器的方式使用各种编解码器。 FourCC全称Four-Character Codes,是由4个字符(4 bytes)组成,是一种独立标示视频数据流格式的四字节,在wav、a vi档案之中会有一段FourCC来描述这个AVI档案,是利用何种codec来编码的。因此wav、avi大量存在等于―IDP3‖的FourCC。 视频是现在电脑中多媒体系统中的重要一环。为了适应储存视频的需要,人们设定了不同的视频文件格式来把视频和音频放在一个文件中,以方便同时回放。视频档实际上都是一个容器里面包裹着不同的轨道,使用的容器的格式关系到视频档的可扩展性。 参数介绍 采样率 采样率(也称为采样速度或者采样频率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数叫作采样周期或采样时间,它是采样之间的时间间隔。注意不要将采样率与比特率(bit rate,亦称―位速率‖)相混淆。

音频编解码技术的延时问题

SBC编解码器在A2DP协议里是必不可少的。由于是将信号以帧的形式填充到蓝牙数据包中,其整体延迟时间比较高,主要归于以下几个因素: 1.编解码器延迟:每个音频编解码器在将数据进行编码、解码并发出去之前会造成一定的内部延迟。传统的编解码器已检测到高达50ms的编解码器延迟。 2.传输延迟:A2DP传输层采用数据包结构。工程师在使用基于SBC或感知的帧填充数据包时,有两个方案选择:其一是将一个帧放入大型蓝牙数据包中(图1);其二是将一个帧分解成两个蓝牙数据包(图2)。采用第一个方案会降低数据传输的稳健性,而在第二个方案中,解码器只有在接收到两个蓝牙数据包以后才能对分解帧进行解码,因此将大大增加传输延迟时间。 图1

图2 apt-X是CSR 公司专有的一种编码格式,压缩率4:1(约352 kbit/s),号称可以达到CD 音质。由于是专有格式,必须要求播放设备与接受设备均采用CSR的蓝牙模块才行。 特点:无缓冲,低延迟,如果出现数据包损失的话,几乎无需重传数据。apt-X不同于SBC,它采用无框架结构。解码过程中,aptX编解码器无需等待便可高效地对蓝牙数据包进行填充,也就是说,一旦它接收到数据包便即刻启动解码过程,无需等待(图3)。此外,aptX采用固定压缩率算法,可在传输过程中始终提供相同的比特率,从而保证每个配备aptX的产品输出相同的音质。 aptX具备的一系列独特特性在提供专业的音频性能及稳健性的同时,还可保证40ms的编解码延迟。 图3 关于解码方式的一个比喻: 我们可以想象一个四车道的高速公路经过一座只有单车道的桥。使用aptX技术相当于桥头上的收费站将四车道上的车流处理(或编码)成单车道队列,使其能够穿桥而过。然后,在桥尾有另一个收费站将单车道车流又处理(或解码)回四车道。 SBC、AAC 和MP3技术的这些收费站,会限制通过车辆所允许携带的汽油量,这样每辆车都必须将超出限量的汽油放掉。当他们通过桥另一端的收费站后,虽然汽油也许不会全部用完,但肯定比来时要少很多。此外,一旦您过了桥,之前放掉的汽油不会再还给您。换句话说,您永远失去了这些汽油。对重现音频这一事件来说,相当于上述几种解码方法使用更具破坏性的压缩技术来处理音频数据,使其能通过蓝牙传输,这意味着它们将扔掉自认为不重要的音频元素,仅重现有限的音频带宽。 SBC与aptX差别: 与SBC(Sub-Band Codec子带编解码)技术相比,aptX的优势比较明显: 在频率响应方面,aptX可以在整个频率范围内真实还原音频,SBC则会随着频率的增高,信号渐弱,从而导致失真显著。

(完整版)音频基础知识及编码原理

一、基本概念 1 比特率:表示经过编码(压缩)后的音频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,单位常为kbps。 2 响度和强度:声音的主观属性响度表示的是一个声音听来有多响的程度。响度主要随声音的强度而变化,但也受频率的影响。总的说,中频纯音听来比低频和高频纯音响一些。 3 采样和采样率:采样是把连续的时间信号,变成离散的数字信号。采样率是指每秒钟采集多少个样本。 Nyquist采样定律:采样率大于或等于连续信号最高频率分量的2倍时,采样信号可以用来完美重构原始连续信号。 二、常见音频格式 1. WAV格式,是微软公司开发的一种声音文件格式,也叫波形声音文件,是最早的数字音频格式,被Windows平台及其应用程序广泛支持,压缩率低。 2. MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写,又称作乐器数字接口,是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式,规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传

输的协议,可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MIDI格式的文件,在MIDI文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡,由声卡按照指令将声音合成出来。 3. MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3,它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。应用最普遍。 4. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的,其中包含了两大技术:一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术,二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。 5. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的,其中包含了两大技术:一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术,二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下,最大程度地保持压缩前的音质。 6. WMA (Windows Media Audio)是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的,其压缩率一般可以达到1:18。此外,WMA还可以通过DRM(Digital Rights Management)保护版权。 7. RealAudio是由Real Networks公司推出的一种文件格式,最大的特点就是可以实时传输音频信息,尤其是在网速较慢的情况下,仍然可以较为流畅地传送数据,因此RealAudio 主要适用于网络上的在线播放。现在的RealAudio文件格式主要有RA(RealAudio)、RM (RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured)等三种,这些文件的共同性在于随着网络带宽的不同而改变声音的质量,在保证大多数人听到流畅声音的前提下,令带宽较宽敞的听众获得较好的音质。 8. Audible拥有四种不同的格式:Audible1、2、3、4。https://www.360docs.net/doc/9d12139443.html,网站主要是在互联网上贩卖有声书籍,并对它们所销售商品、文件通过四种https://www.360docs.net/doc/9d12139443.html, 专用音频格式中的一种提供保护。每一种格式主要考虑音频源以及所使用的收听的设备。格式1、2和3采用不同级别的语音压缩,而格式4采用更低的采样率和MP3相同的解码方式,所得到语音吐辞更清楚,而且可以更有效地从网上进行下载。Audible 所采用的是他们自己的桌面播放工具,这就是Audible Manager,使用这种播放器就可以播放存放在PC或者是传输到便携式播放器上的Audible格式文件

耳机构造讲解

耳机构造讲解 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

一只耳机主要由四个部分组成:头带、左右发声单元、耳罩和引线。 头带的功能是固定左右发声单元,将其置于头的两侧,它的结构和它与单元的连接方式决定了头带和耳罩对头部的压力,影响着耳机佩带的舒适性。 耳罩是头部与发声单元接触的部件,它对于是至关重要的,其功能是将低频反射回来,保证低频的重放。耳罩一般有两种样式,一种压在耳朵上,叫压耳式耳罩(Supra-aural),另一种耳罩呈杯状,环绕着耳朵,叫绕耳式耳罩(Circumnaural)。耳罩要尽量的柔软舒适,其内部一般填充海绵,外面蒙上皮革或绒布。耳罩使用的材料对中频和高频有吸收作用,它使耳朵与振膜形成一段距离,并在耳机和头部间形成一个腔室。大型的绕耳式耳罩内部空间大,声音可以作用于耳廓,形成较好的空间感。一只设计良好的耳机已经充分考虑了耳罩的作用,所以中高档耳机的耳罩是不可以损坏或随意更换的。 耳机的引线是耳机输出端与耳机音圈的连接线,优质耳机线常采用多支线芯的无氧铜(OFC)线,经过严格的绝缘和屏蔽处理,杜绝铜内杂质对信号传输的影响和外界杂波的干扰。耳机线的末端是插头,有两种规格:

6.35mm和3.5mm,即平时所说的大小插头,6.35mm插头用于专业音频和民用,用于便携设备。一般会提供插头转换器,保证耳机在各种设备上的使用。中高档耳机的插头是镀金的,这不是为了漂亮,主要是为了防止插头氧化影响声音,由于金光滑柔软,还可以提供尽量大的接触面积。低档耳机常采用镀镍插头,这样虽然也可以防止氧化,对声音却有一定的负面影响。 耳机的发声单元是耳机设计最复杂、技术含量最高的部分。的工作原理与动圈扬声器相同,音频信号输入音圈后,音圈产生的电磁场随信号的变化发生变化,变化的电磁场与磁路相互作用推动音圈和振膜的运动,振膜推动空气发声。发声单元主要由三个部分组成:磁路系统、振动系统、腔体和孔等声学结构。 磁路系统由恒磁体、极板和极靴组成,对耳机的性能和可靠性有直接的影响,恒磁体的一面是平板型的极板,另一面是呈“T”形的极靴,极板和极靴间形成一个尺寸较小的环形磁间隙,振动系统的音圈就悬挂在这个间隙内。通常使用的恒磁体为性能优良的钕铁磁体,较早的耳机型号有采用昂贵的钐钴磁体的,低档耳机一般采用铁氧磁体。磁路系统的设计比较复杂,象SENNHEISERHD580、这样的高档耳机其磁路采用了计算机辅助设计。磁路的生产工艺也是影响其性能的一个方面。设计和制造优

音频编解码介绍

音频编解码原理介绍 一.为什么要进行音频编解码 二.音频编解码原理 三.几种基本音频编解码介绍 一、为什么要进行音频编解码 随着人们对多媒体图像和声音的要求越来越高,在高清晰数字电视(HDTV)和数字电影中不仅应有高质量的图像,也应当具有CD质量的立体声。因为用数字方法记录声音比用模拟方法记录声音具有更强的优势,例如传输时抗噪声能力强、增加音频动态范围、多次翻录没有信号衰减等。但是数字声音最大的缺陷是记录的数据量大,表现在两个方面:其一是在传输过程中,传输数字声音需要占用很宽的传输带宽;其二是在存储过程中,需要占用大量的存储空间。所以在数字音频中需要采用数字音频压缩技术,对音频数据进行压缩。 二、音频编解码原理 每张CD光盘重放双声道立体声信号可达74分钟。VCD视盘机要同时重放声音和图像,图像信号数据需要压缩,其伴音信号数据也要压缩,否则伴音信号难于存储到VCD光盘中。 一、伴音压缩编码原理 伴音信号的结构较图像信号简单一些。伴音信号的压缩方法与图像信号压缩技术有相似性,也要从伴音信号中剔除冗余信息。人耳朵对音频信号的听觉灵敏度有规律性,对于不同频段或不同声压级的伴音有其特殊的敏感特性。在伴音数据压缩过程中,主要应用了听觉阈值及掩蔽效应等听觉心理特性。 1、阈值和掩蔽效应 (1) 阈值特性 人耳朵对不同频率的声音具有不同的听觉灵敏度,对低频段(例如100Hz以下)和超高频段(例如16KHZ以上)的听觉灵敏度较低,而在1K-5KHZ的中音频段时,听觉灵敏度明显提高。通常,将这种现象称为人耳的阈值特性。若将这种听觉特性用曲线表示出来,就称为人耳的阈值特性曲线,阈值特性曲线反映该特性的数值界限。将曲线界限以下的声音舍弃掉,对人耳的实际听音效果没有影响,这些声音属于冗余信息。 在伴音压缩编码过程中,应当将阈值曲线以上的可听频段的声音信号保留住,它是可听频段的主要成分,而那些听觉不灵敏的频段信号不易被察觉。应当保留强大的信号,忽略舍弃弱小的信号。经过这样处理的声音,人耳在听觉上几乎察觉不到其失真。在实际伴音压缩编码过程中,也要对不同频段的声音数据进行量化处理。可对人耳不敏感频段采用较粗的量化步长进行量化,可舍弃一些次要信息;而对人耳敏感频段则采用较细小的量化步长,使用较多的码位来传送。 (2)掩蔽效应 掩蔽效应是人耳的另一个重要生理特征。如果在一段较窄的频段上存在两种声音信号,当一个强度大于另一个时,则人耳的听觉阈值将提高,人耳朵可以听到大音量的声音信号,而其附近频率小音量的声音信号却听不到,好像是小音量信号被大音量信号掩蔽掉了。由于其它声音信号存在而听不到本声音存在的现象,称为掩蔽效应。 根据人耳的掩蔽特性,可将大音量附近的小音量信号舍弃掉,对实际听音效果不会发生影响。既使保留这些小音量信号,人耳也听不到它们的存在,它属于伴音信号中的冗余信息。舍弃掉这些信号,可以进一步压缩伴音数据总量。

音频编解码原理讲解和分析

音频编码原理讲解和分析 作者:谢湘勇,算法部,xie.chris@https://www.360docs.net/doc/9d12139443.html, 2007-10-13 简述 (2) 音频基本知识 (2) 采样(ADC) (3) 心理声学模型原理和分析 (3) 滤波器组和window原理和分析 (6) Window (6) TDAC:时域混叠抵消,time domain aliasing cancellation (7) Long and short window、block switch (7) FFT、MDCT (8) Setero and couple原理和分析 (8) 量化原理和分析 (9) mp3、AAC量化编码的过程 (9) ogg量化编码的过程 (11) AC3量化编码的过程 (11) Huffman编码原理和分析 (12) mp3、ogg、AC3的编码策略 (12) 其他技术原理简介 (13) 比特池技术 (13) TNS (13) SBR (13) 预测模型 (14) 增益控制 (14) OGG编码原理和过程详细分析 (14) Ogg V orbis的引入 (14) Ogg V orbis的编码过程 (14) ogg心理声学模型 (15) ogg量化编码的过程 (16) ogg的huffman编码策略 (17) 主要音频格式编码对比分析 (19) Mp3 (19) Ogg (20) AAC (21) AC3 (22) DRA(A VS内的中国音频标准多声道数字音频编码) (23) BSAC,TwinVQ (24) RA (24) 音频编码格式的对比分析 (25) 主要格式对比表格如下 (26) 语音编码算法简介 (26) 后处理技术原理和简介 (28) EQ (28)

MP3编码原理概述

音频压缩由编码和解码两个部分组成。把波形文件里的数字音频数据转换为高度压缩的形式(称为比特流)即为编码;要解码则把比特流重建为波形文件。 音频压缩可以分为无损(lossless)压缩和有损压缩。无损压缩就是尽量降低音频数据的冗余度,以减小其体积。音频信号经过编码和解码之后,必须要和原来的信号一致。无损压缩的压缩率是比较有限的,不过现在比较出色的APE能做到50%的压缩率(本人用Monkey's Audio 3.97,Extra High压缩模式下压缩WAV,压缩率最低能达到52%);有损压缩就是用尽一切手段,包括无损压缩用到的方法,丢掉一切能丢掉的数据,以减小体积。而音频压缩后解码听起来起码是要跟原来差不多的,有损压缩的压缩比能大幅提高,MP3就是属于有损压缩,压缩比是12:1(128kbps)。 MP3文件是由帧(frame)构成的,帧是MP3文件最小的组成单位。什么是帧?还记得最初的动画是怎么做的吗?不同的连续画面切换以达到动态效果,每幅画面就是一个“帧”,不同的是MP3里面的帧记录的是音频数据而不是图形数据。MP3的帧速度大概是30帧/秒。 每个帧又由帧头和帧数据组成,帧头记录着该帧的基本信息,包括位率索引和采样率索引(这对理解ABR和VBR编码方式很重要)。帧数据,顾名思义就是记录着主体音频数据。 上面说的都是MP3编码的基础,但事实上,早期的编码器都非常不完善,压缩算法近于粗暴,音质很不理想。MP3的音质达到现在的水平有两次飞跃:人体听觉心理学模型(Perceptual Model)的导入和VBR技术的应用。 ◆人体听觉心理学模型 下面将简要介绍一下几个重要原理: 1) 最小听觉门槛判定(The minimal audition threshold) 人耳的听力范围是20Hz-20k Hz的频率范围,但是人耳对不同的频率声音的灵敏度是不同的,不同频率的声音要达到能被人耳听到的水平所需要的强度是不一样。那么通过计算,可以把音乐文件中存在但不能被人耳听到的声音去掉。通过这原理,我们还可以建立模型,把大部分数据空间分配到人耳最灵敏的2kHz 到5kHz范围,其余频率分配比较少的空间; 2) 人耳的遮蔽效应(The Masking effect) 蔽效应表现在强信号会遮蔽邻近频率的弱信号。用生活经验来说,在安静的房间中,一根针掉到地上都能听见,可到了大街上,就算手机音量调到最大,来电时也未必能听见,而手机的声音确确实实是存在的,原因就是被周围更大的声音遮蔽了。有了对遮蔽效应的研究成果,编码器就能根据已建立的数学模型,计算强信号对附近弱信号的遮蔽,把能引起人们注意的声音才保留。

相关文档
最新文档