数字语音编码技术和标准介绍
语音压缩编码
语音编码第一章音频1.1 音频和语音的定义声音是携带信息的重要媒体，是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。
对声音信号的分析表明，声音信号有许多频率不同的信号组成，这类信号称为复合信号。
而单一频率的信号称为分量信号。
声音信号的两个基本参数频率和幅度。
1.1.1声音信号的数字化声音数字化包括采样和量化。
采样频率由采样定理给出。
1.1.2声音质量划分根据声音频带，声音质量分5个等级，依次为：电话、调幅广播、调频广播、光盘、数字录音带DAT(digital audio tape)的声音。
第二章语音编码技术的发展和分类现有的语音编码器大体可以分三种类型：波形编码器、音源编码器和混合编码器。
一般来说，波形编码器的话音质量高，但数据率也很高。
音源编码器的数据率很低，产生的合成话音音质有待提高。
混合编码器使用音源编码器和波形编码器技术，数据率和音质介于二者之间。
语音编码性能指标主要有比特速率、时延、复杂性和还原质量。
其中语音编码的三种最常用的技术是脉冲编码调制（PCM）、差分PCM（DPCM）和增量调制（DM）。
通常，公共交换电话网中的数字电话都采用这三种技术。
第二类语音数字化方法主要与用于窄带传输系统或有限容量的数字设备的语音编码器有关。
采用该数字化技术的设备一般被称为声码器，声码器技术现在开始展开应用，特别是用于帧中继和IP上的语音。
在具体的编码实现（如VoIP）中除压缩编码技术外，人们还应用许多其它节省带宽的技术来减少语音所占带宽，优化网络资源。
静音抑制技术可将连接中的静音数据消除。
语音活动检测（SAD）技术可以用来动态跟踪噪音电平，并将噪音可听度抑制到最小，并确保话路两端的语音质量和自然声音的连接。
回声消除技术监听回声信号，并将它从听话人的语音信号中清除。
处理话音抖动的技术则将能导致通话音质下降的信道延时与信道抖动平滑掉。
2.1波形编码波形编解码器的思想是，编码前根据采样定理对模拟语音信号进行采样，然后进行幅度量化与二进制编码。
语音编码技术 G.711 G.723 G.726 G.729
各标准比较
編碼方式 64kbps/PCM 32kbps/ADPCM 8kbps/CELP 13kbps/GSM
MOS (Mean Opinion Scope) 4.3 4.1 3.7 3.54
方式一:脉冲编码调制（PCM）
PCM編碼 編碼: 編碼 採樣率:對於speech signal,用8000次/Second進行採樣. 1:採樣率 採樣率 2:量化 量化:就是把采集到的数值送到量化器（A/D转换器)编码成数字(數 量化 字編碼能夠讓speech signal有較小的失真),量化级数越多，量化误差 就越小,声音质量就越好。 2.1:綫性 均勻 量化 綫性(均勻 量化:採樣率為12bits/次,數據率為96kbit/s. 綫性 均勻)量化 2.2:非綫性 非均勻)量化 非綫性(非均勻 量化:採樣率為8bits/次,數據率為64kbit/s.從節約 非綫性 非均勻 量化 帶寬的角度,PCM採用非綫性量化.对小信号采用小的量化间隔,对大 信号采用大的量化间隔，这样可以用较少的位数编码。
方式三:差分脉冲编码调制 （DPCM）
差分脉冲编码调制（DPCM）
方式四:自适应差分脉冲调制 （ADPCM）
• ADPCM综合了 综合了APCM的自适应特性和 的自适应特性和DPCM系统 综合了 的自适应特性和 系统 的差分特性。 的差分特性。 • 思想：利用自适应改变量化阶大小；用过去的样本 思想：利用自适应改变量化阶大小； 估算下一个输入样本的预测值， 估算下一个输入样本的预测值，使实际值与预测值 之间的差值尽量小. 之间的差值尽量小
自适应差分脉冲编码调制
• ADPCM是利用样本与样本之间的高度相关性和量 化阶自适应来压缩数据的一种波形编码技术，在 維持相同的語音質量下,ADPCM允許使用32Kbps 比特速率編碼,是標準64kpbs PCM的一半,CCITT为 此制定了G.721标准，及其延伸標準G.723；G.726 等等。 • ADPCM的输入信号是G.711 PCM代码，它的数据 率为64 kb/s。而ADPCM的输出是用4位表示的差 分信号，它的采样率仍然是8 kHz，它的数据率为 32 kb/s，这样就获得了2∶1的数据压缩。
PCM编码与解码技术
PCM编码与解码技术PCM（Pulse Code Modulation）编码与解码技术是一种数字信号处理技术，主要用于音频信号的传输与处理。
本文将详细介绍PCM编码与解码技术的原理、应用及其在音频领域的重要性。
一、PCM编码原理PCM编码是将连续时间模拟信号转换为离散时间数字信号的一种方法。
它通过对模拟信号进行采样和量化，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，然后再通过编码将数字信号转换为二进制数据。
1. 采样：采样是将模拟信号按照一定时间间隔进行测量和记录，获得一系列离散的采样值。
采样的时间间隔应足够小，以保证样点之间的信号变化不会丢失。
2. 量化：量化是指将采样得到的连续信号幅值值分成有限的几个级别，并用离散的数值来表示。
量化过程中需要确定量化级的数量，即每个样本可以取得的离散数值。
3. 编码：编码是将量化后的离散数值转化为二进制数据，以便传输和存储。
常用的编码方式有自然二进制编码、格雷码编码等。
二、PCM解码原理PCM解码是将经过编码和传输的数字信号重新恢复为模拟信号的过程。
解码过程与编码过程相反，主要包括解码、还原和重构三个步骤。
1. 解码：解码是将二进制数据转化为离散的数字信号，恢复出量化的幅值值。
2. 还原：还原是将离散的数字信号转化为特定幅值的样本点，通过插值技术将样本点之间的信号变化补充完整。
3. 重构：重构是将还原后的离散信号通过低通滤波器进行滤波处理，去除高频噪声成分，最终得到还原的模拟信号。
三、PCM技术的应用PCM编码与解码技术在音频领域得到广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 音频传输：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号传输，通过数字信号传输可以提高音频的传输质量和抗干扰性能。
2. 数字音频存储：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号存储，通过数字信号存储可以提高音频的保真度和持久性。
3. 语音通信：PCM技术在电话语音通信领域得到广泛应用，通过将语音信号转化为数字信号进行传输，实现电话语音通信的数字化。
数字语音信号处理技术研究
数字语音信号处理技术研究数字语音信号处理技术是现代通信领域中非常重要的一项技术。
它是基于数字信号处理理论和技术的，将原始模拟信号转化成数字信号，并通过一系列算法对数字信号进行处理和压缩，以实现高效、高质量的语音通信。
本文着重探讨数字语音信号处理技术的原理、应用和发展前景。
一、数字语音信号处理技术的原理数字语音信号处理技术是基于数字信号处理理论和算法的，它的核心是将模拟语音信号转换成数字信号，从而实现数字信号的处理和传输。
数字语音信号处理技术的流程包括：1、模拟信号采样和量化。
模拟信号的采样是指按照一定时间间隔对信号进行采样，将连续的模拟信号离散化为数字信号。
量化是指根据采样的幅值范围和精度将数字信号进行离散化。
2、数字信号编码。
将离散化后的数字信号进行编码，以减少数据传输时所需的带宽。
3、数字信号处理。
数字信号处理是指对数字信号进行滤波、信号增强、语音降噪等处理，以提高通信质量和信噪比。
4、数字信号解码和重构。
将经过编码和处理的数字信号解码成原始信号，实现语音的解码和重构。
二、数字语音信号处理技术的应用数字语音信号处理技术广泛应用于现代通信领域中。
具体应用包括：1、手机通信。
手机通信是数字语音信号处理技术的主要应用之一。
通过数字信号处理技术，可以实现高清晰度、低噪声、高保真的语音通信。
2、电话会议。
数字语音信号处理技术允许多方参与电话会议，同时支持音视频会议和数据会议。
3、语音识别。
数字语音信号处理技术为语音识别提供了技术基础。
通过数字信号的声音分析和处理，可以实现自然语言的文本转换，并为语音识别系统提供更准确的语音识别。
三、数字语音信号处理技术的发展前景数字语音信号处理技术将在未来得到更广泛的应用。
随着移动通信、互联网和无线通信等技术的普及和发展，数字语音信号处理技术也将在未来得到更广泛的应用。
同时，人工智能、自然语言处理等技术的不断发展，也将进一步推动数字语音信号处理技术的发展。
数字语音处理技术将逐渐向智能语音处理技术和自然语言处理技术发展，为人类创造更多的便利和价值。
amr编码混合编码和参数编码
AMR编码：混合编码与参数编码详解一、简介自适应多速率（Adaptive Multi-Rate，AMR）编码是一种广泛应用于数字移动通信系统中的语音编码技术。
它的主要目标是在保持语音质量的同时，尽可能地降低码率，以适应不同的网络环境和设备性能。
AMR编码技术主要采用混合编码和参数编码两种方法来实现这一目标。
本文将对这两种方法进行详细的介绍和分析。
二、混合编码混合编码是AMR编码中最常用的一种方法，它主要是通过将语音信号分割成若干个子带，然后对每个子带进行独立的编码，最后将所有子带的编码结果进行合成。
这种方法的优点是可以充分利用语音信号的频率特性，提高编码效率。
混合编码的具体步骤如下：1. 预处理：首先对语音信号进行预处理，包括预加重、窗函数处理等，以减少信号的频谱失真。
2. 子带分割：将预处理后的语音信号分割成多个子带，每个子带的带宽通常是30-300Hz。
3. 子带编码：对每个子带进行独立编码，通常采用ACELP（代数码本激励线性预测）或者FS（快速搜索）等先进的编码算法。
4. 子带合成：将所有子带的编码结果进行合成，得到最终的AMR码流。
三、参数编码参数编码是AMR编码中的另一种重要方法，它主要是通过提取语音信号的参数信息，然后对这些参数信息进行编码。
这种方法的优点是可以有效地压缩语音信号的冗余信息，提高编码效率。
参数编码的具体步骤如下：1. 参数提取：首先从语音信号中提取出一系列的参数信息，包括基音周期、功率谱密度、线性预测系数等。
2. 参数编码：对提取出的参数信息进行编码，通常采用CELP（代码激励线性预测）或者VSELP（矢量和激励线性预测）等先进的编码算法。
3. 码流合成：将参数编码的结果和其他相关信息（如帧类型、增益控制信息等）进行合成，得到最终的AMR码流。
四、混合编码与参数编码的比较混合编码和参数编码各有优缺点，具体比较如下：1. 混合编码的优点是可以充分利用语音信号的频率特性，提高编码效率，但是实现复杂，需要对每个子带进行独立的编码和合成。
语音压缩编码技术
语音压缩编码技术上传时间:2004-12-22随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻重的作用。
语音压缩编码技术的类别语音编码就是将模拟语音信号数字化，数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理，可以充分利用数字信号处理的各种技术。
为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽，还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码，这就是语音压缩编码技术。
语音的压缩编码方法归纳起来可以分为三大类：波形编码、参数编码和混合编码。
波形编码比较简单，失真最小，方法简单，但数码率比较高。
参数编码的编码速率可以很低，但音质较差，只能达到合成语音质量，其次是复杂度高。
混合编码吸收了波形编码和参数编码的优点，从而在较低的比特率上获得较高的语音质量，当前受到人们较大的关注。
语音压缩编码技术的发展自从1937年A.H.Reeves提出脉冲编码调制(PCM)以来，语音编码技术已有60余年的发展历史。
尤其近20年随着计算机和微电子技术的发展语音编码技术得到飞速发展。
CCITT于1972年确定64kb/sPCM语音编码G.711建议，它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域，至今，64kb/s的标准PCM系统仍占统治地位。
这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多，在带宽资源有限的情况下不宜采用。
CCITT于80年代初着手研究低于64kb/s的非PCM编码算法，并于1984年通过了32kb/sADPCM语音编码G.721建议，它不仅可以达到PCM相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能，广泛应用于卫星，海缆及数字语音插空设备以及可变速率编码器中。
随后，于1992年公布16kb/s低延迟码激励线性预测（LD-CELP）的G.728建议。
它以其较小的延迟、较低的速率、较高的性能在实际中得到广泛的应用，例如：可视电话伴音、无绳电话机、单路单载波卫星和海事卫星通信、数字插空设备、存储和转发系统、语音信息录音、数字移动无线系统、分组化语音等。
语音压缩编码
语⾳压缩编码语⾳编码第⼀章⾳频1.1 ⾳频和语⾳的定义声⾳是携带信息的重要媒体，是通过空⽓传播的⼀种连续的波，叫声波。
对声⾳信号的分析表明，声⾳信号有许多频率不同的信号组成，这类信号称为复合信号。
⽽单⼀频率的信号称为分量信号。
声⾳信号的两个基本参数频率和幅度。
1.1.1声⾳信号的数字化声⾳数字化包括采样和量化。
采样频率由采样定理给出。
1.1.2声⾳质量划分根据声⾳频带，声⾳质量分5个等级，依次为：电话、调幅⼴播、调频⼴播、光盘、数字录⾳带DAT(digital audio tape)的声⾳。
第⼆章语⾳编码技术的发展和分类现有的语⾳编码器⼤体可以分三种类型：波形编码器、⾳源编码器和混合编码器。
⼀般来说，波形编码器的话⾳质量⾼，但数据率也很⾼。
⾳源编码器的数据率很低，产⽣的合成话⾳⾳质有待提⾼。
混合编码器使⽤⾳源编码器和波形编码器技术，数据率和⾳质介于⼆者之间。
语⾳编码性能指标主要有⽐特速率、时延、复杂性和还原质量。
其中语⾳编码的三种最常⽤的技术是脉冲编码调制（PCM）、差分PCM（DPCM）和增量调制（DM）。
通常，公共交换电话⽹中的数字电话都采⽤这三种技术。
第⼆类语⾳数字化⽅法主要与⽤于窄带传输系统或有限容量的数字设备的语⾳编码器有关。
采⽤该数字化技术的设备⼀般被称为声码器，声码器技术现在开始展开应⽤，特别是⽤于帧中继和IP上的语⾳。
在具体的编码实现（如VoIP）中除压缩编码技术外，⼈们还应⽤许多其它节省带宽的技术来减少语⾳所占带宽，优化⽹络资源。
静⾳抑制技术可将连接中的静⾳数据消除。
语⾳活动检测（SAD）技术可以⽤来动态跟踪噪⾳电平，并将噪⾳可听度抑制到最⼩，并确保话路两端的语⾳质量和⾃然声⾳的连接。
回声消除技术监听回声信号，并将它从听话⼈的语⾳信号中清除。
处理话⾳抖动的技术则将能导致通话⾳质下降的信道延时与信道抖动平滑掉。
2.1波形编码波形编解码器的思想是，编码前根据采样定理对模拟语⾳信号进⾏采样，然后进⾏幅度量化与⼆进制编码。
aac编码原理
aac编码原理AAC编码原理AAC音频编码（Advanced Audio Coding）是一种用于压缩音频的数字音频编码格式。
它是MPEG-2和MPEG-4标准中的一部分，是ISO/IEC国际标准的一部分。
与其他压缩格式相比，AAC编码器具有更高的数据压缩比率和更好的音频质量。
下面是AAC编码原理的详细介绍：1. 概述：AAC格式使用有损压缩算法，能够将采样率高达96kHz 的音频信号压缩至比原始数据少90%的数据量，同时还能保证音频质量的高保真。
AAC编码器通常使用在数字广播、移动音乐播放器和互联网音乐传输等领域。
2. 压缩原理：AAC编码器中使用了多种技术来优化音频压缩。
其核心是基于时-频分解的滤波器组合。
这个滤波器组合利用了特定的原理：对频域内相邻的谐波进行编码，而同时忽略非常小的波动。
3. 比特率控制：为了控制音频质量和压缩比率，AAC编码器支持多种比特率控制（Bit Rate Control）技术。
比特率控制有助于改善低码率下的音频质量，同时还可减少数据流的噪声和失真。
4. 频率适应性：为了处理人类听觉系统对音频信号的不同响应，AAC编码器还可以基于音频信号的特征进行动态的频率适应性处理，这种技术可以根据音频信号的不同特性调整压缩方式，为音频提供更好的保真度和质量。
5. 低延迟编码：低延迟编码是一种特殊的AAC编码方式，它可以在低比特率下实现很高的音频质量。
这种编码方式可以节省网络流量，并确保所传输的音频信号的实时性，因此广泛应用于语音通信、远程监控和网络游戏等领域。
总的来说，AAC编码原理是通过基于时-频分解的滤波器组合，高效率地压缩音频信号，同时保证音频质量的高保真。
通过使用多种技术如比特率控制和频率适应性来优化AAC编码过程，它成为了数字广播、移动音乐播放器和互联网音乐传输等领域中的首选音频编码格式。