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文檔簡介
MPEG聲音
一、
MPEG-1Audio
二、MPEG-2Audio三、MPEG-2ACC四、MPEG-4Audio
2002年10月28日MPEG聲音
MPEG-1Audio、MPEG-2Audio、MPEG-2ACC聲音數(shù)據(jù)壓縮編碼——感知聲音編碼(perceptualaudiocoding)
利用人的聽覺系統(tǒng)的感知特性來達到壓縮聲音數(shù)據(jù)的目的不同于與波形聲音壓縮編碼(如ADPCM)和參數(shù)編碼(如LPC):依據(jù)波形本身的相關(guān)性和模擬人的發(fā)音器官的特性)2002年10月28日MPEG聲音
對響度的感知
“聽閾—頻率”曲線2002年10月28日MPEG聲音
對音高的感知“音高—頻率”曲線2002年10月28日MPEG聲音
掩蔽效應(yīng)一種頻率的聲音阻礙聽覺系統(tǒng)感受另一種頻率的聲音的現(xiàn)象
頻域掩蔽一個強純音會掩蔽在其附近同時發(fā)聲的弱純音,這種特性稱為頻域掩蔽,也稱同時掩蔽時域掩蔽在時間上相鄰的聲音之間的掩蔽現(xiàn)象。兩種時閾掩蔽:超前掩蔽和滯后掩蔽2002年10月28日MPEG聲音
心理聲學(xué)模型(psychoacousticmodel)聽覺閾值電平聽覺閾值的大小隨聲音頻率的改變而改變,各個人的聽覺閾值也不同。(大多數(shù)人2kHz~5kHz)一個人是否能聽到聲音取決于聲音的頻率,以及聲音的幅度是否高于這種頻率下的聽覺閾值。聽覺掩飾特性聽覺閾值電平是自適應(yīng)的,即聽覺閾值電平會隨聽到的不同頻率的聲音而發(fā)生變化。
2002年10月28日MPEG聲音
MPEGAudio采用的兩種感知編碼:感知子帶編碼(perceptualsub-bandcoding)思想是首先把時域中的聲音數(shù)據(jù)變換到頻域,對頻域內(nèi)的子帶分量分別進行量化和編碼,然后根據(jù)心理聲學(xué)模型確定樣本的精度,從而達到壓縮數(shù)據(jù)量的目的。不局限于只對話音進行編碼,也不局限于哪一種聲源。DolbyAC-3編碼2002年10月28日MPEG-1Audio感知子帶編碼壓縮算法框圖
2002年10月28日MPEG-1AudioDolbyAC-3壓縮編碼算法框圖2002年10月28日MPEG-1AudioMPEG聲音編碼器結(jié)構(gòu)圖2002年10月28日MPEG-1AudioMPEG聲音解碼器結(jié)構(gòu)圖2002年10月28日MPEG-1AudioISO/MPEGaudio層1和層2編碼器和解碼器的結(jié)構(gòu)2002年10月28日MPEG-1AudioISO/MPEGaudio層3編碼器和解碼器的結(jié)構(gòu)2002年10月28日MPEG-2AudioMPEG-1和-2的聲音數(shù)據(jù)規(guī)格參數(shù)名稱LinearPCMDolbyAC-3MPEG-2AudioMPEG-1Audio采用頻率48/96kHz32/44.1/48kHz16/22.05/24/32/44.1/48kHz32/44.1/48kHz樣本精度
(每個樣本的比特數(shù))16/20/24壓縮(16bits)壓縮(16bits)16最大數(shù)據(jù)傳輸率6.144Mb/s448kb/s8~640kb/s32~448kb/s最大聲道數(shù)85.15.1/7.122002年10月28日MPEG-2ACCMPEG-2AAC(Advancedaudiocoding)編碼思想:主要使用聽覺系統(tǒng)的掩蔽特性來減少聲音的數(shù)據(jù)量,并且通過把量化噪聲分散到各個子帶中,用全局信號把噪聲掩蔽掉。與MPEG-1聲音格式不兼容
適用范圍:AAC支持的采用頻率可從8kHz到96kHzAAC編碼器的音源可以是單聲道的、立體聲的和多聲道的聲音。(AAC標(biāo)準(zhǔn)可支持48個主聲道、16個低頻音效加強通道LFE(lowfrequencyeffects)、16個配音聲道(overdubchannel)或者叫做多語言聲道(multilingualchannel)和16個數(shù)據(jù)流。)2002年10月28日MPEG-2ACCMPEG-2AAC(Advancedaudiocoding)壓縮率:MPEG-2AAC壓縮比為11:1(即每個聲道的數(shù)據(jù)率為(44.1×16)/11=64kb/s)。在5個聲道的總數(shù)據(jù)率為320kb/s的情況下,很難區(qū)分還原后的聲音與原始聲音之間的差別。與MPEG的層2相比,MPEG-2AAC的壓縮率可提高1倍,而且質(zhì)量更高;與MPEG的層3相比,在質(zhì)量相同的條件下數(shù)據(jù)率是它的70%。2002年10月28日MPEG-2ACC
MPEG-2AAC的配置開發(fā)MPEG-2AAC標(biāo)準(zhǔn)采用模塊化的方法:把整個AAC系統(tǒng)分解成一系列模塊,用標(biāo)準(zhǔn)化的AAC工具(advancedaudiocodingtools)對模塊進行定義(MPEGAudio標(biāo)準(zhǔn)是對整個系統(tǒng)進行標(biāo)準(zhǔn)化)AAC標(biāo)準(zhǔn)定義了三種配置:基本配置低復(fù)雜性配置可變采樣率配置2002年10月28日MPEG-2AAC編碼器框圖2002年10月28日
MPEG-2AAC解碼器框圖2002年10月28日MPEG-4Audio
MPEG-4Audio標(biāo)準(zhǔn):集成從話音~高質(zhì)量的多通道聲音;從自然聲音~合成聲音編碼方法:參數(shù)編碼(parametriccoding)碼激勵線性預(yù)測(codeexcitedlinearpredictive,CELP)編碼時間/頻率T/F(time/frequency)編碼結(jié)構(gòu)化聲音SA(structuredaudio)編碼合成聲音:MIDI;TTS2002年10月28日MPEG-4Audio
自然聲音
(naturalaudio)MPEG-4聲音編碼器支持?jǐn)?shù)據(jù)率2kb/s~64kb/s之間的自然聲音。三種類型聲音編碼器:
2002年10月28日MPEG-4Audio
1、參數(shù)編碼器使用聲音參數(shù)編碼技術(shù)。采樣頻率為8kHz的話音(speech),輸出數(shù)據(jù)率為2~4kb/s;采樣頻率為8kHz或16kHz的聲音(audio),輸出數(shù)據(jù)率為4~16kb/s。2002年10月28日MPEG-4Audio
2、CELP編碼器使用CELP(codeexcitedlinearpredictive)技術(shù)。采樣頻率為8kHz的窄帶話音或16kHz的寬帶話音,輸出數(shù)據(jù)率6~24kb/s2002年10月28日MPEG-4Audio
3、T/F編碼器使用時間-頻率(time-to-frequency,T/F)技術(shù)。這是一種使用矢量量化(vectorquantization,VQ)和線性預(yù)測的編碼器,采樣頻率為8kHz的聲音信號,輸出的數(shù)據(jù)率大于16kb/s。2002年10月28日MPEG-4Audio
MPEG-4Audio編碼方框圖2002年10月28日MPEG-4Audio
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