多媒體計算機(jī)技術(shù)原理及應(yīng)用九

多媒體計算機(jī)技術(shù)原理及應(yīng)用九H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)1第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)2導(dǎo)言第二章主要內(nèi)容2.1信息表示與編碼2.2常用的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)2.3靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2.4運(yùn)動圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG2.5視聽通信編碼解碼標(biāo)準(zhǔn)H.2612.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)本章小結(jié)

學(xué)習(xí)內(nèi)容：2.5、2.6、第二章總結(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)度：2學(xué)時第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)3本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容2.5視聽通信編碼解碼標(biāo)準(zhǔn)H.2612.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)本章小結(jié)第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)42.5學(xué)習(xí)要求第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)52.5H.261——2.5.1H.261標(biāo)準(zhǔn)簡介

CCITT所推薦的H.261方案的標(biāo)題“64kbps視聲服務(wù)用視像編碼方式”，又稱為P×64kbps視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)62.5H.261——2.5.1H.261標(biāo)準(zhǔn)簡介P×64kbps視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

P是一個可變參數(shù)，取值范圍為1～30P＝l或2時，僅能支持QCIF(176×144)分辨率格式、每秒幀數(shù)較低的可視電話；

P＞6時，則可支持圖像分辨率格式為CIF(352×288)的電視會議。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)72.5H.261——2.5.1H.261標(biāo)準(zhǔn)簡介P×64kbps視頻編碼壓縮算法采用混合編碼方法：即基于DCT的變換編碼方法和帶有運(yùn)動預(yù)測的DPCM預(yù)測編碼方法的混合。第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)82.5H.261——2.5.1H.261標(biāo)準(zhǔn)簡介P×64kbps標(biāo)準(zhǔn)的壓縮算法與MPEG標(biāo)準(zhǔn)有許多共同之處，只是傳輸速率P×64kbps覆蓋較寬的信道頻帶，而MPEG是在基于較窄的頻帶上傳輸。另外，MPEG系統(tǒng)中定義了時間戳，使接收端的圖像與聲音實(shí)現(xiàn)“同步”，而H.261只定義了視頻，未規(guī)定對聲音的編碼方法。第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)9P×64kbps視頻壓縮編碼

該方案包括信源編碼和統(tǒng)計(熵)編碼兩部分。信源編碼采用有失真編碼方法，又分為幀編碼和幀間編碼。熵編碼利用信號統(tǒng)計特性來減少比特率2.5H.261——2.5.2P×64kbps視頻壓縮編碼算法第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)10H.261采用統(tǒng)一的圖像格式(CIF)H．261標(biāo)準(zhǔn)克服了傳統(tǒng)編碼方案壓縮率不大、TV制式及PCM標(biāo)準(zhǔn)的不兼容性等缺點(diǎn)，采取的策略是讓用戶自己決定視頻圖像的質(zhì)量和傳輸速率，并采用統(tǒng)一的圖像格式CIF(352×288)。2.5H.261——2.5.2P×64kbps視頻壓縮編碼算法第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)11H.261采用CIF優(yōu)點(diǎn)利用CIF格式，可以使各國使用的不同制式的電視信號變換為統(tǒng)一的中間格式，然后輸入給編碼器，從而使編碼器本身不必意識信號來自哪種制式。2.5H.261——2.5.2P×64kbps視頻壓縮編碼算法第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)12H.261采用統(tǒng)一的圖像格式(CIF)2.5H.261——2.5.2P×64kbps視頻壓縮編碼算法第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)132.6學(xué)習(xí)要求第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)142.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼聲音包括語音和音樂，是多媒體系統(tǒng)中兩類重要的數(shù)據(jù)。一般來說，聲音數(shù)據(jù)表征是一個一維時變系統(tǒng)，特別對于語音數(shù)據(jù)，人們已經(jīng)找到了較合理的聲道模型，因此聲音數(shù)據(jù)的壓縮要比圖像數(shù)據(jù)的壓縮容易。第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)151．基于參數(shù)分析與合成的編碼方法原理

統(tǒng)計表明，語音過程是一個近似的短時平穩(wěn)隨機(jī)過程。所謂短時，是指在10～30ms的范圍。由于語音信號的這一性質(zhì)，使得有可能將語音信號劃分為一幀一幀地進(jìn)行處理，每一幀內(nèi)的信號近似地滿足同一模型——這是本方法假設(shè)的基本前提。在實(shí)用中，一般一幀的寬度為20ms。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)16語音的基本參數(shù)包括：基音周期；共振峰；語音譜；聲強(qiáng)語音參數(shù)是由語音生成機(jī)構(gòu)的模型導(dǎo)出2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)17語音生成機(jī)構(gòu)模型：由3部分組成（1）聲源；（2）共鳴機(jī)構(gòu)，也稱聲道；（3）放射機(jī)構(gòu)2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)18聲源：由基音周期參數(shù)描述；聲道：由共振峰參數(shù)描述；放射機(jī)構(gòu)：由語音譜和聲強(qiáng)描述。這樣，如果我們能夠得到每一幀的語音基本參數(shù)，我們就不再需要保留該幀的波形編碼，而只要記錄和傳輸這些參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)192．基于波形預(yù)測的編碼原理DPCM，ADPCM等波形預(yù)測技術(shù)是音樂和實(shí)時語音數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的主要方法。與基于語音識別的方法和基于參數(shù)分析合成的方法相比：壓縮能力差的缺點(diǎn)，但算法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，并且能夠較好地保持原有聲音；2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)20在語音數(shù)據(jù)壓縮的標(biāo)準(zhǔn)化推薦方案中基于波形預(yù)測的編碼原理最先被考慮；參數(shù)編碼的壓縮率很大，但計算量大，保真度不高，適合語音信號的編碼。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)213．混合編碼

混合編碼介于波形編碼和參數(shù)編碼之間，集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.1聲音編碼第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)221.16kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案G.7282.32kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案G.7213.64kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案G.7222.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)231.G.72816kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案

CCITT將l6kbps語音標(biāo)準(zhǔn)化的使用領(lǐng)域統(tǒng)一在包括可視電話、數(shù)字移動通信、無繩電話、衛(wèi)星通信、DCME、ISDN等范圍內(nèi)。約束條件是語音質(zhì)量在32kbpsADPCM的同等或以上，且編碼延遲時間在5ms以下。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)241.G.72816kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案

本標(biāo)準(zhǔn)化方案準(zhǔn)備用在64kbps的ISDN線路的可視電話上，帶寬分配為語音16kbps，圖像48kbps。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)252.G.72132kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案

1984年10月CCITT公布了使用ADPCM的標(biāo)準(zhǔn)G.721，速率為32kbps。本標(biāo)準(zhǔn)的目的是最終取代現(xiàn)有的PCM電路傳送方式。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)262.G.72132kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案

G.721方案最初面向衛(wèi)星通信、長距離通信以及信道價格很高的語音傳輸。目前的應(yīng)用領(lǐng)域除了最初的目標(biāo)外，還被使用在包括電視會議的語音編碼、為提高線路利用率的多媒體多路復(fù)用裝置、數(shù)字錄音電話的數(shù)字記錄部件以及高質(zhì)量的語音合成器等等。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓縮、Ch2總結(jié)273.G.72264kbpsCCITT標(biāo)準(zhǔn)化方案

從1983年開始，CCITT頻布了7kHz帶寬以語音和音樂為對象的標(biāo)準(zhǔn)化音響編碼方案，1988年公布為G.722標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用對象是電視會議系統(tǒng)。2.6聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)——2.6.2CCITT語音標(biāo)準(zhǔn)化方案第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一H.261、聲音壓