音頻壓縮編碼方法(常用聲音編碼方法)
1.常用聲音編碼方法
MP3: MP3格式誕生于八十年代的德國(guó)，所謂的MP3也就是指的是MPEG標(biāo)準(zhǔn)中的音頻部分，也就是MPEG音頻層。
根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼處理的不同分為3層，分別對(duì)應(yīng)“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”這3種聲音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音頻文件的壓縮是一種有損壓縮，MPEG3音頻編碼具有10:1~12:1的高壓縮率，同時(shí)基本保持低音頻部分不失真，但是犧牲了聲音文件中12KHz到16KHz高音頻這部分的質(zhì)量來(lái)?yè)Q取文件的尺寸，相同長(zhǎng)度的音樂(lè)文件，用*.mp3格式來(lái)儲(chǔ)存，一般只有*.wav文件的1/10，而音質(zhì)要次于CD格式或WAV格式的聲音文件。
由于其文件尺寸小，音質(zhì)好；所以在它問(wèn)世之初還沒(méi)有什么別的音頻格式可以與之匹敵，因而為*.mp3格式的發(fā)展提供了良好的條件。直到現(xiàn)在，這種格式還是風(fēng)靡一時(shí)，作為主流音頻格式的地位難以被撼動(dòng)。
但是樹(shù)大招風(fēng)，MP3音樂(lè)的版權(quán)問(wèn)題也一直是找不到辦法解決，因?yàn)镸P3沒(méi)有版權(quán)保護(hù)技術(shù)，說(shuō)白了也就是誰(shuí)都可以用。 MP3格式壓縮音樂(lè)的采樣頻率有很多種，可以用64Kbps或更低的采樣頻率節(jié)省空間，也可以用320Kbps的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到極高的音質(zhì)。
我們用裝有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3編碼器（現(xiàn)在效果最好的編碼器）MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的頻率下編碼一首3分鐘的歌曲，得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR（固定采樣頻率）技術(shù)可以以固定的頻率采樣一首歌曲，而VBR（可變采樣頻率）則可以在音樂(lè)“忙”的時(shí)候加大采樣的頻率獲取更高的音質(zhì)，不過(guò)產(chǎn)生的MP3文件可能在某些播放器上無(wú)法播放。
我們把VBR的級(jí)別設(shè)定成為與前面的CBR文件的音質(zhì)基本一樣，生成的VBR MP3文件為2.9MB。WMA: WMA (Windows Media Audio) 格式是來(lái)自于微軟的重量級(jí)選手，后臺(tái)強(qiáng)硬，音質(zhì)要強(qiáng)于MP3格式，更遠(yuǎn)勝于RA格式，它和日本YAMAHA公司開(kāi)發(fā)的VQF格式一樣，是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來(lái)達(dá)到比MP3壓縮率更高的目的，WMA的壓縮率一般都可以達(dá)到1:18左右，WMA的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)容提供商可以通過(guò)DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷貝保護(hù)。
這種內(nèi)置了版權(quán)保護(hù)技術(shù)可以限制播放時(shí)間和播放次數(shù)甚至于播放的機(jī)器等等，這對(duì)被盜版攪得焦頭亂額的音樂(lè)公司來(lái)說(shuō)可是一個(gè)福音，另外WMA還支持音頻流（Stream）技術(shù)，適合在網(wǎng)絡(luò)上在線播放，作為微軟搶占網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)的開(kāi)路先鋒可以說(shuō)是技術(shù)領(lǐng)先、風(fēng)頭強(qiáng)勁，更方便的是不用象MP3那樣需要安裝額外的播放器，而Windows操作系統(tǒng)和Windows Media Player的無(wú)縫捆綁讓你只要安裝了windows操作系統(tǒng)就可以直接播放WMA音樂(lè)，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盤(pán)轉(zhuǎn)換為WMA聲音格式的功能，在新出品的操作系統(tǒng)Windows XP中，WMA是默認(rèn)的編碼格式，大家知道Netscape的遭遇，現(xiàn)在“狼”又來(lái)了。WMA這種格式在錄制時(shí)可以對(duì)音質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
同一格式，音質(zhì)好的可與CD媲美，壓縮率較高的可用于網(wǎng)絡(luò)廣播。雖然現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上還不是很流行，但是在微軟的大規(guī)模推廣下已經(jīng)是得到了越來(lái)越多站點(diǎn)的承認(rèn)和大力支持，在網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)領(lǐng)域中直逼*.mp3，在網(wǎng)絡(luò)廣播方面，也正在瓜分Real打下的天下。
因此，幾乎所有的音頻格式都感受到了WMA格式的壓力。 RealAudi RealAudio主要適用于在網(wǎng)絡(luò)上的在線音樂(lè)欣賞，現(xiàn)在大多數(shù)的用戶(hù)仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音質(zhì)。
有的下載站點(diǎn)會(huì)提示你根據(jù)你的Modem速率選擇最佳的Real文件?，F(xiàn)在real的的文件格式主要有這么幾種：有RA(RealAudio)、RM(RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured)，還有更多。
這些格式的特點(diǎn)是可以隨網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同而改變聲音的質(zhì)量，在保證大多數(shù)人聽(tīng)到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽(tīng)眾獲得較好的音質(zhì)。WAV WAV格式是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺(tái)及其應(yīng)用程序廣泛支持。
WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無(wú)幾，但WAV格式對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳播。 WAV是一種文件格式，符合 PIFF Resource Interchange File Format規(guī)范。
所有的WAV都有一個(gè)文件頭，這個(gè)文件頭音頻流的編碼參數(shù)。WAV對(duì)音頻流的編碼沒(méi)有硬性規(guī)定，除了PCM之外，還有幾乎所有支持ACM規(guī)范的編碼都可以為WAV的音頻流進(jìn)行編碼。
WAV也可以使用多種音頻編碼來(lái)壓縮其音頻流，不過(guò)我們常見(jiàn)的都是音頻流被PCM編碼處理的WAV，但這不表示W(wǎng)AV只能使用PCM編碼，MP3編碼同樣也可以運(yùn)用在WAV中，和AVI一樣，只要安裝好了相應(yīng)的Decode，就可以欣賞這些WAV了。 在Windows平臺(tái)下，基于PCM編碼的WAV是被支持得最好的音頻格式，所有音頻軟件都能完美支持，由于本身可以達(dá)到較高的音質(zhì)的要求，因此，WAV也是音樂(lè)編輯創(chuàng)作的首選格式，適合保存音樂(lè)素材。
因此，基于PCM編碼的WAV被作為了一種中介的格式，常常使用在其他。
2.什么是音頻信號(hào)的壓縮編碼
語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化傳輸，一直是通信的發(fā)展方向之一。采用低速率語(yǔ)音編碼技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音傳輸比語(yǔ)音信號(hào)模擬傳輸有諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)決定了語(yǔ)音編碼技術(shù)的兩大突出優(yōu)勢(shì)：
大大節(jié)省了帶寬。從最初的PCM64k編碼到現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音壓縮協(xié)議，如G.723編碼速率為5.3K或6.3Kbps;G.729編碼速率為8Kbps。還有未形成協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)但更低的編碼速率已有成熟的算法可以實(shí)現(xiàn)，如AMBE、CELP、RELP、VSELP、MELP、MP-MLQ、LPC-10等多種語(yǔ)音壓縮算法，最低編碼速率達(dá)到2.4kbps，有些算法已在包括第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。
便于實(shí)現(xiàn)與IP融合。Internet的成功運(yùn)用使得與IP的融合已成必然的發(fā)展趨勢(shì)。分組語(yǔ)音即將分組交換的概念與語(yǔ)音傳輸相結(jié)合，使得語(yǔ)音信息更易于接入IP網(wǎng)。而分組語(yǔ)音的關(guān)鍵技術(shù)之一就是語(yǔ)音編碼技術(shù)，低速率的語(yǔ)音編碼技術(shù)對(duì)語(yǔ)音信息的實(shí)時(shí)性有更好的保證。采用分組語(yǔ)音傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，其傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信息本身就是分組數(shù)據(jù)包，這樣的語(yǔ)音信息在接入Internet時(shí)將是非常的方便。
語(yǔ)音編碼既可用軟件也可用硬件的方法實(shí)現(xiàn)。軟件實(shí)現(xiàn)就是將壓縮算法用軟件方法實(shí)現(xiàn)，這樣做的好處是成本低、修改方便靈活，但處理速度較慢，不易保證處理的實(shí)時(shí)性。采用硬件實(shí)現(xiàn)就是將語(yǔ)音壓縮算法固化到專(zhuān)用DSP芯片中，這樣處理速度快，便于實(shí)時(shí)處理。
3.Mp3音樂(lè)所采用的聲音數(shù)據(jù)壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)是什么
Mp3音樂(lè)所采用的聲音數(shù)據(jù)壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)是 MPEG Audio Layer 3。
利用 MPEG Audio Layer 3 的技術(shù)，將音樂(lè)以1:10 甚至 1:12 的壓縮率，壓縮成容量較小的文件，而對(duì)于大多數(shù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒(méi)有明顯的下降。
它是在1991年由位于德國(guó)埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標(biāo)準(zhǔn)化的。用MP3形式存儲(chǔ)的音樂(lè)就叫作MP3音樂(lè)，能播放MP3音樂(lè)的機(jī)器就叫作MP3播放器。
擴(kuò)展資料：
因?yàn)镸P3是一種有損壓縮格式，它提供了多種不同“比特率”（bit rate）的選項(xiàng)—也就是用來(lái)表示每秒音頻所需的編碼數(shù)據(jù)位數(shù)。
典型的速度介于128kbps和320kbps(kbit/s)之間。與此對(duì)照的是，CD上未經(jīng)壓縮的音頻比特率是1411.2 kbps(16 位/采樣點(diǎn) * 44100 采樣點(diǎn)/秒 * 2 通道)。
使用較低比特率編碼的MP3文件通常回放質(zhì)量較低。使用過(guò)低的比特率，“壓縮噪聲（compression artifact）”（原始錄音中沒(méi)有的聲音）將會(huì)在回放時(shí)出現(xiàn)。
說(shuō)明壓縮噪聲的一個(gè)好例子是：壓縮歡呼的聲音；由于它的隨機(jī)性和急劇變化，所以編碼器的錯(cuò)誤就會(huì)更明顯，并且聽(tīng)起來(lái)就象回聲。
參考資料來(lái)源：搜狗百科-MP3
4.常見(jiàn)的聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)有哪些
mp3
MP3全稱(chēng)是動(dòng)態(tài)影像專(zhuān)家壓縮標(biāo)準(zhǔn)音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III)。是當(dāng)今較流行的一種數(shù)字音頻編碼和有損壓縮格式，它設(shè)計(jì)用來(lái)大幅度地降低音頻數(shù)據(jù)量，而對(duì)于大多數(shù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒(méi)有明顯的下降。它是在1991年由位于德國(guó)埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標(biāo)準(zhǔn)化的。
ape
APE是目前流行的數(shù)字音樂(lè)文件格式之一。與MP3這類(lèi)有損壓縮方式不同，APE是一種無(wú)損壓縮音頻技術(shù)，也就是說(shuō)當(dāng)你將從音頻CD上讀取的音頻數(shù)據(jù)文件壓縮成APE格式后，你還可以再將APE格式的文件還原，而還原后的音頻文件與壓縮前的一模一樣，沒(méi)有任何損失。APE的文件大小大概為CD的一半，但是隨著寬帶的普及，APE格式受到了許多音樂(lè)愛(ài)好者的喜愛(ài)，特別是對(duì)于希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻CD的朋友來(lái)說(shuō)，APE可以幫助他們節(jié)約大量的資源。
wma
WMA的全稱(chēng)是Windows Media Audio，它是微軟公司推出的與MP3格式齊名的一種新的音頻格式。由于WMA在壓縮比和音質(zhì)方面都超過(guò)了MP3，更是遠(yuǎn)勝于RA(Real Audio)，即使在較低的采樣頻率下也能產(chǎn)生較好的音質(zhì)。
在64kbps的數(shù)據(jù)速率時(shí)，在13000-20000Hz頻率段就能保留了大部分信息。
但64kbps的WMA的低頻表現(xiàn)實(shí)在有點(diǎn)令人失望，聽(tīng)上去比較硬，如同加入了哇聲效果般，感覺(jué)非常不好，當(dāng)然比同比特64K的mp3要好感覺(jué)聲音更集中。聽(tīng)覺(jué)上64WMA的表現(xiàn)基本接近128kbps mp3的音質(zhì)水平，但沒(méi)有達(dá)到。96K的wma略好于128K的mp3,WMA在高于128以上的各種比特率表現(xiàn)相差不大，高頻和泛音都很豐富，一般人聽(tīng)不出WMA128Kbps以上的音質(zhì)和音色的差異，總體感覺(jué)WMA的聲音偏硬，適合流行搖滾，如果是古典或者純?nèi)寺暤脑?，感覺(jué)有點(diǎn)生硬，在低于128K時(shí)，WMA對(duì)于MP3擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)！128以上的WMA相比MP3會(huì)有薄的感覺(jué)。
在128kbps及以下碼流的試聽(tīng)中WMA完全超過(guò)了MP3格式，低碼流之王不是浪得虛名的。但是當(dāng)碼流上升到128kbp以后，WMA的音質(zhì)卻并沒(méi)有如MP3一樣隨著碼流的提高而大大提升。
flac
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的縮寫(xiě)，中文可解為無(wú)損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著名的自由音頻壓縮編碼，其特點(diǎn)是無(wú)損壓縮。不同于其他有損壓縮編碼如MP3 及 AAC，它不會(huì)破任何原有的音頻資訊，所以可以還原音樂(lè)光盤(pán)音質(zhì)。現(xiàn)在它已被很多軟件及硬件音頻產(chǎn)品所支持。
簡(jiǎn)而言之，F(xiàn)LAC與MP3相仿，但是是無(wú)損壓縮的，也就是說(shuō)音頻以FLAC方式壓縮不會(huì)丟失任何信息。這種壓縮與Zip的方式類(lèi)似，但是FLAC將給你更大的壓縮比率，因?yàn)镕LAC是專(zhuān)門(mén)針對(duì)音頻的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的壓縮方式，并且你可以使用播放器播放FLAC壓縮的文件，就象通常播放你的MP3文件一樣（現(xiàn)在已經(jīng)有許多汽車(chē)播放器和家用音響設(shè)備支持FLAC，在FLAC的網(wǎng)站上你可以找到這些設(shè)備廠家的連接）。
FLAC是免費(fèi)的并且支持大多數(shù)的操作系統(tǒng)，包括Windows,“unix” (Linux, *BSD,Solaris,OS X,IRIX),BeOS,OS/2，和Amiga。并且FLAC提供了在開(kāi)發(fā)工具autotools,MSVC,Watcom C，和Project Builder上的build系統(tǒng)。
5.通信原理中語(yǔ)音壓縮編碼有哪三類(lèi)
一、語(yǔ)音壓縮編碼類(lèi)別
語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字編碼方法主要分成三類(lèi)：波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼?？磮D1
二、語(yǔ)音壓縮編碼的定義
1. 波形編碼是對(duì)語(yǔ)音時(shí)域或頻域波形進(jìn)行編碼，由于這種系統(tǒng)保留原始樣值的細(xì)節(jié)從而保留了信號(hào)的各種過(guò)度特征，因此解碼聲音質(zhì)量較高，但此系統(tǒng)編碼碼率較高壓縮比不大。
2. 參數(shù)編碼的基礎(chǔ)是利用人類(lèi)語(yǔ)音的生成模型，這樣在傳輸過(guò)程中只需要傳送模型的參數(shù)，大大降低了系統(tǒng)的碼率，特別適合于無(wú)線通信，保密和軍事通信領(lǐng)域。參數(shù)編碼的缺點(diǎn)在于回復(fù)的語(yǔ)音質(zhì)量較差。采用參數(shù)編碼方法的編碼器有時(shí)稱(chēng)聲碼器。
3. 混合編碼是波形編碼和參數(shù)編碼的結(jié)合。它既利用了語(yǔ)音的生成模型，減少了傳輸碼率，又使解碼的語(yǔ)音產(chǎn)生接近原始語(yǔ)音的波形，以保留說(shuō)話人的各種自然特征，因此當(dāng)各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通常采用這種方法。
