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，所謂的MP3也就是指的是MPEG標準中的音頻部分，也就是MPEG音頻層。

根據壓縮質(zhì)量和編碼處理的不同分為3層，分別對應“*.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(cháng)度的音樂(lè )文件，用*.mp3格式來(lái)儲存，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 )的版權問(wèn)題也一直是找不到辦法解決，因為MP3沒(méi)有版權保護技術(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省空間，也可以用320Kbps的標準達到極高的音質(zhì)。

我們用裝有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3編碼器（現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的級別設定成為與前面的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)自于微軟的重量級選手，后臺強硬，音質(zhì)要強于MP3格式，更遠勝于RA格式，它和日本YAMAHA公司開(kāi)發(fā)的VQF格式一樣，是以減少數據流量但保持音質(zhì)的方法來(lái)達到比MP3壓縮率更高的目的，WMA的壓縮率一般都可以達到1:18左右，WMA的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是內容提供商可以通過(guò)DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷貝保護。

這種內置了版權保護技術(shù)可以限制播放時(shí)間和播放次數甚至于播放的機器等等，這對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(xiàn)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操作系統和Windows Media Player的無(wú)縫捆綁讓你只要安裝了windows操作系統就可以直接播放WMA音樂(lè )，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盤(pán)轉換為WMA聲音格式的功能，在新出品的操作系統Windows XP中，WMA是默認的編碼格式，大家知道Netscape的遭遇，現在“狼”又來(lái)了。WMA這種格式在錄制時(shí)可以對音質(zhì)進(jìn)行調節。

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。雖然現在網(wǎng)絡(luò )上還不是很流行，但是在微軟的大規模推廣下已經(jīng)是得到了越來(lái)越多站點(diǎn)的承認和大力支持，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(xiàn)音樂(lè )欣賞，現在大多數的用戶(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 )提示你根據你的Modem速率選擇最佳的Real文件。現在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，是最早的數字音頻格式，被Windows平臺及其應用程序廣泛支持。

WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無(wú)幾，但WAV格式對存儲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。WAV對音頻流的編碼沒(méi)有硬性規定，除了PCM之外，還有幾乎所有支持ACM規范的編碼都可以為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編碼同樣也可以運用在WAV中，和AVI一樣，只要安裝好了相應的Decode，就可以欣賞這些WAV了。 在Windows平臺下，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。

2.什么是音頻信號的壓縮編碼

語(yǔ)音信號的數字化傳輸，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)音信號模擬傳輸有諸多優(yōu)點(diǎn)，現代通信的發(fā)展趨勢決定了語(yǔ)音編碼技術(shù)的兩大突出優(yōu)勢：

大大節省了帶寬。從最初的PCM64k編碼到現在標準語(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)議標準但更低的編碼速率已有成熟的算法可以實(shí)現，如AMBE、CELP、RELP、VSELP、MELP、MP-MLQ、LPC-10等多種語(yǔ)音壓縮算法，最低編碼速率達到2.4kbps，有些算法已在包括第三代移動(dòng)通信系統（3G）的多個(gè)領(lǐng)域得到應用。

便于實(shí)現與IP融合。Internet的成功運用使得與IP的融合已成必然的發(fā)展趨勢。分組語(yǔ)音即將分組交換的概念與語(yǔ)音傳輸相結合，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)音傳輸的網(wǎng)絡(luò )，其傳輸的語(yǔ)音信息本身就是分組數據包，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。軟件實(shí)現就是將壓縮算法用軟件方法實(shí)現，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 )所采用的聲音數據壓縮編碼的標準是什么

Mp3音樂(lè )所采用的聲音數據壓縮編碼的標準是 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，而對于大多數用戶(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年由位于德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標準化的。用MP3形式存儲的音樂(lè )就叫作MP3音樂(lè )，能播放MP3音樂(lè )的機器就叫作MP3播放器。

擴展資料：

因為MP3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—也就是用來(lái)表示每秒音頻所需的編碼數據位數。

典型的速度介于128kbps和320kbps(kbit/s)之間。與此對照的是，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。

說(shuō)明壓縮噪聲的一個(gè)好例子是：壓縮歡呼的聲音；由于它的隨機性和急劇變化，所以編碼器的錯誤就會(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)的聲音壓縮標準有哪些

mp3

MP3全稱(chēng)是動(dòng)態(tài)影像專(zhuān)家壓縮標準音頻層面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III)。是當今較流行的一種數字音頻編碼和有損壓縮格式，它設計用來(lái)大幅度地降低音頻數據量，而對于大多數用戶(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年由位于德國埃爾朗根的研究組織Fraunhofer-Gesellschaft的一組工程師發(fā)明和標準化的。

ape

APE是目前流行的數字音樂(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)當你將從音頻CD上讀取的音頻數據文件壓縮成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(zhù)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的數據速率時(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的表現基本接近128kbps mp3的音質(zhì)水平，但沒(méi)有達到。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，如果是古典或者純人聲的話(huà)，感覺(jué)有點(diǎn)生硬，在低于128K時(shí)，WMA對于MP3擁有絕對優(yōu)勢！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。但是當碼流上升到128kbp以后，WMA的音質(zhì)卻并沒(méi)有如MP3一樣隨著(zhù)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(zhù)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)。現在它已被很多軟件及硬件音頻產(chǎn)品所支持。

簡(jiǎn)而言之，FLAC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，因為FLAC是專(zhuān)門(mén)針對音頻的特點(diǎn)設計的壓縮方式，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（現在已經(jīng)有許多汽車(chē)播放器和家用音響設備支持FLAC，在FLAC的網(wǎng)站上你可以找到這些設備廠(chǎng)家的連接）。

FLAC是免費的并且支持大多數的操作系統，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。

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)音信號的數字編碼方法主要分成三類(lèi)：波形編碼、參數編碼和混合編碼。看圖1

二、語(yǔ)音壓縮編碼的定義

1. 波形編碼是對語(yǔ)音時(shí)域或頻域波形進(jìn)行編碼，由于這種系統保留原始樣值的細節從而保留了信號的各種過(guò)度特征，因此解碼聲音質(zhì)量較高，但此系統編碼碼率較高壓縮比不大。

2. 參數編碼的基礎是利用人類(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，大大降低了系統的碼率，特別適合于無(wú)線(xiàn)通信，保密和軍事通信領(lǐng)域。參數編碼的缺點(diǎn)在于回復的語(yǔ)音質(zhì)量較差。采用參數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編碼的結合。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(huà)人的各種自然特征，因此當各種國際標準通常采用這種方法。