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(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)量來換取文件的尺寸，相同長度的音樂文件，用*.mp3格式來儲存，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；所以在它問世之初還沒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，作為主流音頻格式的地位難以被撼動。

但是樹大招風(fēng)，MP3音樂的版權(quán)問題也一直是找不到辦法解決，因為MP3沒有版權(quán)保護(hù)技術(shù)，說白了也就是誰都可以用。 MP3格式壓縮音樂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“忙”的時候加大采樣的頻率獲取更高的音質(zhì)，不過產(chǎn)生的MP3文件可能在某些播放器上無法播放。

我們把VBR的級別設(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) 格式是來自于微軟的重量級選手，后臺強(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的另一個優(yōu)點是內(nèi)容提供商可以通過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)可以限制播放時間和播放次數(shù)甚至于播放的機(jī)器等等，這對被盜版攪得焦頭亂額的音樂公司來說可是一個福音，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)音樂的開路先鋒可以說是技術(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，新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盤轉(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”又來了。WMA這種格式在錄制時可以對音質(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)是得到了越來越多站點的承認(rèn)和大力支持，在網(wǎng)絡(luò)音樂領(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)上的在線音樂欣賞，現(xiàn)在大多數(shù)的用戶仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音質(zhì)。

有的下載站點會提示你根據(jù)你的Modem速率選擇最佳的Real文件。現(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)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質(zhì)。WAV WAV格式是微軟公司開發(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(guī)范。

所有的WAV都有一個文件頭，這個文件頭音頻流的編碼參數(shù)。WAV對音頻流的編碼沒有硬性規(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壓縮其音頻流，不過我們常見的都是音頻流被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也是音樂編輯創(chuàng)作的首選格式，適合保存音樂素材。

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

語音信號的數(shù)字化傳輸，一直是通信的發(fā)展方向之一。采用低速率語音編碼技術(shù)進(jìn)行語音傳輸比語音信號模擬傳輸有諸多優(yōu)點，現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢決定了語音編碼技術(shù)的兩大突出優(yōu)勢：

大大節(jié)省了帶寬。從最初的PCM64k編碼到現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)語音壓縮協(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現(xiàn)，如AMBE、CELP、RELP、VSELP、MELP、MP-MLQ、LPC-10等多種語音壓縮算法，最低編碼速率達(dá)到2.4kbps，有些算法已在包括第三代移動通信系統(tǒng)（3G）的多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。

便于實現(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。分組語音即將分組交換的概念與語音傳輸相結(jié)合，使得語音信息更易于接入IP網(wǎng)。而分組語音的關(guān)鍵技術(shù)之一就是語音編碼技術(shù)，低速率的語音編碼技術(shù)對語音信息的實時性有更好的保證。采用分組語音傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，其傳輸?shù)恼Z音信息本身就是分組數(shù)據(jù)包，這樣的語音信息在接入Internet時將是非常的方便。

語音編碼既可用軟件也可用硬件的方法實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)就是將壓縮算法用軟件方法實現(xiàn)，這樣做的好處是成本低、修改方便靈活，但處理速度較慢，不易保證處理的實時性。采用硬件實現(xiàn)就是將語音壓縮算法固化到專用DSP芯片中，這樣處理速度快，便于實時處理。

3.Mp3音樂所采用的聲音數(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(shù)用戶來說重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。

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(biāo)準(zhǔn)化的。用MP3形式存儲的音樂就叫作MP3音樂，能播放MP3音樂的機(jī)器就叫作MP3播放器。

擴(kuò)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 * 44100 采樣點/秒 * 2 通道)。

使用較低比特率編碼的MP3文件通?；胤刨|(zhì)量較低。使用過低的比特率，“壓縮噪聲（compression artifact）”（原始錄音中沒有的聲音）將會在回放時出現(xiàn)。

說明壓縮噪聲的一個好例子是：壓縮歡呼的聲音；由于它的隨機(jī)性和急劇變化，所以編碼器的錯誤就會更明顯，并且聽起來就象回聲。

參考資料來源：搜狗百科-MP3

4.常見的聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)有哪些

mp3

MP3全稱是動態(tài)影像專家壓縮標(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)計用來大幅度地降低音頻數(shù)據(jù)量，而對于大多數(shù)用戶來說重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒有明顯的下降。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(biāo)準(zhǔn)化的。

ape

APE是目前流行的數(shù)字音樂文件格式之一。與MP3這類有損壓縮方式不同，APE是一種無損壓縮音頻技術(shù)，也就是說當(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愛好者的喜愛，特別是對于希望通過網(wǎng)絡(luò)傳輸音頻CD的朋友來說，APE可以幫助他們節(jié)約大量的資源。

wma

WMA的全稱是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，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)實在有點令人失望，聽上去比較硬，如同加入了哇聲效果般，感覺非常不好，當(dāng)然比同比特64K的mp3要好感覺聲音更集中。聽覺上64WMA的表現(xiàn)基本接近128kbps mp3的音質(zhì)水平，但沒有達(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，一般人聽不出WMA128Kbps以上的音質(zhì)和音色的差異，總體感覺WMA的聲音偏硬，適合流行搖滾，如果是古典或者純?nèi)寺暤脑?，感覺有點生硬，在低于128K時，WMA對于MP3擁有絕對優(yōu)勢！128以上的WMA相比MP3會有薄的感覺。

在128kbps及以下碼流的試聽中WMA完全超過了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，中文可解為無損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著名的自由音頻壓縮編碼，其特點是無損壓縮。不同于其他有損壓縮編碼如MP3 及 AAC，它不會破任何原有的音頻資訊，所以可以還原音樂光盤音質(zhì)?，F(xiàn)在它已被很多軟件及硬件音頻產(chǎn)品所支持。

簡而言之，F(xiàn)LAC與MP3相仿，但是是無損壓縮的，也就是說音頻以FLAC方式壓縮不會丟失任何信息。這種壓縮與Zip的方式類似，但是FLAC將給你更大的壓縮比率，因為FLAC是專門針對音頻的特點設(shè)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(xiàn)在已經(jīng)有許多汽車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提供了在開發(fā)工具autotools,MSVC,Watcom C，和Project Builder上的build系統(tǒng)。

5.通信原理中語音壓縮編碼有哪三類

一、語音壓縮編碼類別

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

二、語音壓縮編碼的定義

1. 波形編碼是對語音時域或頻域波形進(jìn)行編碼，由于這種系統(tǒng)保留原始樣值的細(xì)節(jié)從而保留了信號的各種過度特征，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)是利用人類語音的生成模型，這樣在傳輸過程中只需要傳送模型的參數(shù)，大大降低了系統(tǒng)的碼率，特別適合于無線通信，保密和軍事通信領(lǐng)域。參數(shù)編碼的缺點在于回復(fù)的語音質(zhì)量較差。采用參數(shù)編碼方法的編碼器有時稱聲碼器。

3. 混合編碼是波形編碼和參數(shù)編碼的結(jié)合。它既利用了語音的生成模型，減少了傳輸碼率，又使解碼的語音產(chǎn)生接近原始語音的波形，以保留說話人的各種自然特征，因此當(dāng)各種國際標(biāo)準(zhǔn)通常采用這種方法。