多媒体数据压缩技术.ppt

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1、多媒体数据压缩技术8563ASPECTRUMANALYZER9kHz-26.5GHz傅里叶变换X(t)=sin(2πnft)0t0f什么是信号的频域空间？信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。SchoolofManagementTianjinUniversity频域分析时间幅值频率时域分析频域分析信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。SchoolofManagementTian

2、jinUniversity频域分析时域和频域的对应关系SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术音频压缩标准电话质量的语音压缩标准－应用于数字移动通讯。语音信号的频率范围300HZ-3.4KHZ三种语音编译码器：波形编译码器音源编译码器混合编译码器普通编译码器的音质与数据率SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术电话质量语音信号的频率范围是300HZ-3.4KHZ,采用标准的PCM：采样频率为8KHZ，量化位数为

3、8b，所对应的速率为64kb/s。最简单的波形编码是脉冲编码调制(pulsecodemodulation，PCM)电话质量的语音压缩标准：G.711、G.721、G.723等（参见书P56）SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术PCM是概念上最简单、理论上最完善的编码系统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，它仅仅是对输入信号进行采样和量化，但也是数据量最大的编码系统下图中的“防失真滤波器”是一个低通滤波器，用来滤除声音频带以外的信号；“波形编码器”可

4、暂时理解为“采样器”，“量化器”可理解为“量化阶大小(step-size)”生成器或者称为“量化间隔”生成器。SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术高保真立体声音频压缩标准－频率范围50HZ-20KHZ目前国际上比较成熟的高保真立体声音频压缩标准为MPEG音频。MPEG-1和MPEG-2的声音数据压缩编码不是依据波形本身的相关性和模拟人的发音器官的特性，而是利用人的听觉

5、系统的特性来达到压缩声音数据的目的，这种压缩编码称为感知声音编码(perceptualaudiocoding)。SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术进入20世纪80年代之后，尤其最近几年，人类在利用自身的听觉系统的特性来压缩声音数据方面取得了很大的进展，先后制定了MPEG-1Audio,MPEG-2Audio等标准它们处理10Hz－20000Hz范围里的声音数据，使用“心理声学模型(psychoacousticmodel)”来达到压缩声音数据的目的。心理

6、声学模型中一个基本的概念就是听觉系统中存在一个听觉阈值电平，低于这个电平的声音信号就听不到，因此就可以把这部分信号去掉。SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术心理声学模型中的另一个概念是听觉掩饰特性，意思是一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象。例如，同时有两种频率的声音存在，一种是1000Hz的声音，另一种是1100Hz的声音，但它的强度比前者低18分贝，因此，1100Hz的声音就会听不到比如在一安静房间里的普通谈话可以听得很清楚，但在播放

7、摇滚乐的环境下同样的普通谈话就听不清楚了。声音压缩算法也同样可以确立这种特性的模型来取消更多的冗余数据。SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术“听阈—频率”曲线SchoolofManagementTianjinUniversity多媒体数据压缩技术SchoolofManagementTianjinUniversity音频压缩标准音频层根据压缩质量和编码复杂度分为Layer1、Layer2、Layer3三层SchoolofManagementTianjinU

8、niversity音频压缩标准①层1的编码器最为简单，编码器的输出数据率为384kb/s，主要用于小型数字盒式磁带(digitalcompactcassette，DCC)。②层2的编码器的复杂程度属中等，编码器的输出数据率为256kb/s－192kb/s，其应用包括数字广播声音(digitalbroadcastaudio，DBA)、数字音乐、CD-I(compactdisc-interactive)和VCD(videocomp