语音压缩编码

语音编码技术的分类语音编码技术是将语音信号经过压缩、编码处理后转化为数字数据的技术，广泛应用于语音通信、语音识别、语音合成等领域。

根据不同的实现方式和压缩算法，可以将语音编码技术分为以下几个分类。

首先是有损压缩编码技术，这种技术通过牺牲一定的语音质量来达到较高的压缩比。

最典型的有损压缩算法是线性预测编码（LPC）和线性预测编码（LPC）特征序列编码。

LPC通过分析语音信号的谐波结构和共振峰来捕捉语音的重要信息，然后利用这些信息对语音进行重建。

而LPC通过分析语音信号的自相关性和频谱平滑性来获得语音的预测系数，从而实现对语音信号的压缩。

其次是无损压缩编码技术，这种技术通过保留原始语音信号的全部信息来实现压缩。

无损压缩编码技术对于一些对音质有较高要求的应用场景非常重要，比如语音识别和语音合成。

最常见的无损编码算法是自适应差分编码（ADPCM）和矢量量化编码（VQ）。

ADPCM通过预测当前语音样本和前一样本之间的差值，并将该差值保存为编码结果，以实现高压缩比。

第三是混合压缩编码技术，也称为变速压缩编码技术。

这种技术通过对不同部分使用不同的压缩算法来实现。

最常见的变速编码算法是多速率编码（MRC）和多步骤编码（MSC）。

MRC通过对语音信号的不同频段采用不同的压缩算法，对于高频部分使用有损压缩算法进行压缩，对于低频部分使用无损压缩算法进行压缩，从而实现更高的压缩比。

MSC对语音信号进行多次压缩，每次压缩只保留重要的信息，通过多次压缩后，达到较高的压缩比。

总的来说，语音编码技术的分类包括有损压缩编码技术、无损压缩编码技术和混合压缩编码技术。

不同的技术分类适用于不同的应用场景，在实际应用中需要根据具体需求权衡语音质量和压缩比，选择合适的编码技术。

对于语音通信等实时场景，需要保证较高的语音质量，可以选择无损压缩编码技术；而对于语音识别和语音合成等需要高压缩比的应用场景，可以选择有损压缩编码技术。

混合压缩编码技术则提供了在不同部分使用不同压缩算法的灵活性，适用于更细粒度的应用需求。

语音压缩编码与图像压缩编码语音压缩编码语音压缩编码可分为三类：波形编码、参量编码和混合编码。

这些都属于有损压缩编码。

1．波形编码（1）波形编码的定义波形编码是指对利用调制信号的波形对语音信号进行调制编码的方式。

（2）波形编码的性能要求保持语音波形不变，或使波形失真尽量小。

2．语音参量编码（1）语音参量编码的定义语音参量编码是将语音的主要参量提取出来编码的方式。

（2）语音参量编码的基本原理首先分析语音的短时频谱特性，提取出语音的频谱参量，然后再用这些参量合成语音波形。

（3）语音参量编码的性能要求保持语音的可懂度和清晰度尽量高。

3．混合编码（1）混合编码的定义混合编码是既采用了语音参量又包括了部分语音波形信息的编码方式。

（2）混合编码的基本原理混合编码除了采用时变线性滤波器作为核心外，还在激励源中加入了语音波形的某种信息，从而改进其合成语音的质量。

（3）混合编码的性能要求保持语音的可懂度和清晰度尽量高。

图像压缩编码图像压缩按照图像是否有失真，可分为有损压缩和无损压缩；按照静止图像和动态图像，又可分为静止图像压缩和动态图像压缩。

1．静止图像压缩编码的特点（1）静止数字图像信号是由二维的许多像素构成的；（2）在各邻近像素之间都有相关性；（3）所以可以用差分编码（DPCM）或其他预测方法，仅传输预测误差从而压缩数据率。

2．动态图像压缩编码的特点（1）动态数字图像是由许多帧静止图像构成的，可看成是三维的图像；（2）在邻近帧的像素之间有相关性；（3）动态图像的压缩可看作是在静止图像压缩基础上再设法减小邻近帧之间的相关性。

sip 语音编码标准
SIP（Session Initiation Protocol）是一种用于建立、修改和终止多媒体会话的协议，它不直接处理语音编码。

SIP通过使用各种媒体传输协议（如RTP）来传输音频、视频等媒体流，而这些协议支持多种语音编码标准。

在音频传输方面，常见的语音编码标准包括：
1. PCM（Pulse Code Modulation）：这是最基本的数字音频编码格式，
也称为线性PCM。

它以原始的模拟音频信号采样，每个样本以8位或16
位表示，采样率可以从32kHz到96kHz。

2. ：这是ITU-T制定的一种简单的音频压缩标准，用于电话通信。

它包括
两种压缩算法：μ-law和A-law，可以将一个样点的8位PCM信号压缩到
4位或5位。

3. ：这是一种更高效的语音压缩标准，主要用于VoIP和无线通信。

它可以将语音信号压缩到8kbit/s左右，同时保持良好的语音质量。

4. AMR（Adaptive Multi-Rate）：这是一种用于移动通信的语音压缩标准，可以根据不同的信道条件自适应地选择不同的编码速率。

5. EVRC（Enhanced Variable Rate Codec）：这是一种用于CDMA网络的语音压缩标准，可以在/s到/s的范围内自适应地选择编码速率。

这些语音编码标准都可以在SIP协议中使用，具体使用哪种标准取决于实际的应用场景和网络条件。

大小，并保持高质量的音频输出。

Opus编码采用了一系列先进的算法和技术，具有出色的性能和广泛的应用范围。

本文将详细介绍Opus编码的原理、特点以及它在音频领域中的应用。

一、Opus编码的原理1.1 声音信号模型Opus编码基于声音信号模型进行压缩。

声音信号可以看作是时间上连续的音频样本序列，每个样本表示声音的幅度。

Opus编码通过分析声音信号的频谱、时间相关性和人耳感知特性，选取合适的信号表示方式，从而实现高效的压缩。

1.2 语音编码器和音乐编码器Opus编码器根据输入声音信号的类型，分为语音编码器和音乐编码器两种模式。

语音编码器适用于人类语音的压缩，而音乐编码器则适用于音乐和其他非语音信号的压缩。

这两种编码器为不同类型的声音信号提供了优化的压缩算法。

1.3 预处理和分析在进行编码之前，Opus编码器对输入信号进行预处理和分析。

预处理包括声音信号的预加重处理、音量归一化等，以提高编码的质量和稳定性。

分析阶段则通过对声音信号的频谱、频带能量和时间相关性进行分析，为后续的编码过程提供依据。

1.4 频域分解和控制信号Opus编码器将声音信号转换为频域表示，采用离散傅里叶变换（DFT）将时域信号转换为频域信号。

同时，控制信号也被引入到编码过程中，用于调整编码器的参数和模型，以优化压缩效果。

1.5 量化和编码在频域表示的基础上，Opus编码器进行信号的量化。

量化是指将连续的频域样本映射为离散的量化符号，从而减小数据的表示空间。

量化过程中，编码器根据预设的量化精度和量化表，将频域样本映射为最接近的离散数值。

1.6 熵编码和解码经过量化后的信号被传输到熵编码器，将离散的量化符号映射为二进制码流。

熵编码器利用各种统计方法和算法，根据信号的概率分布进行编码，以实现高效的数据压缩。

解码过程中，熵解码器将二进制码流还原为量化符号，进而还原为频域样本。

1.7 重构和后处理解码器通过逆向的过程将量化符号还原为频域样本，再经过逆离散傅里叶变换（IDFT）将频域信号转换为时域信号。

语音压缩编码技术上传时间:2004-12-22随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻重的作用。

语音压缩编码技术的类别语音编码就是将模拟语音信号数字化，数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理，可以充分利用数字信号处理的各种技术。

为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽，还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码，这就是语音压缩编码技术。

语音的压缩编码方法归纳起来可以分为三大类：波形编码、参数编码和混合编码。

波形编码比较简单，失真最小，方法简单，但数码率比较高。

参数编码的编码速率可以很低，但音质较差，只能达到合成语音质量，其次是复杂度高。

混合编码吸收了波形编码和参数编码的优点，从而在较低的比特率上获得较高的语音质量，当前受到人们较大的关注。

语音压缩编码技术的发展自从1937年A.H.Reeves提出脉冲编码调制(PCM)以来，语音编码技术已有60余年的发展历史。

尤其近20年随着计算机和微电子技术的发展语音编码技术得到飞速发展。

CCITT于1972年确定64kb/sPCM语音编码G.711建议，它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域，至今，64kb/s的标准PCM系统仍占统治地位。

这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多，在带宽资源有限的情况下不宜采用。

CCITT于80年代初着手研究低于64kb/s的非PCM编码算法，并于1984年通过了32kb/sADPCM语音编码G.721建议，它不仅可以达到PCM相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能，广泛应用于卫星，海缆及数字语音插空设备以及可变速率编码器中。

随后，于1992年公布16kb/s低延迟码激励线性预测（LD-CELP）的G.728建议。

它以其较小的延迟、较低的速率、较高的性能在实际中得到广泛的应用，例如：可视电话伴音、无绳电话机、单路单载波卫星和海事卫星通信、数字插空设备、存储和转发系统、语音信息录音、数字移动无线系统、分组化语音等。

语⾳压缩编码语⾳编码第⼀章⾳频1.1 ⾳频和语⾳的定义声⾳是携带信息的重要媒体，是通过空⽓传播的⼀种连续的波，叫声波。

对声⾳信号的分析表明，声⾳信号有许多频率不同的信号组成，这类信号称为复合信号。

⽽单⼀频率的信号称为分量信号。

声⾳信号的两个基本参数频率和幅度。

1.1.1声⾳信号的数字化声⾳数字化包括采样和量化。

采样频率由采样定理给出。

1.1.2声⾳质量划分根据声⾳频带，声⾳质量分5个等级，依次为：电话、调幅⼴播、调频⼴播、光盘、数字录⾳带DAT(digital audio tape)的声⾳。

第⼆章语⾳编码技术的发展和分类现有的语⾳编码器⼤体可以分三种类型：波形编码器、⾳源编码器和混合编码器。

⼀般来说，波形编码器的话⾳质量⾼，但数据率也很⾼。

⾳源编码器的数据率很低，产⽣的合成话⾳⾳质有待提⾼。

混合编码器使⽤⾳源编码器和波形编码器技术，数据率和⾳质介于⼆者之间。

语⾳编码性能指标主要有⽐特速率、时延、复杂性和还原质量。

其中语⾳编码的三种最常⽤的技术是脉冲编码调制（PCM）、差分PCM（DPCM）和增量调制（DM）。

通常，公共交换电话⽹中的数字电话都采⽤这三种技术。

第⼆类语⾳数字化⽅法主要与⽤于窄带传输系统或有限容量的数字设备的语⾳编码器有关。

采⽤该数字化技术的设备⼀般被称为声码器，声码器技术现在开始展开应⽤，特别是⽤于帧中继和IP上的语⾳。

在具体的编码实现（如VoIP）中除压缩编码技术外，⼈们还应⽤许多其它节省带宽的技术来减少语⾳所占带宽，优化⽹络资源。

静⾳抑制技术可将连接中的静⾳数据消除。

语⾳活动检测（SAD）技术可以⽤来动态跟踪噪⾳电平，并将噪⾳可听度抑制到最⼩，并确保话路两端的语⾳质量和⾃然声⾳的连接。

回声消除技术监听回声信号，并将它从听话⼈的语⾳信号中清除。

处理话⾳抖动的技术则将能导致通话⾳质下降的信道延时与信道抖动平滑掉。

2.1波形编码波形编解码器的思想是，编码前根据采样定理对模拟语⾳信号进⾏采样，然后进⾏幅度量化与⼆进制编码。

语音信号压缩编码原理及应用随着通信、计算机网络等技术的飞速发展，语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用，尤其是最近20年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻重的作用。

语音是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式，是人们思想疏通和情感交流的最主要途径。

在实际的语音通信中，有些信道难以扩宽且质量很差；有些信道正被广泛使用，短期内难以更新；有些昂贵的信道，每压缩一个比特都意味着节省开支。

因此，语音压缩编码无疑在语音通信及人类信息交流中占有举足轻重的地位。

语音编码就是将模拟语音信号数字化，数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理，可以充分利用数字信号处理的各种技术。

为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽，还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码，这就是语音压缩编码技术。

一，语音压缩编码技术的发展自从1937年A.H.Reeves提出脉冲编码调制(PCM)以来，语音编码技术已有60余年的发展历史。

尤其近20年随着计算机和微电子技术的发展语音编码技术得到飞速发展。

CCITT于1972年确定64kb/sPCM语音编码G.711建议，它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域，至今，64kb/s的标准PCM系统仍占统治地位。

这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多，在带宽资源有限的情况下不宜采用。

CCITT于80年代初着手研究低于64kb/s的非PCM编码算法，并于1984年通过了32kb/sADPCM语音编码G.721建议，它不仅可以达到PCM相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能，广泛应用于卫星，海缆及数字语音插空设备以及可变速率编码器中。

随后，于1992年公布16kb/s低延迟码激励线性预测（LD-CELP）的G.728建议。

它以其较小的延迟、较低的速率、较高的性能在实际中得到广泛的应用，例如：可视电话伴音、无绳电话机、单路单载波卫星和海事卫星通信、数字插空设备、存储和转发系统、语音信息录音、数字移动无线系统、分组化语音等。

常用的语音编码方法有常用的语音编码方法主要包括：PCM（脉冲编码调制）、ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）、MP3（MPEG音频层3）、AAC（高级音频编码）、OPUS、GSM（全球系统移动通信）、ILBC（无损语音编码器）、G.722等。

1.PCM（脉冲编码调制）PCM是最常用的语音编码方法之一，将模拟语音信号采样后，通过量化和编码来数字化语音信号。

PCM编码质量较好，但占用存储空间较大。

2.ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）ADPCM是对PCM的改进，通过预测和差分编码的方式来压缩语音数据。

ADPCM编码可以减小文件大小，但也会损失一定的音质。

3.MP3（MPEG音频层3）MP3是一种无损的音频压缩格式，通过删除人耳难以察觉的音频信号细节来减小文件大小。

MP3编码在音质和文件大小之间取得了平衡，成为广泛应用于音乐和语音传输的标准格式。

4.AAC（高级音频编码）AAC是一种高级音频编码方法，能够提供较好的音质和较小的文件大小。

AAC在广播、音乐和视频领域都有广泛应用。

5.OPUSOPUS是一种开放和免版权的音频编码格式，适用于广泛的应用场景，如实时通信、网络音频流传输等。

OPUS编码可以根据不同场景的需求，在音质和延迟之间做出灵活权衡。

6.GSM（全球系统移动通信）GSM编码是一种在移动通信领域广泛使用的语音编码方法，它通过移除语音频带中的高频和低频信息来实现数据压缩。

7.iLBC（无损语音编码器）iLBC是一种专为网络语音传输设计的编码格式，能够在高丢包环境下提供较好的语音质量。

8.G.722G.722是一种宽带语音编码方法，提供更好的语音质量和更宽的频带宽度，适用于音频和视频会议等高质量语音通信场景。