1、前言
對(duì)于CD格式來(lái)說(shuō)，大家都知道它具有良好的信噪比、超過(guò)8模壓電感0dB以上的動(dòng)態(tài)范圍以及超過(guò)15kHz的頻率范圍，這使得它具有良好的音頻質(zhì)量和滿(mǎn)意的收聽(tīng)效果，但是它僅僅提供了兩個(gè)聲道。多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)通過(guò)聲道的擴(kuò)展，不僅在質(zhì)量上與CD音頻不相上下，同時(shí)還帶給聽(tīng)眾身臨其境的感受，而這是傳統(tǒng)單聲道和立體聲無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)已被更多的聽(tīng)眾接受，同時(shí)也逐漸成為
圖2編碼、傳輸、人耳聽(tīng)音的實(shí)現(xiàn)
2．1根據(jù)聽(tīng)覺(jué)域度對(duì)可聞信號(hào)進(jìn)行編碼
　　人耳對(duì)聲振動(dòng)的感受，在頻率及聲壓級(jí)方面都有一定的范圍，頻率范圍正常人約為20Hz~20kHz，而聲壓級(jí)范圍則是如圖聽(tīng)閾曲線來(lái)描述的。意即在這條曲線之下的對(duì)應(yīng)頻率的信號(hào)是聽(tīng)不到的。
圖16MPEG-2音頻混合后環(huán)繞聲兼容性如圖3所示，對(duì)于信號(hào)A來(lái)說(shuō)，由于其聲壓級(jí)超過(guò)聽(tīng)閾曲線的聲壓級(jí)域值，所以可以對(duì)人耳造成聲振動(dòng)的感
受，意即聽(tīng)到A信號(hào)。而對(duì)B信號(hào)來(lái)說(shuō)，其聲壓級(jí)位于聽(tīng)閾曲線之下，雖然它是客觀存在的，但人耳是不可聞的。因此，可以將類(lèi)似的信號(hào)去除掉，以減少音頻數(shù)據(jù)率。
2.2根據(jù)掩蔽效應(yīng)，只對(duì)幅度強(qiáng)的掩蔽信號(hào)進(jìn)行編碼
人耳能在寂靜的環(huán)境中分辨出輕微的聲音，但在嘈雜的環(huán)境中，同樣的這些聲音則被嘈雜聲淹沒(méi)而聽(tīng)不到了。這種由于一個(gè)聲音的存在而使另一個(gè)聲音要提高聲壓級(jí)才能被聽(tīng)到的現(xiàn)象稱(chēng)為聽(tīng)覺(jué)掩蔽效應(yīng)。
如圖4所示，雖然B、C兩信號(hào)的聲壓級(jí)已超過(guò)聽(tīng)閾曲線的范圍，人耳已可以聽(tīng)到B、C兩信號(hào)的存在，但是由于A信號(hào)的存共模電感器在，通過(guò)前向掩磁環(huán)電感器蔽將C信號(hào)淹沒(méi)掉，通過(guò)后向掩蔽將B信號(hào)淹沒(méi)掉，從而最終到達(dá)人耳引起感覺(jué)的只有A信號(hào)。因此，可以將類(lèi)似的B、C信號(hào)去除掉以減少音頻數(shù)據(jù)率。
2．3量化噪聲使得不必全部編碼原始信號(hào)
類(lèi)似于人耳的聽(tīng)閾曲線，由于數(shù)字信號(hào)存在著量化噪聲，如圖5所示，對(duì)于信號(hào)A和B來(lái)說(shuō)，并不一定要將A、B信號(hào)進(jìn)行全部幅度的編碼，而只需將A、B信號(hào)與量化噪聲的差值進(jìn)行編碼就可以達(dá)到相同的聽(tīng)覺(jué)效果，因此，在編碼過(guò)程中實(shí)際量化幅度就可以大大的減少，而減少數(shù)據(jù)率。

2.4通一體電感過(guò)子帶分割來(lái)進(jìn)行優(yōu)化、編碼
在傳統(tǒng)的編碼過(guò)程中，都是將整個(gè)頻帶作為操作對(duì)象，采用相同的比特分配對(duì)每個(gè)信號(hào)進(jìn)行量化。而實(shí)際上，由于聽(tīng)覺(jué)曲線的存在及其它因素，對(duì)于幅度較小的信號(hào)可以分配較少的比特?cái)?shù)就可以達(dá)到要求，因此將整個(gè)頻帶分成多個(gè)子頻帶，然后對(duì)每個(gè)子頻帶的信號(hào)獨(dú)立編碼，從而使得在每個(gè)子頻帶中比特分配可以根據(jù)信號(hào)自身來(lái)適應(yīng)。
如圖ABCD四個(gè)信號(hào)，如果對(duì)整個(gè)頻帶編碼，對(duì)于D信號(hào)來(lái)說(shuō)分配16比特來(lái)量化則顯得多余浪費(fèi)，所以如果將ABCD分別置于不同的子帶內(nèi)，則可在分別所處的子帶內(nèi)使用最適合的比特?cái)?shù)分配給信號(hào)來(lái)編碼，從而減少數(shù)據(jù)率，同時(shí)如果用于分割的子帶分辨率越高，意即子帶的頻帶相對(duì)越窄，那么在子帶中分配的比特?cái)?shù)
就越精確，而減少了比特率。
2.5不同的實(shí)現(xiàn)方式
當(dāng)前在數(shù)字音頻編碼領(lǐng)域存在著各種不同的編碼方案和實(shí)現(xiàn)方式，為了能夠讓大家對(duì)此有一個(gè)較完整的認(rèn)識(shí)，在本文中僅對(duì)當(dāng)前流行的幾種典型的編碼方法做一個(gè)介紹。不管是通過(guò)那一種方式實(shí)現(xiàn)，其基本的編碼思路方框圖都大同小異，如圖7所示。對(duì)于每一個(gè)音頻聲道中的PCM音頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，首先都要將它們映射到頻域中，這種時(shí)域到頻域的映射可以通過(guò)子帶濾波器（如MPEGLayersI，II，DTS）或通過(guò)變換濾波器組（如AC-3，MPEGAAC）實(shí)現(xiàn)。這兩種方式的最大不同之處在于濾波器組中的頻率分辨率的不同。
每個(gè)聲道中的音頻采樣塊首先要根據(jù)心理聲學(xué)模型來(lái)計(jì)算掩蔽門(mén)限值，然后由計(jì)算出的掩蔽門(mén)限值來(lái)決定如何將公用比特區(qū)中的比特分配給不同的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，如MPEGLayersI，II，DTS所采用；或由計(jì)算出的掩蔽門(mén)限值來(lái)決定哪些頻率范圍內(nèi)的量化噪聲可以引入而不需要去除，如AC-3，MPEGAAC所采用。
然后根據(jù)音頻信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式進(jìn)行量化，隨后采用靜噪編碼（如MPEGLayersI，II，DTS，MPEGAAC）。最后，將控制參數(shù)及輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行交織產(chǎn)生編碼后的數(shù)據(jù)流。解碼過(guò)程則首先將編碼后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用，然后通過(guò)比特流中傳輸?shù)目刂茀?shù)對(duì)音頻數(shù)據(jù)反量化，或通過(guò)心理聲學(xué)模型參數(shù)反向運(yùn)算得到音頻信號(hào)（如AC-3），最后將得到的音頻信號(hào)由頻域反變換到時(shí)域，完成解碼過(guò)程。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠

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