参数编码把音频信号表示成某种模型的输出， 利用特征提取的方法抽取必要的模型参数和激 励信号的信息，并对这些信息编码，最后在输 出端合成原始信号。
混合编码介于波形编码和参数编码之间，集中
了这两种方法的优点，可以在较低的误码率上
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WAV波形音频文件
➢ 是微软和IBM共同开发的PC标准声音格式， 文件后缀名.wav ，是一种通用的音频数据 文件
MP3的好处在于大幅降低数字声音文件的容 量，而不会破坏原来的音质。通过MP3格式 压缩后，文件便可压缩为原来的1/10～l/12。
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3 MP3音频文件压缩标准
表3.2.1 MPEG的压缩等级与压缩比率
MPEG编码等级
压缩比率
数字流码率
Layer 1
1:4
384 kbit/s
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MP3
MP3對音頻信號採用的是有損壓縮方式 為了降低聲音失真度，MP3採取了「感官
編碼技術」─利用人耳聽覺的特性，從聲音 中去除人耳聽不到的資訊。 人耳因為構造的關係，在接收聲音時均會 在頻率與時間上產生遮蔽效果(masking)。
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遮蔽效果(masking)
➢ 编辑修改灵活方便，可通过音序器自由的 改变MIDI文件的曲调、音色、速度等，甚 至可以改换不同的乐器
➢ MIDI声音仅适于重现打击乐或一些电子乐 器的声音（音源窄）
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MP3
MP3是MPEG 1 Layer III的簡稱 是由MPEG(Moving Pictures Expert Group)
WMA的另一个优点是内容提供商可以通过 DRM（DigitalcentersManagement）方案 如Windows Media centersManager7加入 防拷贝保护。
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RA文件
➢ RA是Real Audio的缩写，是RealNetwork公司 推出的一种流式压缩声音格式,和MP3相比， 也是为了解决网络传输带宽资源而设计的
Layer 2
1:6 – 1:8
192-256 kbit/s
Layer 3
1:10 – 1:12 128-154 kbit/s
表3.2.2 声音品质与压缩比关系表
声音质量 带宽 模式 比特率 压缩比率
电话
2.5kHz 单声道 8kbps*
96:1
好于短波 4.5kHz 单声道 16kbps
48:1
好于调幅广播 7.5kHz 单声道 32kbps
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取樣 (Sampling)
將聲波波形轉換成一連串的二進制數據來再現原 始聲音
使用類比/數位轉換器(analog-to-digital,A/D）
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取樣率(Sampling)
每一秒鐘所取樣的數目(times per second) 單位為HZ（赫茲）。 CD : 44,100 (44.1 kHz). DAT (Digital Audio Tape) : 32, 44.1 and 48
取樣峰值時，超過的部分會被削除
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位元率(Bit-rates) v.s. 檔案大小
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無損壓縮 v.s. 有損壓縮
有損壓縮(Lossy Compression ) 無損壓縮(Lossless Compression )
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主流音频文件格式
1) WAV波形音频文件（非压缩） 2) MP3文件（有损压缩） 3) WMA文件（有损压缩） 4) RA文件（有损压缩） 5) MID文件（描述文件）
– 通常使用WAV格式用来保存一些没有压缩 的音频，也就是经过PCM编码后的音频， 因此也称为波形文件，依照声音的波形进 行存储，因此要占用较大的存储空间
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WAV波形音频文件
– CD唱片包含的就是WAVE格式的波形数据， 只是扩展名没写成“.wav”而是“.cda”
– 注意：WAV文件也可以存放压缩音频， 但其本身的文件结构使之更加适合于存放 原始音频数据并用作进一步的处理
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MP3
MPEG音頻編碼的層次越高，編碼器越複雜， 壓縮率也越高
MP1壓縮率分別為4：1， MP2的壓縮率分別為6：1-8：1， MP3的壓縮率則高達10：1-12：1，
一分鐘CD音質的音樂
未經壓縮需要10MB MP3壓縮編碼後只需1MB左右。
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音频文件的压缩技术
1 数字音频的压缩 2 音频压缩编码的基本方法 3 MP3音频文件压缩标准 4 MP4音频文件压缩编码 5 TwinVQ
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1 数字音频的压缩
采用数字音频获取声音文件的方法最突出的 问题是信息量大，音频信息文件所需的存储空间 的计算公式为：存储容量（字节）＝采样频率× 采用精度/8×声道数×时间
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量化誤差(Quantization Error)
指當所採用的量化精度過低，造成無法正 確地還原出原始音頻信號。
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聲音的單位
一般以分貝（dB）來表示，就是指聲波施
加在我們耳膜上的壓力。
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削波 (Clipping)
是一種形式的波形失真。 當源訊號的波形振幅，超過程式所考慮的
所制定的影音壓縮─聲音部分。 MPEG聲音部分，根據壓縮質量和編碼複雜
程度劃分為三層，即Layer-1、Layer2、 Layer3，且分別對應MP1、MP2、MP3這 三種聲音文件。
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MP3
全名是MPEG Audio Layer-3，简单的说就
是一种声音文件的压缩格式。1987年德国
2 音频压缩编码的基本方法
音频信号的压缩方法有多种。基本上分为两大 类：有损压缩和无损压缩。无损压缩法包括不引 入任何数据失真的各种墒编码；有损压缩又可分 为波形编码、模型编码和同时利用这两种技术的 混合编码方法。
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2 音频压缩编码的基本方法
有损压缩
波形编码利用采样和量化过程来表示音频信号 的波形，使编码后的音频信号与原始信号的波 形尽可能匹配。它主要根据人耳的听觉特性进 行量化，以达到压缩数据的目的。
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WAV文件组成
1) 文件头：标明是WAVE文件、文件结 构和数据的总字节数
2) 数字化参数：如采样频率、声道数、 编码算法等
3) 实际的波形数据
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WAV文件特点
➢ 优点：易于生成和编辑； ➢ 缺点：在保证一定音质的前提下压缩
比不够，不适合在网络上播放
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24:1
类似调频广播 11kHz 立体声 56-64kbps 26-24:1
接近CD 15kHz 立体声 96kbps
16:1
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CD
>15kH 立体声 112-
14-12:1
z
128kbp
s
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4 MP4音频文件压缩编码
MP4并不是MPEG-4或者MPEG-1 Layer 4， 它的出现是针对MP3的大众化、无版权的 一种保护格式，由美国网络技术公司开发， 美国唱片行业联合会倡导公布的一种新的 网络下载和音乐播放格式。MP4使用的是 MPEG-2 AAC技术也就是俗称的a2b或AAC。
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MP3PRO
以MP3為基礎發展而成的音樂檔格式 相容原有的mp3 以目前一半的Bit-rate去壓縮音樂檔案，而又維持
同等的音質
使用頻段複制 (Spectral Band Replication,SBR)
一種新的音頻編碼增強算法 改善低位率情況下音頻和語音編碼的性能 可在指定的位率下增加音頻的頻寬或改善編碼效率 在低數據速率下實現非常高效的編碼.如果在高數據速
– 96:1，因此在网络上比较流行
– 可以在速率为14.4Kb/s的Modem上网 的计算机中流畅的回放
– 但是为了确保在网络上的传输效率，在 压缩时声音质量损失较大
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RA
就是RealAudio格式 完全針對網路的數位音樂格式
可以根據聽眾的頻寬來控制自己的位元率，在保 證流暢的前提下盡可能提高音質。
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MP3文件
– 高压缩比10:1;12:1 – 保持良好的音质：利用人耳的特性，削
减音乐中人耳听不到的成分，同时尝试 尽可能的维持原来的声音，几乎达到了 CD音质标准
➢ MP3也是一种流式音乐文件格式
2020/3/ ISO/MPEG音频压缩标准里包括了三个使用高 性能音频数据压缩方法的感知编码方案 (perceptual coding schemes) 。按照压缩质 量(每Bit的声音效果)和编码方案的复杂程度分 别是Layer 1、Layer 2、Layer 3。 所有这三 层的编码采用的基本结构是相同的。它们在 采用传统的频谱分析和编码技术的基础上还 应用了子带分析和心理声学模型理论。
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WMA文件
➢ 相对于MP3的主要优点是在较低的采样频 率下音质要好些
➢ 缺点是算法相对复杂，且封闭
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特点
音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式， 它是以减少数据流量但保持音质的方法来 达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压 缩率一般都可以达到1：18左右.