子带编码

  子带编码是音频压缩方法的一种(其他还有时域编码、变换编码等)。它将输入的音频信号的频带分成若干个连续的频段,每个频带称为子带,然后针对各个子带中的音频信号采用不同的编码方案以降低码率。子带编码的算法复杂度较低,这使得MPC可以有很快的压缩速度,但也带来了它在低码率下表现不佳的先天缺陷。

优点

  1、将信号分带可以去除各带信号之间相关性,类似时域预测的效果。

  2、各带量化噪声相互独立,只对本带有影响。

  3、通过合理分配比特,可以获得更好的主观质量。

应用

  子带编码已经广泛的应用在语音和音频编码中。在语音通信中,16~32kb/s的子带编码能给出高质量的重建语音,在 9.6kb/s的速率上,能得到中等的通信质量。子带编码存在的问题是编解码的延时比较长,约在几 10~100ms之间,这主要是滤波器组的延时造成的,这种延时对于一些通信系统是不能接受的,因此子带编码主要用于声频存储、数字声广播以及一些允许延时较长的电话传输系统中。

工作原理

  首先用一组带通滤波器将输入信号分成若干子带信号,然后将这些子带信号通过频率搬移变成基带信号,再对它们分别进行采样,量化编码后再将子带的信码合路成一个总信码传输到接收端。量化编码可以采用PCM、DPCM等方式。在接收端,把总信码分成各子带信码,再进行插值,频率搬移到原来的位置,带通滤波然后相加得到重建信号。

  各子带的带宽可以是相同的也可以是不相同的,相同的称为等带宽子带编码,不同的称为变带宽子带编码。等带宽子带编码的优点是便于硬件实现。 变带宽编码中,常用的子带划分方法是令各子带的宽度随频率的增加而增加。也就是低频子带宽度较窄,高频宽度较大。这种划分方法不仅和语音信号的功率相匹配,也和语音信号的可懂度或清晰度随频率变化的关系相匹配。

  语音信号频带中具有相同带宽的子带对语音可懂度的影响不同,低频的影响大一些,高频的影响小一些。 在等带宽分割时,对不同子带分配不同的比特数,等带宽编码也能获得比较好的重建语音质量。

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