汽车数字音响技术之声音压缩技术基础.docx

汽车数字音响技术之声音压缩技术基础声音压缩技术基础数据压缩分为有损压缩和无损压缩。无损压缩要求重构的信号和原始信号完全一致,目前一般无损压缩算法可以将数据压缩原来1/2到1/4。有损压缩适用于重构的信号不一定要和原有信号完全一致,可以将一些不必要的信息德育而不影响对原始数据的判断。可以通过客观质量度量和主观质量度来判定声音质量的好坏。声音质量客户质量的度量就是对声音的参数进行测量,例如测试声音的信噪比、失真度等。主观质量试题就是通过听觉对声音质量进行评估(见表)分数质量级别失真级别5优(Excellent)无察觉4良(Good)(刚)察觉但不讨厌3中(Fair)(察觉)有点讨厌2差(Poor)讨厌但不反感1劣(Bad)极讨厌(令人反感)(PulseCodeModulation,PCM)是概念上最简单、理论上最完善、最早研制成功、使用最广泛、数据流量最大的编码体系。,最早广泛应用于通信之中。随着半导体技术的进步,特别是发展到超大规模集成电路阶段后,PCM方式应用于音响领域成为现实。(见图)图:PCM为基本技术的数字音响设备的原理方框图PCM就是将连续的模拟信号经过取样和量化。PCM分为DPCM(差分脉冲编码调制,DifferentialPulseModulation)和ADPCM(自适应差分脉冲编码调制,AdaptiveDifferentialPulseCodeModulation)。DPCM只对实际采样值和预测采样值之间的差值进行编码,这样可以减少表示每个样本的位数。ADPCM在DPCM基础上加上自适应特性,根据样本自动地改变量化阶的大小(见图):响度、音调和掩蔽效应。响度就是声音的强弱,也就是声压或者声强,人们将刚好能够被听到的1kHz的声音信号的强度定义为0dB声强级。当声音刚刚能够被人的耳朵听到,这时的声音强度为“听阈”,听阈是随着声音的频率变化而变化的。当声音强到使人的耳朵感到疼痛时,这时的声音强度为“痛阈”,1kHz信号声音强度达到120dB时,人的耳朵就会感觉疼痛。在听阈和痛阈之间的范围就是人耳的听觉范围。音调也叫音高,用频率来度量。人耳在频率感觉上也有一个范围,测量音高是用1kHz的信号40dB声强为基准。主观测试时,固定的基准声强,用1kHz先听音,然后调节频率使听音者感觉频率变化。音高和频率之间不是线性关系(见图)图音高-频率曲线掩蔽效应是指一个声音A的听觉感受受到另一个声音B的影响。A称为被掩蔽音,B被称为掩蔽音。A单独存在时的听阈强度为绝对听阈,在掩蔽效应下,必须加大A的强度刚刚被听到时的运单强度为相对听阈。掩蔽效应分为频域掩蔽,时域掩蔽又分为超前掩蔽和滞后掩蔽。频域掩蔽,是指人耳在一定的频率范围内对同时发出