pcm语音信号编码解码matlab 代码

PCM（ Pulse Code Modulation）是一种数字音频编码技术，将连续的模拟声音信号转换为离散的数字信号。在MATLAB中，我们可以使用内建函数和自定义函数来进行PCM的编码和解码。以下是一个简单的示例：

### PCM编码：

% 假设我们有一个模拟音频信号（例如，采样频率为8000 Hz，单声道，量化位数为8位）
audio_signal = rand(1, 1000); % 生成一个随机音频样本
fs = 8000; % 采样率
bits_per_sample = 8; % 量化位数

% 将音频信号量化为整数
quantized_signal = round(audio_signal * (2^bits_per_sample - 1));

% PCM编码（8位，1's complement）
encoded_pcm = dec2bin(double(quantized_signal), bits_per_sample*8);

% 结构化为帧（假设每帧包含20ms的数据，即160个样本）
frame_size = floor(fs * 0.02);
encoded_frames = zeros(frame_size, ceil(length(encoded_pcm) / frame_size));
for i = 1:ceil(length(encoded_pcm) / frame_size)
    encoded_frames(:, i) = encoded_pcm(frame_size*(i-1)+1:frame_size*i);
end

### PCM解码：

% 假设我们有一个已编码的PCM信号（同样每帧160位）
decoded_pcm_frames = zeros(frame_size, encoded_frames:size(encoded_frames, 2));

% 将二进制数据转换回8位整数
for i = 1:size(encoded_frames, 2)
    decoded_pcm_frames(:, i) = bin2dec(encoded_frames(:, i), bits_per_sample*8) - (2^bits_per_sample - 1);
end

% 解量化回模拟信号
decoded_audio_signal = double(decoded_pcm_frames) / (2^bits_per_sample - 1);

% 可能需要进行滤波或其他处理来还原原始信号
decoded_audio_signal = lowpass_filter(decoded_audio_signal, fs/4); % 示例中的低通滤波