音频压缩技术：波形编码与感知编码解析

“Compression Techniques”是关于压缩编码的讲义，主要涵盖了波形编码、语音编码、源编码、混合编码以及感知编码等音频压缩技术。这份资料来自2014年西安电子科技大学多媒体技术研究所。 在音频处理领域，压缩编码是一种减少数据量而不失真或损失太多质量的技术，这对于存储和传输音频至关重要。以下是这些编码方式的详细解释： 1. 波形编码（Waveform Coding）： 波形编码是最基础的音频编码方法，它不依赖于生成声音的物理过程，而是直接对声音波形进行采样和量化。例如，脉冲编码调制（PCM）、增量调制（DM）、自适应脉冲编码调制（APCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）以及自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）都是波形编码的例子。这些方法的解码结果能重构出与原始声音相似的波形，但通常需要较大的数据量。 2. 语音编码（Voice Coding）： 语音编码，也称为音源编码，基于话音的声学参数进行编码。它分析话音波形，提取关键的声学参数，然后使用这些参数通过一个话音生成模型来重构话音信号。这种方法数据量小，适用于电话系统和低带宽应用，但可能牺牲一些音质。 3. 混合编码（Hybrid Coding）： 混合编码结合了波形编码和源编码的优点，它使用接近原始波形的激励信号来重构声音。例如，码本激励线性预测（CELP）就是一种混合编码技术，它既能提供较好的音质，又能有效地压缩数据。 4. 感知编码（Perceptual Coding）： 感知编码是基于人类听觉系统的特性来设计的，它专注于人耳不易察觉的频段进行压缩，从而允许更大幅度的数据减小。这种编码方法广泛应用于高质量音频编码标准，如MP3和AAC，能够在保持良好听感的同时，显著降低文件大小。 这些压缩技术各有优缺点，根据应用场景的不同，可以选择适合的编码方式。例如，对于在线音乐流媒体服务，可能会选择牺牲部分音质以换取更高的压缩比，如使用AAC编码；而在专业音频制作环境中，可能会倾向于选择保留更多细节的无损压缩格式，如FLAC或ALAC。 压缩编码是音频处理中的关键技术，通过理解和应用这些技术，可以实现高效、高质量的音频数据传输和存储。