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关于音频信号的特征

浏览:7960  来源:通信人在线  日期:2020-03-02

音频信号(Audio signal)包括语音信号(sound signal)和其它声音信号(如音乐),也可称之为语声信号。语声信号的频率有一定的范围,且因人而异。统计结果表明:语声的频谱一般在80~8000Hz,人可以听到的范围为16~20000Hz。人耳的听觉不正比于声音功率的变化,而正比于声音功率比值的对数,常用分贝表达感觉特性。语声信号的能量主要集中在低频段400~900Hz,低于500Hz的频率成分的语声平均能量下降6%,高于1500Hz以上频率成分的语声平均能量少于12%,因而在满足语声质量的前提下,为充分利用频谱,宜减小信号传输速率。

ITU建议采用300~3400Hz的频带范围,其中语音通信的清晰度可达90%,可懂度达100%,已被世界各国采用。ITU建议:单路电话通信的有效频带为3100Hz;多路电话通信时,考虑话路间的隔离,一个电话通路的占用频带为4000Hz,可获得满意的通信质量。

语声的质量可用清晰度、可懂度、自然度(逼真度)等几个指标进行衡量,下表1给出了这几个指标的含义,若通信的带宽受限,将会影响语声传输的指标,表2给出了通信带宽对语声传输性能指标的影响情况(清晰度、可懂度)。

1:语声质量指标名称的含义

2:通信带宽对语声传输性能指标的影响

数字声频信号来自于对模拟信号进行抽样和量化,国际上有两种量化标准:A13折线(中国、欧洲)和μ15折线(美国、日本等),对音频信号均可进行压缩编码,以提高传输效率,增大传输容量国际上制定的语声压缩编码的主要国际标准,主要的详见下表3

3:声音压缩编码国际标准

语音的编码速率可以用“比特/秒”(bit/s)来度量,她代表了编码的总速率,通常用Ⅰ表示。编码速率也可以用“比特/样点”(b/s)来度量,它代表了平均每个语音样点用多少个比特编码,通常用R表示,Ⅰ和R可以通过采样率fs联系起来,即如下式。fs是根据采样定理即信号带宽决定的。目前国际上语音信号常用的带宽及采样率详见下表4

= R × fs

4:数字音频带宽及采样率

欲进一步了解ITU-T语音编码标准介绍的请进入

附录
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