音頻信號(hào)(Audio signal)包括語(yǔ)音信號(hào)(sound signal)和其它聲音信號(hào)(如音樂),也可稱之為語(yǔ)聲信號(hào)。語(yǔ)聲信號(hào)的頻率有一定的范圍,且因人而異。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:語(yǔ)聲的頻譜一般在80~8000Hz,人可以聽到的范圍為16~20000Hz。人耳的聽覺不正比于聲音功率的變化,而正比于聲音功率比值的對(duì)數(shù),常用分貝表達(dá)感覺特性。語(yǔ)聲信號(hào)的能量主要集中在低頻段400~900Hz,低于500Hz的頻率成分的語(yǔ)聲平均能量下降6%,高于1500Hz以上頻率成分的語(yǔ)聲平均能量少于12%,因而在滿足語(yǔ)聲質(zhì)量的前提下,為充分利用頻譜,宜減小信號(hào)傳輸速率。
ITU建議采用300~3400Hz的頻帶范圍,其中語(yǔ)音通信的清晰度可達(dá)90%,可懂度達(dá)100%,已被世界各國(guó)采用。ITU建議:?jiǎn)温冯娫捦ㄐ诺挠行ьl帶為3100Hz;多路電話通信時(shí),考慮話路間的隔離,一個(gè)電話通路的占用頻帶為4000Hz,可獲得滿意的通信質(zhì)量。
語(yǔ)聲的質(zhì)量可用清晰度、可懂度、自然度(逼真度)等幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行衡量,下表1給出了這幾個(gè)指標(biāo)的含義,若通信的帶寬受限,將會(huì)影響語(yǔ)聲傳輸?shù)闹笜?biāo),表2給出了通信帶寬對(duì)語(yǔ)聲傳輸性能指標(biāo)的影響情況(清晰度、可懂度)。
表1:語(yǔ)聲質(zhì)量指標(biāo)名稱的含義
表2:通信帶寬對(duì)語(yǔ)聲傳輸性能指標(biāo)的影響
數(shù)字聲頻信號(hào)來(lái)自于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣和量化,國(guó)際上有兩種量化標(biāo)準(zhǔn):A率13折線(中國(guó)、歐洲)和μ率15折線(美國(guó)、日本等),對(duì)音頻信號(hào)均可進(jìn)行壓縮編碼,以提高傳輸效率,增大傳輸容量國(guó)際上制定的語(yǔ)聲壓縮編碼的主要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),主要的詳見下表3。
表3:聲音壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
語(yǔ)音的編碼速率可以用“比特/秒”(bit/s)來(lái)度量,她代表了編碼的總速率,通常用Ⅰ表示。編碼速率也可以用“比特/樣點(diǎn)”(b/s)來(lái)度量,它代表了平均每個(gè)語(yǔ)音樣點(diǎn)用多少個(gè)比特編碼,通常用R表示,Ⅰ和R可以通過采樣率fs聯(lián)系起來(lái),即如下式。fs是根據(jù)采樣定理即信號(hào)帶寬決定的。目前國(guó)際上語(yǔ)音信號(hào)常用的帶寬及采樣率詳見下表4。
Ⅰ= R × fs
表4:數(shù)字音頻帶寬及采樣率
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