问题 问答题

试题一(共16分)阅读下列说明,回答问题l至问题3,将解答填入答题纸的对应栏内。

[说明] 计算机能够采集、加工处理、存储和传输声音媒体,并能佼之与其他媒体信息之间建立有机的逻辑关系。公交车上使用单片机系统构成自动语音报站器,系统所需的语音信号按照词组、句子的结构设计由播音员朗读,通过计算机录制成音频数据文件,经适当处理后的音频数据按照索引结构存储到报站器的F1ash芯片中供单片机调用。报站器可以在传感器信号和驾驶员的操控下完成自动或手动报站、安全提示、广告播送等功能。

为了在有限的存储空间中存放更多信息,对音频数据进行ADPCM压缩编码,ADPCM编码属于哪一类编码技术?请解释这种编码技术的基本原理。

答案

参考答案:

ADPCM编码属于预测编码技术。 预测编码是根据离散信号相邻数据之间具有强相关性的特点,利用前面的一个或多个已经出现的信号对下一个信号进行预测(估计),得到一个预测值,然后对实际值和预测值求差,对这个差值信号(预测误差)进行编码、传送。

解析:

数字波形声音数据量非常大,因此在编码的时候常常要采用压缩的方式来压缩数字数据以减少存储空间和提高传输效率(降低传输带宽)。音频数据的数据压缩方法很多,从原理上可分为波形编码、参数编码(也称为模型编码)和混合编码三类。 波形编码是一种直接对取样、量化后的波形进行压缩处理的方法。 参数编码是一种基于声音生成模型的压缩方法,从语音波形信号中提取生成的话音参数,使用这些参数通过话音生成模型重构出话音。 混合编码是波形编码和参数编码两种方法的结合,它既能达到高的压缩比,又能保证一定的质量,但算法相对复杂一些。 ADPCM(自适应差分脏冲编码)是一种波形编码,采用预测编码技术。预测编码根据离散信号之间存在一定关联性的特点,利用前面的一个或多个已经出现的信号对下一个信号进行预测(估计),然后对实际值和预测值的差(预测误差)进行编码。预测可以是线性预测或非线性预测,但大多数使用的是线性预测。为了改善量化性能或压缩数据率的方法是采用自适应量化或自适应预测,任一种采用自适应的方法都可称为自适应的差分脏冲编码(ADPCM)。ADPCM包括自适应量化(量化器参数的自适应调整)和自适应预测(预测系数的自适应调整)。 ·自适应量化:根据信号分布不均匀的特点,希望系统具有随输入信号的变化而改变量化区间大小,以保持输入量化器的信号基本均匀的能力。 ·自适应预测:预测参数的最佳化依赖于信源的统计特性,为了减小计算工作量,预测参数仍采用固定的值,预测参数根据常见的信源特征求得。为了自适应地选择最佳参数,通常将信源数据分区间编码,编码时自动地选择一组预测参数,使该区间实际值与预测值的均方误差最小。随着编码区间的不同,预测参数自适应地变化,以达到最佳预测。

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