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370数字音频技术(第6版
从概念上说,有两种频域编解码器:子带编解码器和变换编解码器。一般地,编解码
器使用数量较少的子带,并对时间上相邻的各个采样点进行处理;变换编解码器使用数量较多的子带,并对频率上相邻的各个采样点进行处理。一般来说,子带编解码器能提供良好的时分辨率和较差的频率分辨率,变换编解码器能提供良好的频率分辨率和较差的时间分辨率。
不过,子带编解码器与变换编解码器之间的区别主要是基于它们各自的历史发展。从数学说,编解码器中使用的所有变换都可以被看成是滤波器组。子带编解码器与变换编解码器之间最实际的区别可能就是它们处理的子带的数量。因此,子带和变换编解码器都遵循图10.1所示的架构。不管是时域采样点还是频域系数都根据编码器中所包含的心理声学模型进行量化。
数字音频
量化器
低比特率
信号
和编码
帧打包
匕特流
PCM
心理声
学模型
数字音频
特率
帧解包
重建
比特流
时频映射
PCM
B
图10.12:时域-频域编码器和解码器(分别为A和B)的基本结构。子带(时间)编解码器对基于时间的各样点进行量化,变换(频率)编解码器对基于频率的各个系数进行量化。
在子带编码中使用了一种时域频域混合技术。由各个基于时间的宽带输入采样点构成简短的数据块,使用由多个带通滤波器组成的滤波器组把这个数据块分成频率子带
这就能确定每个子带中的能量。使用一个侧链变换频率分析,就能对每个子带中的采样点进行能量内容分析,并根据心理声学模型对它们进行编码在变换编码中,一个输入采样点块被直接施加
变换,以获得这个块在频域上的频
谱。这些变换系数随后被量化,并根据心理声学模型进行编码。有问题的是,需要用一个相对较长的数据块才能获得高分辨率的频谱表示。变换编解码器可以实现比子带编码更高的压缩,典型的压缩比为4:1到12:1。变换编解码器进行处需延时要比子带编解码器更长
如前所述,大多数低比特率有损编解码器使用心理声学模型在频域对输入信号进行分杅为了完成这一任务,时域输入信号在该模型中被分析之前通常要进行一个变换。任何周期信都可以被表示成幅度随时间的变化,或是被表示成一组描述幅度和相位的频率系数。让·