各种音频编码方式的对比
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各种音频编码方式的对比
内容简介：文章介绍了ＰＣM编码、WMA编码、AＤPCM编码、LPC编码、ＭP3编码、ＡAC编码、CELＰ编码等，包括优缺点对比和主要应用领域。
PＣＭ编码(原始数字音频信号流）ﻫ类型:Aｕdｉo
制定者:ＩTU-Ｔ
所需频宽：１４11.２Kbpsﻫ特性：音源信息完整，但冗余度过大
优点：音源信息保存完整,音质好
缺点:信息量大，体积大，冗余度过大ﻫ应用领域:ｖoｉpﻫ版税方式:Ｆｒｅeﻫ备注：在计算机应用中,能够达到最高保真水平的就是PCM编码,被广泛用于素材保存及音乐欣赏,ＣＤ、DVD以及我们常见的ＷＡＶ文件中均有应用。因此，PCM约定俗成了无损编码,因为PCＭ代表了数字音频中最佳的保真水准,并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真，PＣM也只能做到最大程度的无限接近。要算一个PCＭ音频流的码率是一件很轻松的事情，采样率值×采样大小值×声道数bps。一个采样率为44.1ＫHｚ，采样大小为1６ｂｉt，双声道的PCＭ编码的WAV文件,它的数据速率则为４４.1K×16×2 =141１.2Kbｐs。我们常见的Audio CD就采用了ＰＣM编码，一张光盘的容量只能容纳７２分钟的音乐信息。
WMA(Winｄows MediａAudio)
类型：Ａudｉo
制定者：微软公司
所需频宽：32０～１１2kｂps(压缩１0～1２倍)
特性：当Bｉtｒate小于12８K时,ＷＭA几乎在同级别的所有有损编码格式中表现得最出色,但似乎128k 是WＭＡ一个槛，当Bitrate再往上提升时，不会有太多的音质改变。ﻫ优点:当Ｂitrate小于128K时,WMA 最为出色且编码后得到的音频文件很小。ﻫ缺点:当Bitrate大于1２８K时,WMA音质损失过大。WＭA标准不开放,由微软掌握。ﻫ应用领域:voｉpﻫ版税方式：按个收取ﻫ备注：WMA的全称是WiｎdｏwsＭedia Audio，它是微软公司推出的与ＭP３格式齐名的一种新的音频格式。由于WMA在压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜于RA(Real Aｕｄｉo),即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质，再加上WMA有微软的ＷiｎｄowｓＭeｄｉa Pｌaｙer做其强大的后盾,所以一经推出就赢得一片喝彩。
ADＰCＭ( 自适应差分PCM)ﻫ类型：Audｉｏ
制定者:IＴＵ-Tﻫ所需频宽:３２Kｂpｓ
特性：ADPＣM（adaptive ｄｉffｅrｅｎｃe pulｓe coｄe ｍoｄulation）综合了APCM的自适应特性和DPCM系统的差分特性，是一种性能比较好的波形编码。ﻫ它的核心想法是：
①利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶（sｔep－size)去编码小的差值,使用大的量化阶去编码大的差值；
②使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。ﻫ优点:
算法复杂度低,压缩比小(CD音质＞40０kbps）,编解码延时最短（相对其它技术)ﻫ缺点：声音质量一般ﻫ应用领域：ｖoip
版税方式：Ｆｒeeﻫ备注:ＡDPCM (ＡＤPCM Adａptiｖe Ｄiｆferenｔiａl Pulse Cｏde Mｏdｕｌａtion),
是一种针对16bit(或者更高?) 声音波形数据的一种有损压缩算法, 它将声音流中每次采样的16bｉt 数据以4biｔ存储, 所以压缩比1：4而压缩/解压缩算法非常的简单, 所以是一种低空间消耗,高质量声音获得的好途径。
ＬPC（Lｉnear PredｉctiｖeＣoｄiｎg，线性预测编码)ﻫ类型：Audio
制定者:ﻫ所需频宽：２Kbpｓ-4.８Kｂｐs
特性:压缩比大，计算量大，音质不高,廉价ﻫ优点：压缩比大,廉价
缺点：计算量大,语音质量不是很好，自然度较低ﻫ应用领域：ｖｏipﻫ版税方式:Free
备注:参数编码又称为声源编码，是将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参数,并将其变换成数字代码进行传输。译码为其反过程，将收到的数字序列经变换恢复特征参量,再根据特征参量重建语音信号。具体说,参数编码是通过对语音信号特征参数的提取和编码,力图使重建语音信号具有尽可能高的准确性，但重建信号的波形同原语音信号的波形可能会有相当大的差别。如：线性预测编码(LＰC)及其它各种改进型都属于参数编码。该编码比特率可压缩到2Kbit/s-4．8Kbｉt/s,甚至更低，但语音质量只能达到中等，特别是自然度较低。
ＣEＬP(CoｄｅEｘcited LinearＰredｉctｉon码激励线性预测编码）
类型：Audioﻫ制定者：欧洲通信标准协会（ETSI）ﻫ所需频宽：4～16Ｋｂps的速率ﻫ特性：改善语音的质量:
①对误差信号进行感觉加权，利用人类听觉的掩蔽特性来提高语音的主观质量;
②用分数延迟改进基音预测，使浊音的表达更为准确，尤其改善了女性语音的质量；ﻫ③使用修正的MSPE准则来寻找“最佳”的延迟，使得基音周期延迟的外形更为平滑；ﻫ④根据长时预测的效率，调整随机激励矢量的大小,提高语音的主观质量;
⑤使用基于信道错误率估计的自适应平滑器,在信道误码率较高的情况下也能合成自然度较高的语音。结论:
①ＣEＬP算法在低速率编码环境下可以得到令人满意的压缩效果；ﻫ②使用快速算法,可以有效地降低CELP算法的复杂度，使它完全可以实时地实现;
③ＣELP可以成功地对各种不同类型的语音信号进行编码,这种适应性对于真实环境，尤其是背景噪声存
在时更为重要。
优点：用很低的带宽提供了较清晰的语音ﻫ缺点：-
应用领域：voipﻫ版税方式:Frｅeﻫ备注：1999年欧洲通信标准协会(ＥＴＳI)推出了基于码激励线性预测编码(CEＬP)的第三代移动通信语音编码标准自适应多速率语音编码器（AMR)，其中最低速率为4.75ｋb/s,达到通信质量。ＣELP码激励线性预测编码是Code Excitｅd Linear Prediｃtiｏｎ的缩写。CＥLP 是近10年来最成功的语音编码算法。ＣＥLP语音编码算法用线性预测提取声道参数，用一个包含许多典型的激励矢量的码本作为激励参数,每次编码时都在这个码本中搜索一个最佳的激励矢量,这个激励矢量的编码值就是这个序列的码本中的序号。
ＣEＬP已经被许多语音编码标准所采用,美国联邦标准FS１01６就是采用CELP的编码方法,主要用于高质量的窄带语音保密通信。ＣEＬP(Codｅ-Exciｔed Linear Pｒeｄictｉｏn)这是一个简化的ＬP Ｃ算法,以其低比特率著称（４8０0-9600Ｋbｐs)，具有很清晰的语音品质和很高的背景噪音免疫性。CＥLP是一种在中低速率上广泛使用的语音压缩编码方案。
