A率13折线编码方案是一种高效的数据压缩技术,通过将音频信号转换为13条特定斜率的直线段来减少数据量,广泛应用于语音通信和存储中。
A 率 13 折线编码是一种 PCM 编码方式。它通过使用非均匀量化和折线逼近来压缩信号,并能将信号分解为 13 段折线,因此被称为 A 率 13 折线编码。
该技术基于不均匀量化的基础,在输入 x 轴上以特定规则划分(0到1归一化范围内),并将其划分为8个段落。这些段的划分遵循每次将范围分成两半的原则:第一次在0至1之间的一半处分割,第二次则是在剩余部分的一半处分割等等。
同时,在输出 y 轴上等分地将 0 至 1 的归一化区间均匀划分为8个相同大小的部分。然后通过连接 x 和 y 各段的交点来形成近似 A=87.6 压缩特性的8条直线,这最终导致了包含不同斜率的正负各 13 条折线。
在编码过程中通常使用八位二进制码进行表示。这意味着对于每个量化级(即信号强度范围内的特定点),有256个不同的值可以被用来代表输入信号的不同幅度(包括正值和负值)。这需要将这些线条段进一步细分为16个小的均匀部分,尽管由于各条线长度不同,因此实际划分出的是不等大小的量化级。
编码格式通常由极性码、段落码及段内码组成。其中第一位代表信号采样点的正负号;接下来三位表示该样本落在哪一段折线上;最后四位则确定了这一段内的具体位置和值。
实验任务包括理解 PCM 和 A 率 13 折线编码的基本原理,随机生成语音信号并进行编码处理。此外还需要通过加性高斯白噪声信道传输这些已编码的PCM信号,并在接收端对它们解码以恢复原始信息。最后要绘制出原始、经过压缩及译码后的波形图。
实验源代码如下:
```MATLAB
load handel %加载标准语音文件X=y(1:10000);%选取其中的一部分作为输入p=A13tiaozhi(X); %应用A率编码Ta=50;%设置升余弦滤波器的参数,用于信号传输前后的处理P1=p*2-1; P1=repmat(P1,[Ta, 1]);S = shengyuxuan(P1,Ta);%将双极性PCM编码转换为适合于通过信道传播的形式Nt=.01*randn(1,length(S)); %生成高斯白噪声信号以模拟实际通信环境中的干扰S=S+Nt; p2=(p2+1)/2;%对经过噪声后的信号进行抽样判决y=A13jietiao(p2);%将接收到的 PCM 代码解码为原始语音
```
随后,会比较并展示处理前和译码后信号波形图。