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[音视频] 音频常识

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发表于 2020-4-7 | |阅读模式
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音频常识
人的听觉范围
sound.png

图上的上限是到16KHz,但并不是说16KHz以上听不到了,因为高频听力随着年龄增长而减弱直到丧失,一般来说25岁以上的人,在16KHz以上的听力几乎完全丧失,而10几岁的人,完全可以听到19KHz左右的声音(这就是有一种传说中的蚊音手机铃声神马的,在中学生间流传很广,据说老师听不到只有学生能听到,也是基于这个道理)。

各种编解码算法比较


speech codec (G.711, G.723, G.726, G.729, iLBC)

这个帖子比较了ITU提出的G系列的各种语音编解码方案。

audio.jpg

上图是各种音频编解码框架的比较图。

其中narrowband是指频率在4kHz以下的声音信号,一般情况下,人的说话声就位于这个频率范围内,因此又被称为“语音”。

allband是指频率在24kHz以下的声音信号。这也是人耳所能听到的频率范围。这个范围内的声音统称“音频”。

介于两者之间的,被称为wideband。

早年上网用的Modem,之所以速度上限仅为56kbs,其实主要是因为它占用的是普通电话信道,而56kbs对于电话来说,已经是绰绰有余了。
声道
声道一般表示为X.Y的形式,其中X为高音音箱的个数,Y为低音音箱的个数。比如常见的2.1声道,就是左音箱、右音箱+低音音箱(俗称低音炮)。

一般来说,Y的值为0或1。而X的值,有以下几种:

1.X=1。单声道

2.X=2。左、右。

3.X=4。前左、前右,后左、后右。

4.X=5。前左、前右,后左、后右、中置。

5.X=7。前左、前右,后左、后右、中置、中左、中右。

数字功放

tas5731_2_1.png
上图是TI TAS5731M的2.1声道应用图。

其中的SE,表示单端连接模式(Single-End),和桥接式负载 BTL(Bridge-Tied-Load)相对应。后者在同等供电电压和负载的情况下,可以提供4倍于SE的输出功率,并具有良好的低频响应,常用于连接低音音箱。

digital_audio.png

这是TI TAS5731M数字音频的处理流程,其中上两路是高音声道,最下面一路是低音声道。

IIS
亦称I2S。Inter—IC Sound总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准,该总线专责于音频设备之间的数据传输,广泛应用于各种多媒体系统。

I2S总线由4根线组成:

1.SDATA。数据线,根据方向的不同,又分为SDO和SDI。一根数据线可以传输两个声道的数据,但对于当前越来越多的声道来说,这显然就不够用了。因此目前的MCU设计中,多数都集成了更多的SDO线。这些SDO线共享各种时钟线。多SDO线的DMA传输,一般采用时分复用的交错数据流的方式来设置。

2.LRCK,(也称WS)。帧时钟,用于切换左右声道的数据。LRCK为“1”表示正在传输的是右声道的数据,为“0”则表示正在传输的是左声道的数据。LRCK的频率等于采样频率。

3.SCLK,也叫位时钟(BCLK)。1个脉冲对应数字音频的每一位数据。SCLK的频率=2×采样频率×采样位数。

4.MCLK,称为主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock),是采样频率的256倍或384倍。它可以使系统间能够更好地同步。

I2S总线的性能主要由以下指标决定:

1.采样频率。根据上面对narrowband、wideband、allband的讨论,以及采样定理可知,采样频率最低为8kHz,超过48kHz可以算是allband。

2.采样位数。越大越好。目前数字功放(如TI TAS5731M)已经可以支持24bit和32bit,但wifi芯片基本还是16bit的。

I2S总线的时序标准分为三种:

1.I2S。

2.Left-Justified

3.Right-Justified

I2S总线在硬件测试时,可播放1KHz正弦波的wav文件。这个wav文件的频率,在人的声觉最敏感的范围(1KHz~4KHz)内,同时也便于示波器观察模拟端的输出信号。
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 楼主| 发表于 2020-4-7 |
文件后缀名与编码格式


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视频编码(空表示该格式没有视频数据)
.aac .ac3 .ape .mp2 .mp3 .flac .wma

.au
pcm_s16be

.wav
pcm_s16le pcm_float

.ogg
vorbis

.m4a
mpeg4 aac

.3gp
mpeg4
amr_nb
.3g2
mpeg4
mpeg4 aac
.asf
msmpeg4
mp3
.mov
mpeg4_qt
mpeg4 aac_qt
.rm
rv10
ac3
.vob
mpeg2
ac3
.wmv
wmv
wma
常用格式中的.avi .mp4,由于支持的编码格式众多,且没有主要的使用格式,故不列出。


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