淺談音訊壓縮 程之奇.

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1 淺談音訊壓縮 程之奇

2 大綱 破壞性壓縮(以MP3為例) MP3之特性 為何能壓那麼小？ demo 無失真壓縮(以monkey’s audio為例) 基本概念

3 破壞性壓縮(以MP3為例) MP3之特性 為何能壓那麼小？ demo

4 破壞性壓縮 在可攜性、複雜度與品質間取得平衡 日常見到的VCD, DVD, MP3都經過破壞性壓縮 大多可同步播放

5 MP3之特性 Normally 128Kbps only 約1/10的大小 不錯的聲音！ 如何做到？

6 用這五招把音樂壓小 最小聽覺門檻 遮蔽效應 位元儲存槽 Joint Stereo Huffman編碼

7 最小聽覺門檻 人耳聽覺的frequency response集中於2KHz~5KHz的音訊
利用類似BPF的手法使壓縮後的音訊集中於此頻段，進而減少資料量

8 最小聽覺門檻 BEFORE AFTER

9 遮蔽效應 由聽覺心理學的模型而來：

10 遮蔽效應 由聽覺心理學的模型而來： 太陽

11 位元儲存槽 可以產生類似VBR的效果： 波形簡單時用較低的bit rate 將省下的空間留給波形複雜時用 維持整個流量的大小

12 Joint Stereo 主要分為Intensity Stereo(IS)和Mid/Side (M/S) stereo兩種
IS：減少高頻的音場資訊( ex. 鋼琴獨奏 ) Mid/Side (M/S) stereo：以左右聲道都有收到的訊號為主，對左右不同的訊號加以處理 一般MP3兩者交互使用

13 Huffman Coding 一種常見的無失真壓縮的方法 利用使用機率來編碼 實際使用約可節省20%之空間

14 Build Huffman Tree a 000 b 1100 c 1001 e 1000 f 1101 h 1110 n 101 o
s 1111 ‘ ‘ 01

15 demo 原始檔(1.12MB) 128kbps (105KB) 96Kbps(78.9KB) 64kbps (52.6KB)

16 demo 原始檔(1.42MB) 96kbps(99.6KB)

17 無失真壓縮(以APE為例) 基本原理 demo

18 基本原理 APE的壓縮技巧基本上有三大技巧： Mid/Side Coding Predictor Rice Coding

19 Mid/Side Coding 像先前提到的Mid/Side Stereo，將訊號分為兩喇叭的mean和difference進行編碼

20 Predictor 在時域上的音樂訊號彼此的correlation 都不小
我們可以利用adapting的predictor(如adapting Wiener filter)將訊號中可預測的部份取出

21 Rice Coding 猜測編碼所需要的位元數 沒有overflow的訊號就用這幾個位元編碼 Overflow的訊號再外加特殊的識別碼表示之

22 demo 原始檔(1.7MB) 壓縮後(587KB)

23 結論 處理器複雜度 V.S. 音質 處理速度　V.S. 音質 儲存容量 V.S. 音質 影像品質 V.S. 音質 讓我們各取所需吧！

24 Thanks for your attention!