8、音频处理技术示例详解

音频处理技术示例详解

1. Vorbis 解码器

1.1 Vorbis 基础

Vorbis 是一种免费、开源的音频编码格式，可作为 MP3 标准的替代方案。它支持将编码数据分割成小数据包进行网络传输。Vorbis 编码格式是一种有损音频压缩算法，与 MPEG - 1 Audio Layer 3（即 MP3）类似，但具有更高的灵活性和功能性。其规范仅定义了比特流格式和解码算法，这使得开发者可以不断改进编码算法，同时保持与现有解码器的兼容性。

编码过程如下：
1. 将原始信号分割成重叠的帧，Vorbis 允许不同长度的帧，以有效处理静态和瞬态信号。
2. 每个帧乘以一个窗口，并使用修改后的离散余弦变换（MDCT）进行变换。
3. 帧被分割成一个粗略的近似部分（称为 floor）和一个剩余部分（称为 residue）。
4. 使用不同的方法表示和编码 floor 和 residue 部分，通过引入模式（modes）机制来指定这些不同的方法，从而对不同的帧进行不同的编码。
5. 使用霍夫曼编码（Huffman coding）对 floor 和 residue 部分的数据进行压缩，采用动态概率模型，为音频信号构建自定义码本，不同的 frame 和不同的部分（floor 和 residue）码本可能不同。
6. 霍夫曼编码完成后，帧数据被打包成逻辑数据包，每个数据包系列前都有一个头信息，包含正确解码所需的所有信息，如码本、表示 floor 和 residue 的方法描述、多通道支持的模式和映射等，还可能包含比特率、采样率、歌曲和艺术家名称等一般信息。
7. Vorbis 使用 ‘Ogg’ 格式将逻辑数据包封装到传输流中