子帶

基本原理

子帶編碼和解碼過程所謂子帶編碼技術，是將原始信號由時間域轉變為頻率域，然後將其分割為若干個子頻帶，並對其分別進行數字編碼的技術。它是利用帶通濾波器(BPF)組把原始信號分割為若干(例如m個)子頻帶(簡稱子帶)。將各子帶通過等效於單邊帶調幅的調製特性，將各子帶搬移到零頻率附近，分別經過BPF(共m個)之後，再以規定的速率(奈奎斯特速率)對各子帶輸出信號進行取樣，並對取樣數值進行通常的數字編碼，其設定m路數字編碼器。將各路數字編碼信號送到多路復用器，最後輸出子帶編碼數據流。在接收端實現傳送端的逆過程。輸入子帶編碼數據流，將各子帶信號分別送到相應的數字解碼電路(共m個)進行數字解調，經過諸路低通濾波器(m路)，並重新解調，可把各子帶頻域恢復為當初原始信號的分布狀態。最後，將各路子帶輸出信號送到同步相加器，經過相加恢復為原始信號，該恢復的信號與原始信號十分相似。

編碼的套用

子帶編碼技術具有突出的優點。首先，聲音頻譜各頻率分量的幅度值各不相同，若對不同子帶分配以合適的比例係數，可以更合理地分別控制各子帶的量化電平數目和相應的重建誤差，使碼率更精確地與各子帶的信號源特性相匹配。通常，在低頻基音附近，採用較大的比特數目來表示取樣值，而在高頻段則可分配以較小的編碼比特。其次，通過合理分配不同子帶的比特數，可控制總的重建誤差頻譜形狀，通過與聲學心理模型相結合，可將噪聲頻譜按人耳主觀噪聲感知特性來形成。於是，利用人耳聽覺掩蔽效應可節省大量比特數。在採用子帶編碼時，利用了聽覺的掩蔽效應進行處理。它對一些子帶信號予以刪除或大量減少比特數目，可明顯壓縮傳輸數據總量。比如，不存在信號頻率分量的子帶，被噪聲掩蔽的信號頻率的子帶，被鄰近強信號掩蔽的信號頻率分量子帶等，都可進行刪除處理。另外，全系統的傳輸信息量與信號的頻帶範圍、動態範圍等均有關係，而動態範圍則決定於量化比特數，若對信號引入合理的比特數，可使不同子帶內按需要給以不同的比特數，也可壓縮其信息量。

影響因數

子帶數目、子帶劃分、編碼參數、子帶中比特的分配、每樣值編碼比特、頻寬。

分類

等頻寬子帶編碼 n各子帶的頻寬是相同的，其優點是易於硬體實現，便於理論分析。其中，k= 1, 2, 3 …, m為子帶總數，B編碼信號總頻寬 q。

寬子帶編碼

各子帶頻寬是不同的，常用的子帶劃分是令各子頻寬度隨K的增加而增加（低頻段子帶頻寬窄，高頻段寬），其優點是對不同的子帶分配的比特數不同，能獲得很好的質量。

編碼速率

n nm：子帶數， nBk(k=1,…,m)：各子帶頻寬， n

fsk（=2Bk）：抽樣頻率， n

Rk：量化/編碼比特數，

ß若子帶頻寬相等，即等頻寬子帶編碼

存在的問題

濾波器的具體實現不可能是理想的帶通，其幅度影響不可避免地帶有有限的滾降。因此在劃分子帶時，只能使子帶間有交疊或者使子帶間有一定的間隙。前者若按奈氏頻率取樣將會產生混疊失真，而後者使原有的部分頻帶經濾波而損失掉，重建的信號會有失真。針對這個問題的解決方法有正交鏡像濾波法和時域混疊消除法。

中文名稱	子帶
英文名稱	subband
定　　義	在某一頻帶中，帶有特定特性的一部分。
套用學科	通信科技（一級學科），通信原理與基本技術（二級學科）

子帶

基本介紹