AMR音頻編碼器概述及文件格式分析

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AMR音頻編碼器概述及文件格式分析

　　時間：2011-01-14 09:21來源：bairuitech.com 作者：秩名點擊： 6494 次

　　全稱Adaptive Multi-Rate，自適應多速率編碼，主要用于移動設備的音頻，壓縮比比較大，但相對其他的壓縮格式質量比較差，由于多用于人聲，通話，效果還是很不錯的。AMR-WB應用于EDGE、3G可充分體現其優勢。足夠的傳輸帶寬保證AMR-WB可采用從6.6kb/s到23.85kb/s共九種編

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　　全稱Adaptive Multi-Rate，自適應多速率編碼，主要用于移動設備的音頻，壓縮比比較大，但相對其他的壓縮格式質量比較差，由于多用于人聲，通話，效果還是很不錯的。

　　一、分類

　　1. AMR：又稱為AMR-NB，相對于下面的WB而言，

　　語音帶寬范圍：300－3400Hz，

　　8KHz抽樣

　　2. AMR-WB:AMR WideBand，

　　語音帶寬范圍： 50－7000Hz

　　16KHz 抽樣

　　“AMR-WB”全稱為“Adaptive Multi-rate - Wideband”，即“自適應多速率寬帶編碼”，采樣頻率為16kHz，是一種同時被國際標準化組織ITU-T和3GPP采用的寬帶語音編碼標準，也稱為G722.2標準。AMR-WB提供語音帶寬范圍達到50～7000Hz，用戶可主觀感受到話音比以前更加自然、舒適和易于分辨。

　　與之作比較，現在GSM用的EFR（Enhenced Full Rate，增強型全速率編碼）采樣頻率為8kHz，語音帶寬為200～3400Hz。

　　AMR-WB應用于窄帶GSM（全速信道16k，GMSK）的優勢在于其可采用從6.6kb/s， 8.85kb/s和12.65kb/s三種編碼，當網絡繁忙時C/I惡化，編碼器可以自動調整編碼模式，從而增強QoS。在這種應用中，AMR-WB抗擾度優于AMR-NB。

　　AMR-WB應用于EDGE、3G可充分體現其優勢。足夠的傳輸帶寬保證AMR-WB可采用從6.6kb/s到23.85kb/s共九種編碼，語音質量超越PSTN固定電話。

　　二、編碼方式

　　1. AMR-NB：

　　AMR 一共有16種編碼方式， 0-7對應8種不同的編碼方式， 8-15 用于噪音或者保留用。

　　Frame TypeMode IndicationMode RequestFrame content （AMR mode， comfort noise， or other）

　　000AMR 4，75 kbit/s

　　111AMR 5，15 kbit/s

　　222AMR 5，90 kbit/s

　　333AMR 6，70 kbit/s （PDC-EFR）

　　444AMR 7，40 kbit/s （TDMA-EFR）

　　555AMR 7，95 kbit/s

　　666AMR 10，2 kbit/s

　　777AMR 12，2 kbit/s （GSM-EFR）

　　8--AMR SID

　　9--GSM-EFR SID

　　10--TDMA-EFR SID

　　11--PDC-EFR SID

　　12-14--For future use

　　15--No Data （No transmission/No reception）

　　2. AMR-WB：

　　Frame Type IndexMode IndicationMode RequestFrame content （AMR-WB mode， comfort noise， or other）

　　000AMR-WB 6.60 kbit/s

　　111AMR-WB 8.85 kbit/s

　　222AMR-WB 12.65 kbit/s

　　333AMR-WB 14.25 kbit/s

　　444AMR-WB 15.85 kbit/s

　　555AMR-WB 18.25 kbit/s

　　666AMR-WB 19.85 kbit/s

　　777AMR-WB 23.05 kbit/s

　　888AMR-WB 23.85 kbit/s

　　9--AMR-WB SID （Comfort Noise Frame）

　　10-13--For future use

　　14--speech lost

　　15--No Data （No transmission/No reception）

　　二、AMR 幀格式：

　　AMR 有兩種類型的幀格式：AMR IF1 和 AMR IF2

　　1. AMR IF1：

　　IF1 的幀格式如下圖所示：

　　 AMR音頻編碼器概述及文件格式分析

　　FrameType， Mode Indication， Mode Request 對應上面兩個表格里的數。從上面的表格里我們可以看出，這三個域的值是相同的。所以在IF2中省略了Mode Indication， Mode Request 兩個域。

　　Frame Quality Indicator： 0表示bad frame 或者corrupted frame； 1表示 good frame

　　每一幀的數據有分為三個部分：Class A/B/C

　　Class A：一幀中最敏感、最重要的數據。一旦這一部份數據有損壞，整個幀就無法解碼，就損壞了。所以，一般在無線傳輸的時候要使用各種冗余的方式對這部分數據加以保護。

　　Class B：相對于Class A不那么重要的數據。

　　Class C：比Class B還不重要的數據。

　　2. AMR IF2：

　　相對于IF1， IF2 省去了Frame Quality Indicator， Mode Indication， Mode Request 和CRC 校驗。但是增加了bit 填充。因為AMR幀中數據的長度并不是字節（8bit）的整數倍，所以在有些幀的末尾需要增加bit填充，以使整個幀的長度達到字節的整數倍。

　　有關IF2幀中各個域的信息請參考下面的幀大小節的表格。

　　三、幀大小

　　1. AMR-NB

　　Frame Type IndexFrame contentNumber of bits in Frame TypeNumber of Bits in AMR Core FrameNumber of Bits in

　　Bit StuffingNumber of octets （N）

　　0AMR 4，75 495513

　　1AMR 5，154103514

　　2AMR 5，904118616

　　3AMR 6，704134618

　　4AMR 7，404148019

　　5AMR 7，954159521

　　6AMR 10，24204026

　　7AMR 12，24244031

　　8AMR SID43956

　　9GSM-EFR SID44316

　　10TDMA-EFR SID43866

　　11PDC-EFR SID43776

　　12-14For future use----

　　15No Data4041

　　Number of bits in Classes A， B， and C for each AMR codec mode

　　Frame TypeAMR

　　codec modeTotal number of bitsClass AClass BClass C

　　04，759542530

　　15，1510349540

　　25，9011855630

　　36，7013458760

　　47，4014861870

　　57，9515975840

　　610，2204659940

　　712，22448110360

　　2. AMR-WB：

　　Composition of AMR-WB IF2 Frames for all Frame Types

　　Frame Type IndexFrame contentNumber of bits in Frame TypeNumber of bits in Frame Quality IndicatorNumber of Bits in AMR-WB Core FrameNumber of Bits in Bit StuffingNumber of octets （N）

　　0AMR-WB 6.60 kbit/s41132718

　　1AMR-WB 8.85 kbit/s41177223

　　2AMR-WB 12.65 kbit/s41253633

　　3AMR-WB 14.25 kbit/s41285637

　　4AMR-WB 15.85 kbit/s41317641

　　5AMR-WB 18.25 kbit/s41365647

　　6AMR-WB 19.85 kbit/s41397651

　　7AMR-WB 23.05 kbit/s41461659

　　8AMR-WB 23.85 kbit/s41477661

　　9AMR-WB SID （Comfort Noise Frame）414036

　　10-13For future use-----

　　14speech lost41031