AMR音频编码器概述及文件格式分析

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AMR音频编码器概述及文件格式分析

　　时间：2011-01-14 09:21来源：bairuitech.com 作者：秩名点击： 6494 次

　　全称Adaptive Multi-Rate，自适应多速率编码，主要用于移动设备的音频，压缩比比较大，但相对其他的压缩格式质量比较差，由于多用于人声，通话，效果还是很不错的。AMR-WB应用于EDGE、3G可充分体现其优势。足够的传输带宽保证AMR-WB可采用从6.6kb/s到23.85kb/s共九种编

　　TAG：

　　全称Adaptive Multi-Rate，自适应多速率编码，主要用于移动设备的音频，压缩比比较大，但相对其他的压缩格式质量比较差，由于多用于人声，通话，效果还是很不错的。

　　一、分类

　　1. AMR：又称为AMR-NB，相对于下面的WB而言，

　　语音带宽范围：300－3400Hz，

　　8KHz抽样

　　2. AMR-WB:AMR WideBand，

　　语音带宽范围： 50－7000Hz

　　16KHz 抽样

　　“AMR-WB”全称为“Adaptive Multi-rate - Wideband”，即“自适应多速率宽带编码”，采样频率为16kHz，是一种同时被国际标准化组织ITU-T和3GPP采用的宽带语音编码标准，也称为G722.2标准。AMR-WB提供语音带宽范围达到50～7000Hz，用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。

　　与之作比较，现在GSM用的EFR（Enhenced Full Rate，增强型全速率编码）采样频率为8kHz，语音带宽为200～3400Hz。

　　AMR-WB应用于窄带GSM（全速信道16k，GMSK）的优势在于其可采用从6.6kb/s， 8.85kb/s和12.65kb/s三种编码，当网络繁忙时C/I恶化，编码器可以自动调整编码模式，从而增强QoS。在这种应用中，AMR-WB抗扰度优于AMR-NB。

　　AMR-WB应用于EDGE、3G可充分体现其优势。足够的传输带宽保证AMR-WB可采用从6.6kb/s到23.85kb/s共九种编码，语音质量超越PSTN固定电话。

　　二、编码方式

　　1. AMR-NB：

　　AMR 一共有16种编码方式， 0-7对应8种不同的编码方式， 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 帧格式：

　　AMR 有两种类型的帧格式：AMR IF1 和 AMR IF2

　　1. AMR IF1：

　　IF1 的帧格式如下图所示：

　　 AMR音频编码器概述及文件格式分析

　　FrameType， Mode Indication， Mode Request 对应上面两个表格里的数。从上面的表格里我们可以看出，这三个域的值是相同的。所以在IF2中省略了Mode Indication， Mode Request 两个域。

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

　　每一帧的数据有分为三个部分：Class A/B/C

　　Class A：一帧中最敏感、最重要的数据。一旦这一部份数据有损坏，整个帧就无法解码，就损坏了。所以，一般在无线传输的时候要使用各种冗余的方式对这部分数据加以保护。

　　Class B：相对于Class A不那么重要的数据。

　　Class C：比Class B还不重要的数据。

　　2. AMR IF2：

　　相对于IF1， IF2 省去了Frame Quality Indicator， Mode Indication， Mode Request 和CRC 校验。但是增加了bit 填充。因为AMR帧中数据的长度并不是字节（8bit）的整数倍，所以在有些帧的末尾需要增加bit填充，以使整个帧的长度达到字节的整数倍。

　　有关IF2帧中各个域的信息请参考下面的帧大小节的表格。

　　三、帧大小

　　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