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数字音频编码信号（Digital Coded Audio Signal）是模拟音频信号通过系统化数字处理形成的离散时间序列。其核心生成流程包含三个关键步骤：首先，采样（Sampling）将连续的声波按固定时间间隔捕捉瞬时振幅值，依据奈奎斯特采样定理，采样频率需至少达到音频最高频率的两倍（例如CD标准的44.1kHz可覆盖人耳20kHz的听觉极限）。其次，量化（Quantization）将采样点的连续振幅值映射到有限离散电平，量化位数（如16bit、24bit）决定动态范围与信噪比。最后，编码（Coding）将量化值转换为二进制序列，形成可在数字系统中传输、存储和处理的信号。
数字音频编码信号的特性由四类参数共同定义： 采样率直接影响高频还原能力，48kHz广泛应用于视频制作，96kHz则用于专业录音； 量化位数决定动态范围（16bit约96dB，24bit达144dB），高位深可显著降低量化噪声； 声道数从单声道到5.1环绕声塑造声场空间感； 比特率则综合反映数据密度，例如1411kbps的CD级无损音频经MP3压缩至128kbps后，数据量缩减90%但仍保持可接受听感，这依赖于心理声学模型对听觉冗余的精准剔除。
根据压缩原理，编码技术分为三大类： 波形编码（如PCM、ADPCM）直接处理信号波形，通过差分预测降低时域冗余，实现无损或低损压缩，适合音乐母带存档； 参数编码（如LPC）提取声道模型参数，以2-4kbps极低码率合成语音，但音乐表现力差； 混合编码融合二者优势，MP3（MPEG-1 Layer 3）和AAC（Advanced Audio Coding）采用子带划分与MDCT变换，结合临界带宽和掩蔽效应动态分配比特资源，在64-256kbps区间实现近乎透明的听觉质量。
主流编码格式在电声系统中各司其职： PCM/WAV作为非压缩格式保留原始波形，是专业音响制作的基准介质； MP3运用听觉阈值和同时掩蔽效应，以12:1压缩比平衡文件大小与保真度； AAC引入瞬时噪声整形（TNS）和参数立体声，较MP3提升30%效率，成为流媒体与数字广播的首选； FLAC/ALAC等无损格式通过预测编码消除统计冗余，压缩比约50%，满足高保真音响系统需求。
数字音频编码技术深度渗透现代声学领域： 在专业音响系统中，数字调音台通过96kHz/24bit PCM处理多路信号，配合杜比全景声编码实现三维声场重建； 消费电子领域，VBR（可变比特率）编码优化蓝牙耳机的传输效率，aptX HD和LDAC编解码器保障无线高解析音质； 广播系统采用AAC+HE架构，在128kbps下传输5.1环绕声，而语音交互设备依赖Opus编码实现8kbps低延迟识别。
当前技术瓶颈集中在高保真与低码率的矛盾。新一代编码器如MPEG-H 3DA结合对象音频编码，将声源分离为独立元素（如人声、乐器），在192kbps下还原沉浸式声场。AI驱动编码通过神经网络分析频谱相关性，进一步优化心理声学模型精度。5G网络推动实时无损音频传输，超高清流媒体服务已支持24bit/192kHz FLAC直播，标志着电声体验进入全新时代。
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