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        波形編碼就是根據話音信號波形導出相應的數字編碼形式，使其在接收端能忠實地再現原始話音。最早的也是最著名的波形編碼就是PCM。波形編碼廣泛應用于傳統的電信網絡以及ATM網絡上的話音傳送(VoiceOverATM),它包含三個過程：抽樣、量化和編碼。

　　根據奈奎斯特定理，為了保證信息不丟失，抽樣頻率至少應為模擬信號所含最高頻率的2倍，因此話音抽樣頻率均為8kHz,這是所有話音編碼方法的基本假設。量化就是將連續的模擬波形劃分為若干離散的區段，以便用數字形式表示每個抽樣值。由于用量化值表示連續抽樣值是近似的，由此必然帶來所謂“量化噪聲＂。如果按均勻分段的方式劃分量化區間，就稱之為均勻量化或線性量化，其主要問題是小信號處量化噪聲大，信號過大超過量化范圍時又會產生顯著的過載戴化噪聲。因此，實際采用的都是非均勻量化。在編碼器中，先對信號進行壓縮變換，然后進行均勻量化，解碼器則需對信號進行逆＄擴張變換，整個過程稱之為＂壓擴"(companding)。所謂壓縮實際指是對信號的不同區段進行不同程度的放大，其放大倍數隨著信號的增大而減小。其結果是小信號被放大了，而大信號被壓縮了，從而使整個區段的信噪比均勻一致。理想的壓縮特性曲線為：

　　　　　　　　　　　　y=h+klogW(3.1)式中，w為輸入信號，y為壓縮后的信號，h、K為常數。因此又稱非均勻量化為對數量化。由于語音是過零點的雙極性信號，上述理想壓縮是不可實現的，實際采用的是折線近似曲線，即著名的A律和律變換。每個置化值采用數字碼字表示就稱之為編碼。顯然量化級數越多，精度越高，所需編碼位數也越多，一般最高位為符號位。在PCM中每個量化值用8bit碼字表示，編碼速率為64kbit/s。