基于RISC的MPEG-4 AAC編解碼研究.pdf

1、MPEG-2/4AAC(AdvancedAudioCoding，先進(jìn)音頻編碼)數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，己經(jīng)成為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中高質(zhì)量音頻編碼的核心，代表目前感知音頻編碼技術(shù)的發(fā)展方向。對于每聲道64kb/s的多聲道信號，MPEG-2/4AAC能夠提供極高品質(zhì)的音頻，因此在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。MPEG-2/4AAC是許多高保真音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的一種，在原理上包含了多種新型高效的編碼工具，如修正離散余弦變換(MDCT)、時域預(yù)測、瞬時噪聲整形(T

2、NS)等，利用人耳的感知模型和信息統(tǒng)計理論，在盡可能保證重建音質(zhì)的前提下壓縮編碼碼率。針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域和軟硬件條件，MPEG-2/4AAC提出了分層框架，各框架所使用的編碼工具、所需運算量和內(nèi)存容量略有不同，為高保真音頻的存儲和傳輸提供了全面的解決方案。本文旨在研究一種基于單處理器的音頻編解碼系統(tǒng)，便于實現(xiàn)一種低功耗、低成本、可擴(kuò)展的音頻解決方案。 本文以MPEG-4AAC編碼器作為研究對象，對感知音頻編碼技術(shù)中運算復(fù)雜度相對

3、較高的模塊：心理聲學(xué)分析、濾波器組、量化與編碼進(jìn)行了研究。量化與編碼模塊是AAC編碼中運算復(fù)雜度最高的，它基于“雙循環(huán)迭代算法”，通過內(nèi)外迭代循環(huán)在不同方向上調(diào)整頻譜系數(shù)的收放比例，最后收斂于既能滿足編碼比特數(shù)限制又能使量化噪聲處于信號掩蔽域之下。為了加快迭代收斂速度和減少運算復(fù)雜度，本文對收放比例初值和調(diào)整算法進(jìn)行改善，并且把編碼模塊從迭代循環(huán)中提取出來。心理聲學(xué)分析模塊和濾波器組模塊都有一個運算復(fù)雜度較高的從時域到頻域的變換過程，本

4、文只選擇其中的一個，并且在這個基礎(chǔ)上修改了心理聲學(xué)分析模塊的分析過程，大大提高了編碼效率，便于在單處理器上實現(xiàn)實時編碼。 處理器的選擇是音頻編解碼器實現(xiàn)的基礎(chǔ)，本文第三章首先詳細(xì)介紹了處理器RISC3201的基本指令集結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)，以及多媒體指令集擴(kuò)充對處理器在多媒體處理性能方面提高的幫助；然后闡述了在定點系統(tǒng)中實現(xiàn)音頻解碼的一般方法。最后對MPEG-4AACLC解碼器的各個解碼模塊的功能和運算特點進(jìn)行分析，并給出了C語言定點