AAC窗型判定和量化模块的改进算法

由于先进音频编码(AAC, Advanced Audio Coding)标准中使用了较为复杂的心理声学模型和两层嵌套循环量化模块,使得其编码复杂度明显增加,从而影响了实时编码,所以,对于有实时编码要求的系统,必须对标准使用的心理声学模型和量化模块进行改进。本文针对AAC心理声学模型中的窗型判定子模块,提出了基于时域方差变化率的窗型判定算法;并且通过对AAC量化噪声评估模型的推导,设定量化因子初值,在可变比特率条件下无需循环就可实现量化编码,在固定比特率条件下可单循环实现量化编码且在96kbps码率条件下量化循环次数为1-2次。改进后的AAC编码器在TMS320C6727B实验平台上窗型判定模块运算量为1.79每秒百万时钟周期(MCPS, Million Cycles Per Second),量化模块为14.67 MCPS,并且经测试证明音质并无明显失真。      

利用缓存加快量化数据取得的编码和解码方法

提出一种在音频算法中利用音频帧间与帧内的相关性,用缓存来加快量化数据取得的编码和解码方法.这种方法可以减少量化数据时重复的运算量.从而有效地提升编码与解码的计算速度,保证在原有量化条件下,在原有音频质量不变的基础上,减少比特数的使用量并降低解码端的运算量从而节省解码时间.     

MP3音频解码速度优化

MP3采用MPEG-1 LayerIII层标准压缩编码格式,压缩率很高,失真也较小,算法也较为复杂.就MP3解码过程中,针对各解码模块的特点,通过浮点转定点运算、分段拟合、查找表等方法,对解码复杂度较高的模块进行算法优化,并且在16位定点DSP芯片实现,优化后解码每帧音频格式的指令数降到最初的1/ 20.     

MPEG中子带滤波的快速算法及定点实现

高保真的数字音频编码一般都采用子带分析滤波器,作为整个编码过程的主要模块之一,MPEG(活动图象专家组)音频就是典型情况。鉴于标准中给出的子带分析滤波器算法的运算量相当可观,作者提出了一种基于ID-CT(反离散余弦变换)的快速算法,在保证运算精度的前提下,减少运算量和数据量,最终目的是在一片廉价定点DSP上实现MP3(MPEG-Ⅰ层3)编码算法。     

MP3解码器的SOPC实现

简单的介绍了MP3的解码原理,并应用SOPC技术构建快速合适的硬件系统,以Altera公司的NiosII软核处理器作为控制及解码单元来完成MP3解码器的设计。对MP3解码器中主要算法模块做了优化和改进,用Verilog语言来实现MP3解码器的RTL设计,并在DE2-70开发板上得到了实时验证,达到了较好的优化效果。     

数字视音频解码中IDCT的FPGA实现

在MPEG视音频标准中,使用DCT(离散余旋变换)/IDCT(反离散余旋变换)来压缩数据。在数字视音频MP3解码电路中,IDCT是整个解码过程中运算量最大最耗时的一部分,因此IDCT的速度对整个MP3解码进程的速度起着极为关键的作用。在众多的解码过程实现方案中,用芯片实现是速度最快的一种方案。本方案是用RTL级的Verilog语言进行描述,用Synplify Pro综合成门级电路,然后用ModelSim仿真通过后,下载到X ilinx公司的V irtex的FPGA中。结果表明:电路工作正确可靠,速度上能满足MP3的实时播放要求。     

MPEG-4 AAC音频编码中量化模块的改进

NPEG -4 AAC音频编码标准中的量化过程采用了Brandenburg提出的双循环模式,取得了较好的编码质量和压缩比例.但在实际编码时,该方法由于迭代次数过多,会出现收敛速度较慢,甚至死锁的情况.在深入分析MPEG -4 AAC量化算法的基础上,提出了一种快速计算每个比例因子频带的改进算法.该算法通过有效减少外循环计算过程,并确保每个比例因子频带的量化失真低于允许值,从而减少量化模块的计算量.实验结果表明,在不影响音频编码质量的前提下,该算法能有效地提高编码效率.     

电子防震系统音频编解码器及编解码方法研究

为提高电子防震系统音频编解码效率,分别在编解码器关键模块上进行了算法优化,提出了一种高效的编解码实现方案。在时频分析模块中,利用MDCT的对称性和奇偶性,快速得到MDCT变换输出值,节省了运算时间和计算资源,提高了编码效率。在量化／熵编码模块中,采用非线性量化和Huf fman编码来压缩数据,使量化的循环迭代次数减少,在保证量化误差最小化的前提下,提高编码速度。     

MP3音频解码优化算法

以MP3音频解码器为研究对象,在实时性、面积等约束条件下,研究MP3解码流程和算法。IMDCT(反向改进离散余弦变换)是编解码算法中一个运算量大调用频率高的运算步骤。重点推导了递归算法的优化方法,因此在减小硬件资源的同时快速地实现了IMDCT,经验证功能正确。     

基于TMS320VC5416的G.723.1语音编码算法的实现

G．723．1标准是一种针对语音的极低码率编解码算法，该标准提供了6．3kb／s和5．3kb／s两种码率的编码算法，两种码率都能提供较好的语音质量。本文从G．723．1编码算法和解码算法2方面介绍了G．723．1极低码率编解码器算法，并从硬件实现方面对TMS320VC5416的性能参数和技术指标进行了简要的介绍，最后从实时语音信号采集、实时语音编码模块、实时语音解码模块、语音输出模块等几个方面描述了G．723．1编解码算法在TMS320VC5416上的实现过程。研究结果表明。在TMS320VC5416DSK可以实现对语音信号的实时编解码。     

AAC编码算法的快速实现

Advanced Audio Coding(AAC)是一种高质量的音频编码标准,其编码算法的运算复杂度很高。本文针对AAC的心理声学模型谱估计采用SDFT'谱代替标准建议的DFI'谱,对其比特分配模块则提出了一种自适应的最佳全局量化阶搜索方法,此外,还采用基于FFT的MDC'I'快速算法,大大降低了AAC编码算法的运算复杂度。     

基于PLI算法的AAC反量化和PNS解码模块设计

针对AAC(Advanced Audio Coding)解码器中具有复杂运算因而难以硬件实现的反量化模块和知觉噪音替代(Perceptual Noise Substitution,PNS)模块,提出用分段线性插值(Partition and Linear Interpolation,PLI)进行近似计算的方法.其基本原理是将复杂的曲线分割成多个区间,在每个区间内用线性插值的方法进行近似.利用该方法设计的反量化模块和PNS解码模块获得了较高的运算精度,最大运算误差率分别为2e-4和5e-3,全部运算可分解为简单的查表、乘法、加法和移位运算,易于硬件实现.FPGA验证结果表明,反量化模块仅耗用了45个逻辑单元和2 304ROM bits,PNS解码模块仅耗用了21个逻辑单元和144ROM bits,且解码音质良好,没有产生可感知的噪音.     

A survey of efficient MDCT implementations in MP3 audio coding standard: Retrospective and state-of-the-art

This tutorial paper describes various efficient implementations (published and new unpublished) of the forward and backward modified discrete cosine transform (MDCT) in the MPEG layer III (MP3) audio coding standard developed in the time period 1990-2010, including the efficient implementation of polyphase filter banks for completeness. The efficient MDCT implementations are discussed in the context of (fast) complete analysis/synthesis MDCT filter banks in the MP3 encoder and decoder. In general, for each efficient forward/backward MDCT block transforms implementation are presented: complete formulas or sparse matrix factorizations of the algorithm, the corresponding signal flow graph for the short audio block and the total arithmetic complexity as well as the useful comments related to improving the arithmetic complexity and a possible structural simplification of the algorithm. Finally, all efficient forward/backward MDCT implementations are compared both in terms of the arithmetic complexity and structural simplicity. It is important to note that almost all presented algorithms can be also used for the 2ⁿ-length data blocks in others MPEG audio coding standards and proprietary audio compression algorithms.     

Image-adaptive vector quantization in an entropy-constrainedframework

An adaptive vector quantization (VQ) scheme with codebook transmission is derived for the variable-rate source coding of image data using an entropy-constrained Lagrangian framework. Starting from an arbitrary initial codebook C(I) available to both the encoder and decoder, the proposed algorithm iteratively generates an improved operational codebook C(0) that is well adapted to the statistics of a particular image or subimage. Unlike other approaches, the rate-distortion trade-offs associated with the transmission of updated code vectors to the decoder are explicitly considered in the design. In all cases, the algorithm guarantees that the operational codebook C(0) will have rate-distortion performance (including all side-information) better than or equal to that of any initial codebook C(I). When coding the Barbara image, improvement at all rates is demonstrated with observed gains of up to 3 dB in peak signal-to-noise ratio (PSNR). Whereas in general the algorithm is multipass in nature, encoding complexity can be mitigated without an exorbitant rate-distortion penalty by restricting the total number of iterations. Experiments are provided that demonstrate substantial rate-distortion improvement can be achieved with just a single pass of the algorithm.     

一种新的MPEG音频解码方案及算法优化

设计了一种新的MPEG音频解码框架.输入音频数据不需经过串行化,通过桶型移位器组织数据读取,提高了解码效率.解码器针对硬件处理特性设计了专用比特流输入单元和解组处理单元.对运算瓶颈子带滤波器设计了优化算法,使运算量降低为标准算法的1/4左右,存储空间降低为原来的1/2.该方案可用于DVB和DAB信源解码芯片中.     

MPEG-2 AAC解码器的优化算法

作为新一代的音频编码国际标准,先进音频编码(AAC)提供了良好的压缩性能,具有广阔的发展和应用前景。但是由于AAC标准给出的算法比较复杂,按照标准算法进行测试时发现其并不能满足实时解码的要求,因此,必须对标准算法进行优化以达到实时解码的要求。在叙述了MPEG-2 AAC解码器的模块组成和原理的基础上,针对各个模块的特点采用优化算法,对MPEG-2 AAC解码器的部分模块进行了优化设计,较大程度地提高了解码速度。     

基于感知熵的MPEG—2AAC量化模块的改进

在MPEG－1和MPEG－2系列的音频编码中,其量化模块都采用Brandenburg提出的双循环结构,它作为标准的参考算法在对编码质量的评估等工作中能起到不错的效果,但用于实时音频编码时,由于它的收敛速度较慢,往往无法满足要求,本文对MPEG－2 AAC的量化模块进行了分析,引入了基于感知熵的比特估算技术,并针对其缺陷重新设计了该模型,实验结果表明新算法在迭代次数等方面有明显改进。     

Efficient bit allocation algorithm for ISO/MPEG audio encoder

An efficient bit allocation algorithm for the ISO/MPEG audio layer 2 encoder is proposed. The resulting encoder is able to produce an ISO/MPEG compliant bit stream which is almost identical to the bit stream produced by the reference ISO/MPEG encoder suggested in IS 11172-3. More importantly, the number of computational steps is greatly reduced as compared to the method recommended by the ISO/MPEG Committee because the efficient bit allocation algorithm significantly reduces the number of iterations required. It was found that the efficient bit allocation algorithm works best when the bit rate demanded by the psychoacoustic model in order to keep the quantisation noise below the masking threshold is almost equal to the operational bit rate