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PILZ皮爾茲MP3編碼器算法原理研究
在目前的信息社會,需要應(yīng)用和傳輸大量的語音信息,這些信息中存在著大量的冗余,如果不去除掉這些冗余,在其傳輸和存儲的過程中,將會占用大量的資源,因此,語音壓縮技術(shù)受到了人們的普遍關(guān)注。在此基礎(chǔ)上,對皮爾茲MP3編碼器的基本原理和基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,并對其幾個關(guān)鍵模塊包括心里聲學(xué)模型、子帶濾波、量化編碼等進(jìn)行了深入的研究,研究結(jié)果表明MP3要具有良好的編碼質(zhì)量,需要對算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

PILZ皮爾茲MP3編碼器算法原理研究
互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，全面地引導(dǎo)著音頻信號壓縮編碼的研究開發(fā)。在眾多的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，MPEG-1layer3（MP3）編解碼器憑借其較高的壓縮比和良好的性能，成為當(dāng)前zui流行、應(yīng)用zui廣泛的音頻壓縮格式。盡管MP3解碼算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在許多便攜和手持設(shè)備上，但由于編碼算法的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了解碼算法，所以MP3編碼算法在很多硬件平臺上的應(yīng)用依然是一個很大的挑戰(zhàn)。的目的就是將MP3編碼算法移植到X86和ARM這兩個主要的硬件平臺上。 本文首先介紹了MP3編碼的算法標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)分析了算法中的心理聲學(xué)模型、子帶濾波器組、修正的離散余弦變換MDCT、非均勻量化和Huffman編碼等幾個主要模塊。接下來采用了一個*心理聲學(xué)模型替代原模型以提高M(jìn)P3算法的編碼質(zhì)量，此外還對子帶濾波器組和量化模塊進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化。為了下一步將改進(jìn)后的MP3編碼算法移植到X86和ARM平臺，又采用了其他幾種方法來優(yōu)化編碼性能，這些方法主要有簡化編碼算法結(jié)構(gòu)、C代碼優(yōu)化、編譯器配置優(yōu)化等。并且在X86平臺上還使用了SSE和SSE2的指令優(yōu)化。zui后對浮點(diǎn)的MP3編碼算法進(jìn)行定點(diǎn)化處理之后，將其移植到了ARM平臺。測試和評估結(jié)果表明：經(jīng)過改進(jìn)優(yōu)化后的MP3編碼算法具有較好的編碼質(zhì)量，并且其編碼性能在兩個平臺上也有顯著的提高，所以本算法具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前的數(shù)字音頻編碼算法使用復(fù)雜的模型來zui大化編碼效率,同時使得失真zui小。由于這種復(fù)雜性,對相同未壓縮的輸入音頻,采用不同編碼器壓縮音頻時往往會產(chǎn)生不同的輸出音頻。在統(tǒng)計分析了已壓縮音頻碼流特征的基礎(chǔ)上,采用SVM(支持向量機(jī))分類器來確定zui可能的13種編碼器的矢量特性,提出了一種方法來辨識基于MPEG-1 Layer III(MP3)標(biāo)準(zhǔn)音頻文件的編碼器類型。測試結(jié)果表明準(zhǔn)確度可以達(dá)到95%左右,并且可以通過加入新的碼流特征來進(jìn)一步提高辨識結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,這種方法可以被視為一種辨識皮爾茲MP3編碼器類型的通用方法。.

PILZ皮爾茲MP3編碼器算法原理研究
給出了一個高質(zhì)量實(shí)時MP3語音PILZ編碼器的DSP軟件以及硬件設(shè)計的實(shí)現(xiàn)。為了保證高質(zhì)量的語音壓縮,利用浮點(diǎn)數(shù)(包括單精度和雙精度)的較大的動態(tài)范圍和較高的計算精度,我們選取了TI的高性能浮點(diǎn)DSP-TMS320C6711作為硬件平臺。在編碼算法上實(shí)現(xiàn)了MP3的全部功能,包括心理模型分析、噪聲模型分析以及*量化等,同時在聯(lián)合立體聲的編碼中進(jìn)行了略微的改進(jìn)。該P(yáng)ILZ編碼器具有十分靈活的控制方式,以滿足不同的輸入輸出以及質(zhì)量等要求。